1 绪论1.1地基处理的概念、目的及意义我国幅员辽阔，土质多样，地质复杂。
从渤海湾到大西北的戈壁荒漠，从寒冷的东北到炎热的海南，由于地理位置的不同，土层的性质千变万化。
如果天然地基很软弱，无法满足建筑物对于地基稳定、渗透以及变形等方面的要求时，就要人工地对地基进行处理后再建造基础，这样的地基加固称之为地基处理（Ground Improvement）。
地基处理的目的：提高地基的强度以保证地基的稳定性；加强地基固结过程，提早完成沉降；降低土体的压缩性，减少地基的沉降和不均匀沉降；防止地震时液化和震陷等。
随着我国现代化建设的高速发展，在房屋、公路、铁路、港口等工程建设中，常遇到地质条件较差的软弱地基或不良地基问题。
而上部结构荷载日益增大，变形要求更严格，相应地对地基要求也越高，因此地基处理的要求也就越来越迫切和广泛。
与建筑物的上部结构相比，地基不确定因素繁多、问题复杂。
软弱地基处理的好坏，不仅关系到工程建设的工期速度，而且关系到工程建设的质量。
地基处理技术的研究和推广已成为土木工程中一项重要的课题。
综合国内外各种地基处理的宝贵经验，推广有效的地基处理技术，提高工程实践技术，对于加快我国基本建设，节约经济成本具有特别重要的意义。
1.2地基处理的分类、对象及其特性地基处理方法按处理深度，可分为浅层处理和深层处理；按处理的作用机理，可分为物理处理和化学处理；按作用时间，可分为永久性处理和临时性处理；按添加加固材料的作用，可分为置换法、土质改良法和加筋法。
我国一般采用按处理的作用机理进行分类（图1-1）。
地基处理的对象为软弱地基和特殊土地基。
在此类地基上建造建筑结构时，应该注意以下存在的问题：1.强度及稳定性当地基承载力不能满足建筑物荷载作用的要求时，地基将会产生局部或整体剪切破坏，影响建筑物的正常使用和安全，甚至引起建筑物的破坏。
天然地基的承载力与土体的抗剪强度有关，与基础形式及埋深也有关。
若天然地基不能满足要求，需人工地进行处理。
图1-1 按作用机理分类的地基处理方法2. 压缩及不均匀沉降在建筑物荷载作用下，地基会发生水平位移或沉降，或不均匀沉降超出允许 值。
若地基变形超过允许值，就会影响建筑物的正常使用和安全，甚至引起建筑物的破坏。
天然地基变形主要与土的变形特性和荷载大小有关，也与基础形式有关。
3. 渗漏、潜蚀及管涌渗漏有两方面：一、堤坝蓄水结构地基渗流量超过允许值时，会造成较大损土工织物 加筋土 树根桩 冻结法 热加固法浅层密实处理深层密实处理冲击密实 振冲击 挤密法爆破挤淤法 强夯法砂（石）桩挤密法 灰土桩挤密法 石灰桩挤密法碾压法 重锤夯实法 振动压实法 砂（砂石）垫层法 土工织物法力学排水 电学排水——电渗排水其他排水 加压排水抽水排水负压排水——真空排水法塑料袋排水法砂井排水法 袋装砂井排水法 水井排水法井点排水法6. 换土处理7. 密实处理8. 排水处理9. 加筋处理10. 热学处理全部挖出换土法 部分挖出换土法 自重强制换土法 强夯挤淤法挖除换土法强制换土法焊破换土法——爆破挤淤法物理 处理 化学 处理地基 处理 方法 分类失；二、地基中水力比降超过允许值时，地基土会发生潜蚀和管涌而导致建筑物破坏。
天然地基渗漏问题主要与土体的渗透性有关。
4.动荷作用下的土体液化在动荷载（地震作用、施工器械与波浪荷载，车辆振动等）作用下，饱和松散粉细砂会产生液化，使土体失去抗剪强度与承载力，并会造成地基失稳和震陷。
5.区域性特殊土不良地基我国地域辽阔，某些土类生成时的地理环境、地质成因、气候条件、历史过程等原因，使它们具有一些特殊结构、成分和性质。
我国主要的区域性特殊土有湿陷性黄土、膨胀土、红黏土、软土及盐渍土和多年冻土等。
在特殊土地基上建造建筑物，必须考虑特殊土的工程性质对建筑物的基础及稳定性的影响。
根据工程的特点和要求，因地制宜、综合处理。
1.3地基处理的发展概况地基处理是一门历史悠久的工程技术。
追溯到很久以前，人类已经懂得对天然地基进行人工处理。
我国早在3000年就有采用竹子、木头以及麦秸等材料加固地基的史料记载[1]。
回顾50年来，我国的地基处理技术大致经历了两个发展阶段。
第一阶段：20世纪50~ 60 年代，为起步摸索阶段。
这个时期大量的技术由苏联引进，垫层等浅层处理方法被广泛应用。
主要有砂石垫层、石灰桩、砂桩挤密、灰土桩、化学灌浆、重锤夯实及井点降水等技术应用于工业民用建筑。
第二阶段：20世纪70 年代至今，为发展创新阶段。
