地基处理与加固的读书报告
篇一：地基处理与加固读书报告
地基处理与加固读书报告
指导老师
姓名学号
完成时间
地基处理与加固新方法
深基坑预应力锚杆柔性支护
1 预应力锚杆柔性支护的基本构成及原理
1.1 预应力锚杆柔性支护基本构成
作为基坑开挖和边坡稳定的一种新的支挡技术，是由预应力锚杆与喷射混凝土面层或木板面层结合而成的一种支护方法，其中预应力锚杆是由众多吨位较小的预应力锚杆组成的系统锚杆。预应力锚杆柔性支护法由预应力锚杆（索）、面层、锚下承载结构和排水系统组成。如图5所示。
预应力锚杆分为自由段和锚固段，其中锚固段设置于潜在滑移面以外的稳定土体中。面层是预应力锚杆柔性支护体系中必不可少的组成部分，常常采用挂钢筋网喷射混凝土，或将木板与喷射混凝土结合共同作用。面层的主要作用在于承受土体压力及水压力，并将其传递至锚下承载结构进而传递到预应力锚杆上；同时围护承载体系间土体的稳定，使其不至于塌落。由于面层厚度较薄，相对于传统的桩锚支护、地下连续墙等结构而言，其刚度要小得多，柔性大，这就是称之为预应力锚杆柔性支护体系的缘由。
锚下承载结构简称锚下结构，是预应力锚杆柔性支护法的重要组成部分。在锚杆上施加的预应力通过锚下承载结构传递至需要锚固的岩土体上。锚下结构通常由型钢（工字钢、槽钢）、垫板、锚具组成。型钢可竖直分段放置，也可水平多跨连续放置或通长连续放置。
排水系统，通常设置地面排水沟，将地表水排走，防止地表水渗透到土体中。在地下水以下的坑壁上设泄水孔，以便将喷射混凝土面层背后的水排走。在基坑底部应设排水沟和集水坑，必要时采用井点降水法降低地下水水位。
1.2 预应力锚杆支护原理
预应力锚杆支护对潜在区内的岩土体进行锚固，锚杆设置时施加预应力，预应力增加了岩土体潜在滑动面上的正应力和相应的抗剪阻力，减少了沿潜在滑动面的下滑力，增加了岩土体稳定性，对岩土体介质的潜在滑移面起“超前缝合”作用，具有主动的约束锚固机制。
2 预应力锚杆柔性支护的应用范围及局限性
2.1 应用范围
（1）临时性支护
主要用于高层建筑、地下结构的深基坑支护，面层可以使用喷射混凝土，也可使用木板。
（2）永久性支护
城市地区的建筑边坡加固，公路、铁路路堑边坡加固，隧道洞口挖方工程加固等。垂直或近乎垂直的开挖施工时采用预应力锚杆柔性支护可使开挖量降至最少，同时还减少了公路用地。
（3）原有支护结构修整加固
预应力锚杆可通过原有挡土墙来设置，用来加固或加强原有失效或危险的挡土结构。这些挡土结构主要有：①已遭受结构破坏或过量挠曲的毛石挡墙或钢筋混凝土挡墙；②由于钢筋腐蚀或回填质量差，损坏了加筋土墙。
2.2 局限性
（1）锚杆施工要求在土体中形成一般为2左右高的路堑。因此，土体必须有一定程度的天然粘聚力，否则就需要进行掏槽、护道或减少路堑开挖层高度以稳
定开挖面，这就增加了施工的复杂性和施工费用。
（2）现场需要有允许设置锚杆的地下空间。在城市中心地带，拟开挖基坑邻近的建筑有地下室或建筑物基础且水平距离较小，锚杆无法设置，这时可用桩锚技术来完成支护，通过下调锚杆的位置和加大倾角使锚杆在地下室或建筑物基础下穿过。
（3）对钻孔困难的地层或限于当地设备条件而钻孔困难的地层，钻孔费用高，导致整体造价提高。
