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浅析地基处理基本原理及方法
浅析地基处理基本原理及方法摘要：当今社会随着高层建筑的普及，当工程结构的荷载较大，而地基土质又较软弱，不能作为天然地基时，可采用人工加固处理的方法来改善地基性质，提高承载力、增加稳定性，减少地基变形和基础埋置深度。
关键字：地基处理、原理、方法一：地基处理的原理地基处理是为了提高地基承载力，改善其变形性质或渗透性质而采取的人工地基处理方法。
具体来说，主要从以下五个方面改善原状软弱地基的性质。
1、改善剪切特性。
由于土体的强度主要是指其抗剪强度，土体的破坏是受剪破坏，而不是受压破坏，所以改善剪切特性实际上是提高土体强度。
2、改善压缩特性主要是提高地基土的压缩模量，借以减少地基土的沉降。
3、改善透水特性主要是解决由于地下水的运动而出现的问题。
如流沙，管涌等。
4、改善地基的动力特性地震时饱和松散粉细沙（包括部分轻亚黏土）将会发生液化。
主要解决地基的振动特性，提高抗震性能。
5、改善特殊土的不良特性主要是消除或减少黄土的湿陷性和膨胀土的胀缩性。
二：地基加固方法根据地基加固的原理，可采取不同的加固方法，这些方法可以归纳为以下七种。
1、挖就是挖去软土层，把地基埋置在承载力大的基岩或坚硬的土层中；当软土层不厚时，采用此种方法把天然坚硬的土层作为天然地基十分经济。
2、填则是当软土层很厚，而又需要大面积进行地基加固处理时，则可在软土层上直接回填一层一定厚度的好土，以提高地基承载力，减小软土层的承压力。
3、换就是将挖与填相结合，即换土垫层法。
此方法一般适用于软土层较厚，而仅对局部地基进行加固处理。
它是至将基础下面一定范围内的软土层挖去，而代之以人工填筑的垫层作为持力层。
垫层材料有砂石、碎石、三合土、矿渣、素土等，分别称为砂石地基、三合土地基粉煤灰地基。
换填垫层可提高持力层的承载力，减小软土层的承压力，加速软土层排水固结，且减少基础沉降量。
采用换土垫层能有效地解决中小型工程的地基处理问题，就地取材，施工便捷，工期短，造价低是换土垫层的优点。
地基处理方法分类及其适用范围
地基处理方法分类及其适用范围地基处理方法是指为了解决建筑物在基础上的沉降、变形、下沉等问题，采取的一系列技术措施。
根据地基处理方法的不同，可以分为以下几类：物理处理、地基改良、加固加强和沉降控制。
下面将对这几类地基处理方法进行详细介绍。
1. 物理处理：物理处理是通过改变地基的物理性质，以达到增加地基稳定性和承载能力的目的。
常见的物理处理方法有：（1）加固：加固的方法包括加固土体、加固结构。
加固土体一般采用土石方填筑、垫层处理等方式，加固结构一般采用加固桩、加固梁等结构形式。
（2）抛石填筑：抛石填筑是将石块或碎石填充到地基中，以提高地基的承载能力和稳定性。
（3）加固灌浆：加固灌浆是利用高压注浆设备将浆液注入地基中，以填充地基中的空隙或弱层，提高地基的密实度和强度。
物理处理方法适用范围广泛，可用于巩固松软地基、填平沟壑、填筑坡地等。
2. 地基改良：地基改良是通过在地基中引进外部材料或改变地基内部土体结构的方式，来改善地基的承载能力和稳定性。
常见的地基改良方法有：（1）石灰土法：通过加入适量的石灰，改变土体的物理和化学性质，使土体呈碱性，并且生成一定强度的团聚体，提高地基的稳定性和承载能力。
（2）水泥土法：通过加入一定比例的水泥，改变土体的物理和化学性质，增加土体的密实度和强度，提高地基的承载能力和稳定性。
地基改良方法适用范围广泛，可用于改良松软地基、加固脆弱地基、降低地基对水的敏感性等。
3. 加固加强：加固加强是通过加固和增强地基的力学性能，来提高地基的承载能力和稳定性。
常见的加固加强方法有：（1）预应力锚杆：通过埋设预应力锚杆，使地基形成整体受力体系，提高地基的整体强度和稳定性。
（2）钢筋混凝土墙柱：通过建造钢筋混凝土墙柱，加固和增强地基的承载能力和稳定性。
加固加强方法适用范围较窄，主要适用于加固软弱地基、加固沟壑地基等。
4. 沉降控制：沉降控制是通过采取措施减小或控制地基的沉降量，以保证建筑物的稳定性。
