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建筑地基处理技术 复合地基技术 复合地基定义 复合地基是指在天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强，或被置换，或在天然地基中设置加筋材料，加固区是由基体和增强体两部分组成的人工地基。在荷载作用下，基体和增强体共同承担荷载的作用。 复合地基可以较充分的利用天然地基和增强体两者的潜能，具有较好的经济性，也具有较大的灵活性，因此复合地基具有一定的优势。 复合地基分类 复合地基形式多种多样，应用广泛，复合地基从四个方面进行分类：①增强体设置方向；②增强体材料；③基础刚度以及是否设置垫层；④增强体长度。 图1 复合地基型式示意图 （a）竖向增强体复合地基；（b）水平向增强体复合地基； （c）斜向增强体复合地基；（d）长短桩复合地基 复合地基合理选用原则 ①因地制宜原则：根据工程地质条件，工程类型，工程使用要求综合考虑，充分利用当地材料。 ②提高地基稳定性原则：水平向增强体复合地基用于提高地基稳定性。 ③提高地基强度原则：散体材料复合桩地基主要适用于设置桩体过程中桩间土能够振密挤密，强度得到较大提高的砂性土地基。 ④减小地基沉降原则：为了减少地基沉降，增大桩体长度，减小加固区下下卧层压缩量。 ⑤视桩土相对刚度大小决定在刚性基础下是否设置柔性垫层原则：桩土相对刚度较大，且桩体强度较小时，有必要设置柔性垫层；桩土相对刚度较小，或桩体强度足够时，可不设置柔性垫层。 ⑥增加桩土应力比原则：复合地基上设置刚度较好的垫层可防止桩体向上刺入，增加桩土应力比，充分利用桩体的承载潜能。 复合地基在基础工程中的地位 复合地基理论和工程应用近年来发展很快，复合地基技术在土木工程建设中得到广泛应用，复合地基已成为一类重要的地基基础形式。 真空预压技术 真空预压技术概述 真空预压加固软土地基技术是瑞典皇家地质学院W.Kjellman教授于1952年提出并进行了小型的试验研究。真空预压技术是通过采取一定的措施，在需加固的土层中产生一定真空和负压，形成压差，产生负压固结，达到预加固软土的目的。真空预压技术广泛应用于港口堆场、仓库、机场、高速公路、市政设施、人工岛和堤坝边坡工程，取得了良好的工程和经济效益。 图2 真空预压加固软土地基示意图 真空预压加固机理 真空预压加固软土地基，地基中个点必须满足两个平衡条件：地基中各点孔压与负压边界及周围压力边界的平衡；总应力与膜面上大气压力的平衡。从第一个平衡条件出发可以求出抽真空作用下地基中最终稳定负压渗流场。由于地基中应力要同时满足第二个平衡条件，负压渗流场中土体有效应力要相应增加，期增加值等于相应的孔压降低值，即产生固结。 真空预压加固地基的影响因素 ①场地地质条件 天然地基不具备加固区地基土渗透系数较大，加固区外周围土体渗透系数较小的情况，需要人工干预，干预原则就是在加固区内设置良好的排水排气通道，在加固区周围要形成较好的密封。 图3 真空预压加固地基竖向排水体的设置 ②抽真空作用强度 按加固土体体积确定流射泵数量；根据工程需要动态设计开泵量；停泵标准根据工程实际修正。 ③地下水赋存情况 真空预压加固地基中持续的抽水抽气作用导致场地地下水位下降，从而导致相关土层固结。 ④竖向排水体的作用 真空预压工艺流程 图4 真空联合堆载预压工艺流程图 强夯与强夯置换技术 强夯与强夯置换概述 强夯法称为动力压实法或称动力固结法，是反复将重锤提到高处使其自由下落，给地基以冲击和振动能量，将地基土夯实，从而提高地基的承载力，降低其压缩性，改善地基性能。强夯法处理地基是20世纪60年代末法国梅那技术公司首创。 强夯置换法是在强夯形成的深坑内填入块石、碎石、砂、钢渣、矿渣、建筑垃圾或其他硬质的颗粒材料，采用不断夯击个不断填料的方法形成一个柱状的置换体的方法，或者在被处理软土的面层上铺设足够厚度的渣料、碎块石料，用强夯的方法将整厚层的渣、石填料夯击挤入软土而形成的置换体的方法。 强夯加固运用范围 强夯法用于加固处理碎石土、砂土、粉土、非饱和粘性土、湿陷性黄土和人工填土地基，其效果十分明显。强夯法处理地基的工程应用范围包含各类工业与民用建筑、油罐、仓库、储仓、机场、铁路和公路地基及码头堆场。 强夯置换原理 圆柱体强夯锤自高自由下落，接触地面的瞬间夯锤刺入并深陷于土中，过程短暂，但在瞬间释放出大量的能量，对被加固的土体产生以下3个方面的作用：①位于锤底面下的土瞬间承受锤底的巨大冲击压力，使土体急剧压缩并向下推移，在夯坑底面以下形成一个压密体；②锤体侧面土瞬间受到锤底边缘巨大的冲切力而发生竖向剪切破坏，形成一个几乎直壁的圆柱形深坑；③垂体下落冲压冲切土体的同时产生强烈的震动，以三种波的形式向土体深处传播，基于多种机理的联合作用，使置换土体周围的土体也得到加固。 图5 置换原理图 图6 置换体典型剖面图 强夯置换工程应用型式 单点夯击置换，形成独立的