地基处理与基坑支护工程

地基处理，详细介绍了目前在工程实践中应用广
泛的各种地基处理方法的加固原理、设计计算方法、施工技术及质量检验等方面的内容；第二
篇基坑支护工程，系统介绍了土压力的计算方法、基坑支护结构的设计原理与计算方法、土层
锚杆技术、水泥土挡墙支护技术及土钉支护技术等内容；第三篇降排水工程，详细介绍了排水
工程的方案设计、降水工程的基本原理、各种井点降水方法的方案设计与施工技术等。本书内
容丰富，理论与实践兼顾，注重科学性、先进性与实用性的统一。
本书可作为大中专院校岩土工程、工民建、工程地质等专业的教材或参考书，也可供建筑、
水利、交通、铁道、地质、冶金等部门从事工程勘察、设计、施工的技术人员、现场管理人员参考。
片断：
素土、灰土、二灰土垫层总称土垫层，适用于处理1～4m厚的软弱土层。
灰土垫层中石灰和土的体积比一般以2：8或3：7为最佳。垫层强度随含灰量的增加而
提高。但含灰量超过一定值后，灰土强度增加很慢。
二灰垫层是将石灰和粉煤灰两种材料按2：8或3：7体积比加适当水拌和均匀后分层夯
实。其强度比灰土垫层高得多，常用于处理湿陷性黄土的湿陷性。
（一）厚度确定
软土地基上土垫层厚度的确定与砂垫层相同。
对非自重湿陷性黄土地基上的垫层厚度应保证天然黄土层所受的压力小于其湿陷起始压
力值。根据试验结果，当矩形基础的垫层厚度为0.8～1.0倍基底宽度，条形基础的垫层厚度
为1.0～1.5倍基底宽度时，能消除部分至大部分非自重湿陷性黄土地基的湿陷性。当垫层厚
度为1.0～1.5倍柱基基底宽度或1.5～2.0倍条基基底宽度时，可基本消除非自重湿陷性黄
土地基的湿陷性。
在自重湿陷性黄土地基上，垫层厚度应大于非自重湿陷性黄土地基上垫层的厚度，或控
制剩余湿陷量不大于20cm才能取得好的效果。
（二）宽度确定
灰土垫层的宽度可取b＇＝b十2.5·z，素土垫层的宽度可按下列方法之一确定：
（1）当垫层厚度小于2m时，宽度可取b＇＝b十3/2·z，且b′≥b十0.6（m）；当垫层厚度大
于2m时，应考虑基础宽度的影响，可适当放宽，且b＇≥b十1.4（m）。
（2）每边按0.2b～0.3b加宽，但不得小于30cm和不得大于70cm。
（3）按b＇＝b十2·z·tgθ计算，素土取θ＝22°，灰土取θ＝30°。
（三）平面处理范围
素土垫层或灰土垫层可分为局部垫层和整片垫层。
整片素土垫层宽度可取b＇≥b十3（m），当z＞2m时，b＇还可适当放宽。
在湿陷性黄土场地，若仅要求消除基底下处理土层的湿陷性时，宜采用局部或整片素土
垫层；当还要求提高土的承载力或水稳定性时，宜采用局部或整片灰土垫层。
局部垫层的平面处理范围，其宽度b＇可按下式计算：
b＇＝b十2·z·tgθ十c（b＇≥2/1·z）（2.1－5）
式中：c——考虑施工机具影响而增加的附加宽度，宜为200mm。
整片垫层的平面处理范围，每边超出建筑物外墙基础的外缘的宽度不应小于垫层的厚度，
并不应小于2m。
三、粉煤灰垫层
粉煤灰和天然土中的化学成分具有很大的相似性，其主要化学成分为硅、铝、铁等的氧
化物，其中硅、铝氧化物总量超过70％以上。经有关研究证实，粉煤灰具有火山灰的特性，在
潮湿条件下具有凝硬性，且在碱性物质激发作用下，与SiO2、Al2O3等物质进行水化反应，生
成水化产物，使碾压密实的粉煤灰颗粒胶结固化形成块体结构，提高粉煤灰的强度，降低压
缩变形，增强抗渗性和水稳定性。
粉煤灰具有良好的物理、化学性能，是一种良好的换填材料。其压实曲线与粘性土相似，
具有相对较宽的最优含水量区间，即其干密度对含水量的敏感性比粘性土小。因此，粉煤灰
在换填施工中达到最大干密度时，所对应的最优含水量易于控制。
粉煤灰压实垫层遇水后强度会降低，降低幅度为20％～30％，压缩变形量增大约10％。
粉煤灰的内摩擦角、粘聚力、压缩模量、渗透系数等随粉煤灰的材质和压实密度而变化，
应通过室内土工实验确定。
粉煤灰垫层的设计可参照砂垫层设计方法和有关的技术要求进行。在缺少资料和没有工
程经验的情况下采用粉煤灰垫层，应对使用的材料进行物理、化学和力学性质试验，为设计
提供资料及技术参数。
在确定粉煤灰垫层厚度时，可取其压力扩散角为22°，计算方法同砂垫层。
粉煤灰垫层的承载力一般应通过现场试验确定，当无试验资料时，可参考以下数据：①经
过人工压实（夯实）的粉煤灰垫层，当压实系数控制在0.90及其干密度为0.9ρdmax（t/m3）时，
其承载力可达120～150kPa。②当压实系数控制在0.95及其干密度为0.95ρdmax（t/m3）时，
其承载力可达30okPa，但应进行下卧层强度验算。
第二节土的压实作用
一、土的压实机理
实践证明，要使土的压实效果最好，其含水量一定要适当。对过湿的土进行碾压（或夯
击、振实）会出现“橡皮土”，不能增大土的密实度。对很干的土进行碾压（或夯击、振实），
也不能把土充分压实。在工程实践中，对垫层的碾压质量的检验，要求能获得填土的最大干
密度ρdmax，其值可由室内击实试验得出。根据室内标准击实实验，可绘制土的干密度ρd与制
备含水量w的关系曲线，见图2.2－1。在ρd－w曲线上ρd的峰值即为ρdmax，与之相应的含水量
即为最优含水量wop。