常用的地基处理方法有
常用的地基处理方法有地基处理是在建筑物施工前或施工期间，对地基进行改善或加强的处理方法。
地基处理是保证建筑物稳定性和安全性的重要手段。
根据土壤情况和地基的特点，地基处理方法可以分为物理、化学和土木工程方法。
1. 物理地基处理方法物理地基处理方法是指通过物理手段改善土壤的性质，提高地基承载力、稳定性和排水性能。
常用的物理地基处理方法有振实法、压实法、基础加固等。
(1) 振实法：振实法又称为动力加固法，是利用机械设备对土层进行震动或振动，使土颗粒互相挤压，增加土体密实度和稳定性。
振实法适用于砂土、卵石土和扁粒土等较密实的土层。
(2) 压实法：压实法是通过利用重型机械对土层进行压实，使土层密实度增加，适用于单元重高、水平协调性好和饱和厚层的地基。
(3) 基础加固：基础加固是通过加大基础面积或采用更强的材料，增加基础承载力，从而提高地基稳定性。
基础加固适用于黏土、软岩、泥炭等较松散的土层。
2. 化学地基处理方法化学地基处理方法是指通过使用化学物质改善土壤的性质，从而提高土壤的承载能力和稳定性。
常用化学地基处理方法有注浆法、灌浆法、土壤改良剂等。
(1) 注浆法：注浆法是将混合物注入土中，使土体中的土颗粒互相吸附在一起，形成一个具有一定强度和稳定性的固体体系。
注浆法适用于砂土、粘土和松软的沉积物等。
(2) 灌浆法：灌浆法是通过在土中注入化学药剂，从而提高土壤的密实度和强度。
灌浆法适用于一些较松散的土层和翻修旧建筑时的处理。
(3) 土壤改良剂：土壤改良剂是一种特殊的化学添加剂，能够改变土壤物理和化学性质，提高土壤的承载能力和稳定性。
适用于泥炭、填土、易液化土、弱胶土等。
3. 土木工程地基处理方法土木工程地基处理方法是指利用土木工程技术对地基进行改善和加固，从而提高地基承载力和稳定性。
常用的土木工程地基处理方法有加筋桩、土钉墙、加固地基等。
(1) 加筋桩：加筋桩是将钢筋混凝土桩插入土层中，并与基础相连，用以加强地基承载力和稳定性。
地基处理的常用方法
地基处理的常用方法
一、压实法
压实法是通过施加较大的压力，使土体更加紧密，以增加地基的承载力和稳定性。
压实法可以有效地减少土壤的压缩性和渗透性，防止地基沉降和变形。
压实法包括机械压实法和夯实法等。
二、换土法
换土法是将地基中的软弱土层去除，并换填为强度较高的材料，以提高地基的承载力和稳定性。
换土法可以用于处理较深层的软弱土层，常见的换填材料有砂石、碎石、素混凝土等。
三、土层加固法
土层加固法是通过在地基中注入浆液或粉体等材料，使土体颗粒间形成连接，提高地基的承载力和稳定性。
土层加固法可以用于处理各种类型的土壤，如砂土、黏土、淤泥等。
四、振实法
振实法是通过振动或碾压等机械手段，使地基中的土体颗粒重新排列，形成更加密实的结构，以提高地基的承载力和稳定性。
振实法适用于处理各种类型的土壤，特别是颗粒较大的砂土和砾石土等。
五、热固法
热固法是通过加热或加温等手段，使地基中的土壤颗粒固化或半固化，形成更加坚固的结构，以提高地基的承载力和稳定性。
热固法适用于处理粘性土壤和有机质土壤等。
六、冷凝法
冷凝法是通过在地基中注入化学药剂，使土壤颗粒凝固形成硬结结构，以提高地基的承载力和稳定性。
冷凝法适用于处理各种类型的土壤，特别是软弱土壤和松散砂土等。
七、排水固结法
排水固结法是在地基中设置排水通道或排水板等，通过排除土壤中的水分，使土壤颗粒更加紧密，以提高地基的承载力和稳定性。
排水固结法适用于处理饱和土壤和软粘土等。
地基处理的方式
地基处理的方式地基处理是确保建筑物稳定和安全的关键步骤，其处理方式多种多样，以提高地基的承载力、减少沉降、增强稳定性等。
一、按加固原理分类1. 置换法原理：采用抗剪强度较高、压缩模量较大的材料置换天然地基中部分或全部软弱土，形成双层地基或复合地基。
方法：如换填垫层法，将基础底面下一定范围内的软弱土层挖去，然后分层填入强度较大的材料（如砂、碎石、灰土等），并夯实至要求的密实度。
适用情况：适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。