（4）在软粘土或易发生蠕变的黏土等土层，由于锚杆在这些土层中的摩阻力低，锚杆不可能有效的发挥其支撑能力，为了保持足够的稳定水平，需要较长和高密度的锚杆，这在经济上市不合理的。
3 设计计算
对支护结构的设计计算，在理论分析上主要采用极限平衡法，此方法需要假定各种可能的破坏面位置,从中寻找临界破坏面，并满足规定的安全系数的要求。
3.1 破坏模式分析
基坑破坏模式在一定程度上揭示了基坑破坏形态和破坏机理，因此可以说是稳定分析的基础。稳定分析对破坏模式的合理选择具有依赖性。
基坑的破坏模式主要有以下四种：其中圆弧破坏模式常发生在土质基坑和有破碎结构或散体结构的风化岩基坑中；折线破坏模式发生在土质基坑中有不规则的可能滑动面–折线滑动面存在的场合，通常在该滑动面的下部为基岩或硬土层；平面破坏模式常生在层状岩体中或岩石为非层状岩体但存在软弱结构面的基坑中；而圆弧–平面复杂破坏模式常发生在上部为杂填土层或一般土层，下部为层状层的基坑中。
3.2 稳定性分析
所谓稳定分析是按照基坑的某一种破坏形态和破坏机理，根据岩土工程条件、荷载条件以及支护工况所进行的定量的受力平衡分析。将传统的用于边坡稳定分析的极限平衡法用于基坑稳定分析时，除考虑岩土体的力学指标外，尚应考虑锚杆预应力的作用。如图所示，假定基坑的破坏模式为平面破坏，其机理是自重及附加荷载作用下岩土体内产生的剪应力超过层状结构面的抗剪强度而导致不稳定岩土体作顺层滑动。
设有m层锚杆，将滑动土体分为n条，取单位宽度的条块 i 进行受力分析，作用于条块 i 上的力有土体自重Wi、地面超载Qi、法向反力Ni、切向力Ri与锚杆的极限承载力TRj 。
基坑的稳定安全系数 k 定义为破坏面上的抗滑力Sf与下滑力s之比，根据法向力平衡和切向力平衡条件，可得
式中i为破坏面与水平面的夹角；i、ci为土体的内摩擦角与粘聚力；li为土条 i 的底边长；SH为锚杆间的水平间距；j为第j层锚杆与破坏面的夹角。
与土坡稳定分析的瑞典条分法相比，上式的分子中多了三项：
其中，前二项为由锚杆的极限承载力所产生的抗滑因素，第三项为由于锚杆预应力的作用而改善岩土体的力学性能的影响效应，在设计时，无法量化其影响，仅作为安全储备考虑。
3.3 锚杆承载力计算分析
锚杆计算时一般不计其抗剪、抗弯作用，假定杆为受拉工作状态。锚杆的承载力取决以下三种破坏锚杆杆体强度破坏；锚固体从岩土中拔出破坏；锚承载结构破坏。锚杆的极限承载力直接取用以下三中较小者：
(1) 杆体抗拉承载力：
篇二：地基加固读书报告
地基处理与加固读书报告
班级：
姓名：
学好：
地基加固与处理之单液硅化法
硅化加固法是指利用硅酸钠（水玻璃）为主剂的混合液进行地基土化学加固的方法，亦称硅化灌浆法。硅化法分类硅化法根据将液注入的方式分为压力硅化、电动硅化和加气硅化三类。压力硅化根据溶液不同，又可分为压力双液硅化、压力单液硅化和压力混合液硅化三种。
一、加固机理
（一）压力双液硅化法系将水玻璃与氯化钙溶液用泵或压缩空气通过注液管轮流压入土中图! ，溶液接触反应后生成硅胶，将土壤颗粒胶结在一起，使具有强度和不透水性。氯化钙溶液的作用主要是加速硅胶的形成，其反应式为：
（二）压力单液硅化法系将水玻璃单独压入含有盐类（如黄土）的土中，同样使水玻璃与土中钙盐起反应生成硅胶，将土粒胶结，其反应式为：
