第十一章 地基处理

第三节 密实法原理

土的密实原理：利用各种机械功能，在短时间内促使土的孔隙比减小，密实度增加，从而达到增加地基强度，减少沉降的目的。

利用密实原理处理地基的方法有：碾压、夯实、挤密和振密等四类。

适用：非饱和的各种粘性土类，饱和或非饱和的砂类土。

一、碾压法

利用压实机械，如压路机、铲运机、羊足碾等的机械重量对土进行压实。

二、夯实法

利用冲击能来击实地基。根据冲击能的大小，可以分为重锤夯实和强夯两类。

(一)重锤夯实

用起重机械将夯锤提高到一定高度后，夯击地基的一种加固方法。

锤重：，落距。

(二)强夯法

利用起重机械将重达的重锤提至的高度，然后令其自由下落，强迫夯击地基的一种加固方法。属动力固结法。

强夯后地基强度提高的过程可分为四个阶段：

①强制压缩或振密；②土体液化或结构破坏；③排水固结压密；④触变恢复和固结压密。

强夯的有效加固深度：

式中：——夯锤重力，；——落距，；

　　　——修正系数，粘性土取0.5，砂性土取0.7，黄土取0.35～0.5。

三、挤密法

挤密法是指在软弱土层中挤土成孔，从侧向将土挤密，然后再将碎石、砂、灰土、石灰或矿渣等填料充填密实成柔性的桩体，并与原地基形成一种复合型地基，从而改善地基的工程性能。

根据施工方法和灌入材料不同，挤密法可分为沉管挤密砂(或碎石)桩、振冲碎石桩、石灰桩、灰土桩、渣土桩、爆扩桩等。

(一)加固机理

1.挤密作用(砂土地基)；

2.置换作用(粘性土地基)。

(二)设计计算

1.砂土地基

主要从挤密作用考虑地基加固。

根据工程对地基加固的要求(如提高地基承载力、减小沉降、抗地震液化等)，按土力学的基本理论，计算出加固后要求达到的密度和孔隙比，合理布桩。

如果初始孔隙比为，加固后达到孔隙比为，桩间距可按下式确定(假定挤密桩的体积与土的挤密体积相等)：

正方形布置

梅花形(正三角形)布置

其中

,——砂的最大和最小孔隙比，由室内试验确定。

——砂土挤密后需达到的相对密实度。

每根挤土桩单位长度的灌入填料为

式中：——每根挤土桩的影响面积；正方形布置；梅花形布置。

2.粘性土地基

按复合地基设计，荷载由桩和桩间土共同承担。则：

式中：、、——分别为复合地基承载力标准值，单桩承载力标准值和桩间土承载力标准值，；

　　　,,——一根桩的影响面积、一根桩的横断面积和一根桩所加固土体的面积，。

设置换率，桩土应力比，则

置换率由设计人员自己定等），桩土应力比可实测得到，并非定值，随荷载而变化。无资料时可取(原状土强度低者取大值)。

假定施工时，桩间土无结构破坏，无挤实，可用天然地基承载力。

复合地基的沉降包括加固区范围内的沉降和加固区下卧层的沉降。

加固区复合地基压缩模量：

四、振密法

振密法：用振动机振动松散地基，使土颗粒受振移动至稳固位置，减小土的孔隙而压实。

振动机自重为，振动力为，频率为,振幅为。

适用范围：松散状态的砂土、砂性杂填土、含少量粘性土的建筑垃圾、工业废料和炉灰填土地基。