2. 排水固结法原理：让地基土体在一定的预压荷载作用下排水固结，促使土体孔隙比减小，抗剪强度提高。
方法：如堆载预压法、真空预压法等，通过施加预压荷载并增设排水条件（如砂井、排水垫层等），加速地基土体的排水固结。
适用情况：适用于处理饱和和软弱土层。
3. 灌入固化物法原理：向地基土体中灌入固化物（如水泥、石灰等），通过固化物与土体之间产生一系列的物理化学作用，在地基中形成复合土体。
方法：如水泥土搅拌法、高压喷射注浆法等，将固化物与土体混合均匀，形成具有一定强度的加固体。
适用情况：适用于处理各种软弱地基，如淤泥、淤泥质土、粘性土等。
4. 振密、挤密法原理：采用振动或挤密的方法使地基土体密实，从而提高地基承载力和减小沉降。
方法：如强夯法、振冲法、砂石桩法、灰土挤密桩法等，通过振动或挤压作用使土体颗粒重新排列，形成更密实的结构。
适用情况：适用于处理松散砂土、粉土、粘性土等地基。
5. 加筋法原理：在地基中设置强度高、模量大的筋材（如土工格栅、土工织物等），以提高地基承载力和减小沉降。
方法：如土钉墙法，通过在土体中插入钢筋或钢管形成土钉，并注浆加固，形成稳定的土钉墙体。
适用情况：适用于斜坡、挡土墙等需要加固的结构。
6. 冷热处理法原理：通过冻结或焙烧、加热的方法处理地基土体，以改变土体物理力学性质。
方法：如人工冻结法，通过布置冷却管道并循环冷却剂，使土体冻结并增强其强度和稳定性。
适用情况：适用于临时性的地基支护，如隧道开挖等。
常用地基处理方法的分类、原理、作用、适用范围、
对既有建筑物可进行托换工程
施工时水泥浆冒出地面流失量较大，对流失的水泥浆应设法予以利用
水泥土
搅拌法
水泥土搅拌法施工时分湿法（亦称深层搅拌法）和干法（亦称粉体喷射搅拌法）两种
适用于非饱和粘性土、粉土和湿陷性黄土
冻结法
采用液态氮或二氧化碳膨胀的方法，或采用普通的机械制冷设备与一个封闭式液压系统相连接，而使冷却液在内流动，从而使软而湿的土进行冻结,以提高土的强度和降低土的压缩性
适用于各类土，特别在软土地质条件，开挖深度大于7-8m，以及低于地下水位的情况下是一种普遍而有效的施工措施
经济效益显著，目前已成为我国软土地基上建造6-7层建筑物最为经济的处理方法之一
不能用于含石块的杂填土
各种地基处理方法的土质适用情况、加固效果和最大有效处理深度
按处理
深浅分类
序号
处理方法
土质适用情况
加固效果
常用有效处理深度（m）
淤泥质土
人工
填土
粘性土
无粘性土
湿陷性黄土
降低压缩性
提高抗剪性
形成不透水性
改善动力特性
经振冲处理后地基土较为均匀
施工速度快，施工质量容易保证、经处理后土性质较为均匀，造价经济，适
排
水
固
结
法
堆载预压法真空预压法降水预压法电渗排水法
通过布置垂直排水井，改善地基的排水条件，及采取加压、抽气、抽水和电渗等措施，以加速地基土的固结和强度增长，提高地基土的稳定性，并使沉降提前完成
适用于处理厚度较大的饱和软土和冲积土地基，但对于厚的泥炭层要慎重对待
地基处理的方法的分类
地基处理的方法的分类
地基处理方法可以分为以下几种分类：
1. 加固。
加固地基的目的是提高其承载力和稳定性，常用的方法包括填充、加密、加固、拆除重建等。
例如，在地基上加固可采用钢筋混凝土灌注桩、钢筋混凝土挖坑墙等方法。
2. 地基改良。
地基改良的目的是改善地基的工程性质，常见的方法包括压实、排水、增强、固土、变形控制等。
例如，针对压实地基，可以采用加压灌浆、振动压实等方法；针对易液化地基，可以采用钻孔排水、加固等方法。
3. 地基处理。
地基处理的目的是降低地基的沉降或位移。
常见的方法包括挖坑垫层、预压、挤密、预应力等。
例如，对于软弱地基，可以采用挖坑垫层的方式形成坚硬的基床；对于沉降较大的地基，可以采用预应力锚杆进行支护。
4. 地基防护。
地基防护的目的是防止外力对地基的破坏。
常用的方法包括设置防护层、加固护坡、堆石加固等。
例如，在河流或海岸地区，可以采用堆石护岸的方式，以防止水流侵蚀地基。
以上仅为地基处理方法的一些常见分类，实际工程中可能会综合运用多种方法来达到地基处理的目的。