（三）压力混合液硅化法系将水玻璃和铝酸钠混合液一次压入土中，水玻璃与铝酸钠反应，生成硅胶和硅酸铝盐的凝胶物质，粘结砂土，起到加固和堵水作用
（四）电动硅化法
又称电动双液硅化法、电化学加固法，是在压力双液硅化法的基础上设置电报通入直流电，经过电渗作用扩大溶液的分布半径。施工时，把有孔灌浆浆液管作为阳极，铁棒作为阴极（也可用滤水管进行抽水），将水玻璃和氯化钙溶液先后由阳极压入土中，通电后，孔隙水由阳极流向阴极，而化学溶液也随之渗流分布于土的孔隙中，经化学反应后生成硅胶图2。经过电渗作用还可以使硅胶部分脱水，加速加固过程，并增加其强度。
（五）加气硅化法
系先在地基中注入少量二氧化碳（CO2）气体，使土中空气部分被CO2所取代，从而使土壤活化，然后将水玻璃压入土中，其后又灌入CO2气体，由于碱性水玻璃溶液强烈地吸收CO2形成自真空作用，促使水玻璃溶液在土中能够均匀分布，并渗透到土壤的微孔隙中，使95-97%的孔隙被硅胶所填充，在土壤中起到胶结作用，从而使地基得到加固，加气硅化的化学反应方程式为：
二、特点及适用范围硅化法特点是：设备工艺简单，使用机动灵活，技术易于掌握；加固效果好，可提高地基强度，消除土的湿陷性，降低压缩性。根据检测，用双液硅化的砂土抗压强度可达1.0-5.0MPa；单液硅化的黄土抗压强度达0.6-1.0MPa；压力混合液硅化的砂土强度达1.0-1.5MPa 0；用加气硅化法比压力单液硅化法加固的黄土的强度高50-100%，可有效减少附加下沉，加固土的体积增大一倍，水稳性提高1-2倍，渗透系数可降低数百倍，水玻璃用量可减少20%-40%，成本降低30%。各种硅化方法适用范围，根据被加固土的种类、渗透系数而定，可参见表1。硅化法多用于局部加固新建或已建的建（构）筑物基础、稳定边坡以及作防渗帷幕等。但硅化法不宜用于为沥青、油脂和石油化合物所浸透和地下水pH值大于9.0的.土。
第三节单液硅化法处理地基施工
一、施工机具设备及材料要求
1、硅化灌浆主要机具设备 振动打拔管机（震动钻或三角架穿心锤）、注浆花管、压力胶管、直径40mm联接钢管、齿轮泵或手摇泵，压力表、磅称、浆液搅拌机、贮液罐、三角架、倒链等。
2、灌浆材料 水玻璃：模数宜为2.5-3.0，不溶于水的杂质含量不得超过2%，颜色为透明或稍带混浊；氯化钙溶液：pH值不得小于5.5-6.0，每1L溶液中杂质不得超过60g，悬浮颗粒不得超过1%；硅化所用化学溶液的浓度，可参见表1规定的密度值采用；铝酸钠：含铝量为180g/L，苛化系数为2.4-2.5；二氧化碳：采用工业用二氧化碳（压缩瓶装）。
二、施工要点
1、施工前，应先在现场进行灌浆试验，确定各项技术参数。
2、灌注溶液的钢管可采用内径为20-50mm、壁厚大于5mm的无缝钢管。它由管尖、有孔管、无孔接长管及管头等组成。管尖作成25-30圆锥体，尾部带有丝扣与有孔管连接；有孔管长一般为0.4-1.0m，每米长度内有60-80个直径为1-3mm成向外扩大成喇叭形的孔眼，分四排交错排列；无孔接长管一般长1.5-2.0m，两端有丝扣。电极采用直径不小于22mm的钢筋或直径33mm钢管。通过不加固土层的注液管和电极表面，须涂沥青绝缘，以防电流的损耗和作防腐。灌浆管网系统包括输送溶液和输送压缩空气的软管、泵、软管和注液管的连接部分、阀等，其规格应能适应灌注溶液所采用的压力。泵或空气压缩设备应能以0.2-0.6MPa的压力，向每个灌浆管供应1-5L/min的溶液。灌浆管间距为1.73R，各行间距为