大批的国外先进技术被引进、开发，并根据我国的实际情况，初步形成具有中国特色的地基处理技术体系，许多领域达到了世界先进水平。
1）大直径灌注桩广泛应用于黄土、膨胀土、软土等特殊土地基。
据估计，我国对大直径灌注桩的应用数量堪称世界之最，虽然起步较晚，但发展势头迅猛。
2）碎石桩、石灰桩、深层搅拌、高喷注桩、真空预压、动力固结、塑料板排水法等得到广泛研究及应用。
利用工业废渣、废料及城市建筑垃圾来处理地基的研究得到显著进步，比如采用粉煤灰、生石灰开发成二灰复合地基等等。
这些技术的使用，不仅节约了大量资源，降低建设成本，而且为减少城市建筑垃圾污染找到新的出路。
3）大刚度柔性桩复合地基，其主要方法是通过提高桩体材料的刚度或强度来实现复合地基的承载力提高。
在这一领域，中国建科院、浙江建科院、浙江大学于1990 ~ 1994年先后开发了碎石、水泥、粉煤灰和水泥、赤泥、碎石以及水泥、粉煤灰、生石灰、砂石桩等复合地基，工业废料得以利用，有效地降低建筑费用。
4）托换技术在工艺上得到可喜的进展。
托换技术分为纠偏和加固托换两种。
纠偏托换是对已建建筑的不均匀沉降和倾斜进行地基处理的技术手段，加固托换常采用一般静压桩、小型钢筋混凝土灌注桩或锚杆静压桩等手段。
近几十年来，掏土纠偏技术广泛应用于倾斜建筑物，成果显著。
5）进入21世纪以后，我国武汉、成都等地先于西方发达国家，研发了人工挖孔空心桩。
与实心桩相比，在满足强度要求的情况下，不仅节省50%的混凝土，而且减少了废土外运。
结构合理、经济安全、施工方便，使用前景广阔。
6）深基坑工程及其支护体系得以高速发展。
我国城市建设中，（超）高层建筑、地铁、地下商城等地下空间结构的兴建，发展健全了我国的深基坑工程地基处理技术。
据有关资料，我国在建或已建的（超）高层建筑其基坑深度由6m，8m扩展到10m，20m以上。
仅仅十几年间，我国大中型城市10层以上的建筑物面积已逾1亿㎡，发展势头举世瞩目。
地基处理技术的发展，反映在机械设备、土工材料、施工工艺等各个反面。
为了满足日益变化的现代化建设，我国地基处理技术的发展，先是借助西方国家的先进技术理论及经验，深入交流，进而开发具有我国特色的处理方法，甚至青出于蓝而胜于蓝。
1.4 本文的研究目的与意义我国地基处理技术的蓬勃发展，也面临方方面面的问题。
比如：1）施工单位素质良莠不齐地基处理队伍的壮大也反应了地基处理技术的发展。
但是过度的膨胀，导致施工队伍的技术培训跟不上，熟练的技术工人流失。
同时，我国的建设管理体制不健全。
上梁不正下梁歪，偷工减料的现象普遍。
很多土建施工单位也从事地基处理施工，工程质量难免出现问题。
2）施工机械简陋在地基处理施工机械方面，从事生产的企业不断增加。
许多机械已形成系列化、标准化产品。
我国同国外的差距正逐步减小。
但我国的工程建设需求量极大，许多施工单位还存在落后的施工机械，这对工程质量的影响不容忽视。
3）未能因地制宜选用处理方法根据工程的实际地质条件，合理地选择地基处理方法很重要。
有的施工单位为占据更多利益，对可行方案进行比较时，采用的不是较好的方法。
有时选择处理方法时也存在着盲目性。
因此，在确定地基处理方案时，应根据工程的具体情况，通过现场检验，选择经济合理，技术可靠，施工期短的方案。
4）对方法的适用性存在偏颇各种地基处理的方法都有一定的适用范围。
比如，不宜采用振动挤密法对饱和软粘土进行加固。
但采用强夯法处理软土地基未能成功的报道时有出现。
施工单位盲目地扩大应用范围，常会造成工期、造价的浪费。
因此，对地基处理技术的研究应着重考虑其实践性。
本文通过对各种地基处理技术的研究，分析各种地基处理方法的适用范围，结合工程实践，为工程设计提供依据。
图1-1 按作用机理分类的地基处理方法土工织物 加筋土 树根桩 冻结法热加固法浅层密实处理深层密实处理冲击密实 振冲击 挤密法爆破挤淤法 强夯法砂（石）桩挤密法 灰土桩挤密法 石灰桩挤密法碾压法 重锤夯实法 振动压实法 砂（砂石）垫层法 土工织物法力学排水 电学排水——电渗排水其他排水 加压排水 抽水排水负压排水——真空排水法塑料袋排水法砂井排水法 袋装砂井排水法 水井排水法井点排水法1. 换土处理2. 密实处理3. 排水处理4. 加筋处理5. 热学处理 全部挖出换土法 部分挖出换土法 自重强制换土法 强夯挤淤法挖除换土法强制换土法焊破换土法——爆破挤淤法物理 处理 化学 处理地基 处理 方法 分类搅拌法 注浆法石灰系搅拌法 水泥系搅拌法深层搅拌法 高压喷射注浆法。