地基处理工法
地基处理工法地基处理是土木工程中的重要环节，其目的是为了改善地基的承载能力和稳定性。
本文将介绍几种常用的地基处理工法，包括预压法、加固法和改良法。
一、预压法预压法是一种通过施加预压荷载来改善地基承载性能的工法。
这种工法适用于土质较松软的地基，如淤泥、砂土等。
预压法的主要原理是利用荷载作用下地基的固结沉降来增加地基的密实度，从而提高地基的承载能力和稳定性。
在实施预压法时，首先需要清理地基表面的杂物，然后在地基表面铺设一层合适的承压垫层。
接下来，通过施加重锤或者压路机等重型设备的荷载，在地基表面进行荷载施加，形成预压。
预压荷载的大小需要根据地基的情况和设计要求进行合理确定。
预压工程完成后，需要进行定期观测和检测，以确保地基的稳定性。
二、加固法加固法是一种通过加固措施来提高地基承载能力和稳定性的工法。
这种工法适用于存在地基松散层、地基承载力不足等问题的地基。
加固法的主要原理是针对地基的弱点进行强化处理，以提高地基的承载能力。
常见的加固方法包括地基灌注桩加固、地基加固板等。
地基灌注桩加固是先在地基中预埋灌注桩，然后注入混凝土或灌浆材料，形成强固的桩基，以增加地基的承载能力。
地基加固板是通过在地基表面铺设加固板，利用加固板的刚性来均匀分布荷载，提高地基的承载能力和稳定性。
在实施加固法时，需要充分了解地基的状况和设计要求，选择合适的加固方法和加固材料。
加固工程完成后，也需要进行定期的检测和维护，以确保加固效果的长期稳定。
三、改良法改良法是一种通过改变地基性质和结构，提高地基承载能力和稳定性的工法。
这种方法适用于地基土性质复杂、含水量较高等问题的地基。
改良法的主要原理是通过物理或化学手段，改变地基的结构和组成，以提高地基的工程性能。
常见的改良方法包括土石混合桩、土壤固化等。
土石混合桩是将一定比例的石料混入地基中，形成土石混合桩体，以增加地基的承载能力和稳定性。
土壤固化是通过加入固化剂或者化学添加剂，使地基土壤发生物理或化学反应，形成固化体，以提高地基的工程性能。
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(黏性土为主)
杂填土
高压缩 性土
粉砂、粉土易 发生液化和管 涌
河相海相沉积， 河道清淤、人 建筑垃圾、 如长三角、珠 工吹填（港口 工业废料和 码头河道疏浚） 生活垃圾 三角地区
3.1 地基处理基本原理及方法分类
3.1.2.2 特殊土地基类别
软土
湿陷性 黄土
浸湿后结构 迅速破坏而 发生显著下 沉
特殊土地基
3.1.3.1 改善岩土体的剪切特性
• 地基承载力问题（长三角、珠三角、东南亚地区） • 边坡稳定问题 （公路边坡、大坝稳定）
• 基坑工程问题 （地铁基坑、高层建筑基坑、 对 相邻地基、建构筑物、道路等影响）
3.1 地基处理基本原理及方法分类
3.1.3.2 改善压缩特性
• 填土或建筑物荷载，使邻近地基固结沉降 • 负摩擦力使建筑物沉降 • 基坑开挖引起邻近地基沉降（地铁及高层建筑基坑） • 降水产生地基固结沉降
3.1.2 地基处理对象
地基处理对象：
和
。
<<建筑地基基础设计规范>>明确规定：
软弱地基：指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土
或其它高压缩性土层构成的地基。
特殊土地基：包括软土、湿陷性黄土、膨胀土、红黏土
和冻土等地基。
3.1 地基处理基本原理及方法分类
3.1.2.1 软弱土地基类别
软弱地基
软土
冲填土
原理
砂土、粘性土 和软土 人工路堤、土 坡稳定
各类土层
粘土、松砂，试验证 明有效时软土可采用
碎石桩、砂桩
3.1 地基处理基本原理及方法分类
原理
通过注浆改 善土体结构
注浆法
5
胶 结 法
处理 方法
高压喷射注浆 适用 水泥土搅拌桩
岩基、砂土、粉 土、软粘土
软粘土、黄土、 砂土、填土
地下水流速过高时应慎用， 另粘土有机质含量过高时慎用。
• 湿陷性黄土——湿陷性 • 膨胀土——胀缩性 • 冻土——冻融循环
3.1 地基处理基本原理及方法分类
3.1.4 地基处理分类
原理 挖除浅层软弱土或不良土， 分层碾压或夯实
1
换 土 垫 处理方法 层 法
机械碾压法
平板振动法
适用 浅层软弱地基、湿陷性黄土、 膨胀土地基、冻土地基、杂填土
3.1 地基处理基本原理及方法分类
3.1 地基处理基本原理及方法分类
3.1.4 地基处理分类
原理
CFG桩法
利用水泥、粉煤灰、 碎石、石屑或砂加水 拌和形成高黏结强度 桩体
黏性土、粉土、砂土和 适用 已自重固结的素填土等 地基
3.1 地基处理基本原理及方法分类
原理 布置排水通 道，改善排 水条件,并 通过采用加 载、降水等 改变土体自 重应力
堆载预压法
3
排 水 固 结 法
处理 方法
真空预压法 降水预压法
原理
适用
电渗排水法 饱和软粘土和 冲填土地基
3.1 地基处理基本原理及方法分类
3.1.4 地基处理分类
原理
土工合成材料
通过加筋，形成 复合体，提高土 体自身强度和稳 定性，减小沉降 和增加地基稳定
4
加 筋 法
处理 方法
加筋土、土钉
树根桩
3.1 地基处理基本原理及方法分类
3.1.5 设计前调查研究和方案选择
3.1.5.1 调查研究内容
主要有施工场地条件、工期、原材料等。
Cycle Diagram
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3.1.4 地基处理分类
原理
2
深 处理 层 方法 密 实 法
强夯法 适用
原理
利用强大夯击能使深层 土液化和动力固结，使 土体密实，用以提高地 基承载力和减小沉降。
碎石土、填土、砂土、 低饱和度粉土和粘土 利用（振动）挤密 使深
适用
填土、砂土
CFG桩法
3.1.3.3 改变透水特性问题
• 城市开挖工程的防渗问题（流砂、管涌） • 堤坝地基基础的防渗漏
• 地基失水固结问题 （减小工后沉降问题）
3.1 地基处理基本原理及方法分类
3.1.3.4 改善动力特性
• 砂土（粉土）地震液化 （地基稳定） • 交通荷载或打桩使邻近地基振动下沉
3.1.3.5 特殊土不良地基的改善
软粘土、黄土、 砂土、填土
将细颗粒土 3.1 地基处理基本原理及方法分类
3.1.4 地基处理分类
原理
加热到100℃ 以上，提高 强度，降低 压缩性
热加固法
6
热 学 法
处理 方法
适用
非饱和黏性土、粉 土或湿陷性黄土
使软而湿的土 进行冻结，提 高地基土强度， 降低压缩性
原理
冻结法
适用
各类土，通常用于 采矿系统工程
3.1.5.1 调查研究内容
（1）地形及地质成因、地基成层状况；
（2）软弱土层厚度、不均匀性和分布范围；
（3）持力层位置及状况；
（4）地下水情况及地基土的物理和力学性质。
3.1 地基处理基本原理及方法分类
3.1.5 设计前调查研究和方案选择
3.1.5.1 调查研究内容
振动、噪声、挤土、附加沉降、对周围环境的污 染、妨碍交通等。
3.1 地基处理基本原理及方法分类
3.1.1 地基处理的定义
场地：工程建设所直接占有并直接使用的有限面积的土地。 地基：承托建筑物基础的土层。
基础：建筑物向地基传递荷载的下部结构。
是指天然地基很软弱，不满足地基承载 力和变形的设计要求，需经过人工处理，称为 或 或 。
3.1 地基处理基本原理及方法分类
3.1 地基处理基本原理及方法分类
3.1.5 设计前调查研究和方案选择
3.1.5.1 调查研究内容
（1）建筑物体型、刚度、结构受力体系、建筑材 料和使用要求；
（2）荷载大小、分布和种类；
（3）基础类型、布置和埋深；
（4）基底压力、天然地基承载力和变形容许值等
3.1 地基处理基本原理及方法分类
3.1.5 设计前调查研究和方案选择
季节性冻土； 多年冻土或永冻土
膨胀土
亲水性矿物 导致吸水膨 胀失水收缩， 往复变形造 成上部结构 破坏
红黏土
石灰岩、白 云岩等碳酸 盐类风化形 成
冻土
周期性冻融会 导致不均匀沉 降（青藏铁路 路基的核心问 题之一）
3.1 地基处理基本原理及方法分类
3.1.3 地基处理目的
不同工程条件下地基处理有着不同的目的，一些主要目的：