1.5R（R为一根灌浆管的加固半径，其数值见表2；电极沿每行注液管设置，间距与灌浆管同。土的加固可分层进行，砂类土每一加固层的厚度为灌浆管有孔部分的长度加0.5R，湿陷性黄土及粘土类土按试验确定。
表2 土的压力硅化加固半径
3、灌浆管的设置，借打入法或钻孔法（振动打拔管机、震动钻或三角架穿心锤）深入土中，保持垂直和距离正确，管子四周孔隙用土填塞夯实。电极可用打入法或先钻孔2-3m再打入。
4、硅化加固的土层以上应保留1m厚的不加固土层，以防溶液上冒，必须时须夯填素土或打灰土层。
5、灌注溶液的压力一般为0.2-0.4Mpa（始）和0.8-1.0MPa（终）范围内，采用电动硅化法时不超过0.3MPa（表压）。
6、土的加固程序，一般自上而下进行，如土的渗透系数随深度而增大时，则应自下而上进行。如相邻土层的土质不同时，渗透系数较大的土层应先进行加固。灌注溶液次序，根据地下水的流速而定，当地下水流速在1m/d时，向每个加固层自上而下的灌注水玻璃，然后再自下而上的灌注氯化钙溶液，每层厚0.6-1.0m；当地下水流速为1-3m/d时，轮流将水玻璃和氯化钙溶液均匀地注入每个加固层中；当地下水流速大于3m/d时，应同时将水玻璃和氯化钙溶液注入，以减低地下水流速，然后再轮流将两种溶液注入每个加固层。采用双液硅化法灌注，先由单数排的灌浆管压入，然后双数排的灌浆管压入；采用单液硅化法时，溶液应逐排灌注。灌注水玻璃与氯化钙溶液的间隔时间不得超过表3规定。溶液灌注速度宜按表4的范围进。
篇三：地基处理读书报告
地基处理新技术读书报告
1地基处理的概述
工程建设中，经常会遇到各种各样的地质条件不好或软弱地基，这样的地基不能满足结构物的要求，需要经过人工加固处理，处理后的地基称为人工地基。软弱地基是指由软土（淤泥及淤泥质土）、冲填土、杂填土、松散砂土及其他具有高压缩性的土层构成的地基。这些地基的共同特点是模量低、承载力小，未经人工加固处理是不能在上面修筑基础和建筑物的。地基处理的目的就是针对在软弱地基上修筑建造物可能出现的问题，采取各种手段来提高地基土的抗剪强度，增大地基承载力，改善土的压缩特性，从而达到满足工程建设的需要。
1.1我国地基处理技术的发展历程
地基处理在我国有着悠久的历史，新中国成立后，特别是在近20年来得到迅猛发展。回顾60年来我国地基处理技术的发展大致经历了2个阶段[2]。
第一阶段：20世纪50年代至60年代为起步应用阶段，这一时期大量地基处理技术从前苏联引进国门，最为广泛使用的是垫层等浅层处理法。主要为沙石垫层、砂桩挤密、石灰桩、灰土桩、化学灌浆、预浸水法及井点降水等地基处理技术应用于工业名用建筑。
第二阶段：20世纪70年代至今，为应用、发展、创新阶段。大批国外先进技术被引进、开发，并结合我国自身特点，初步形成了具体中国特色的地基处理技术及其支护体系，许多领域达到了国际领先水平。大直径灌注桩、石灰桩、碎石桩、高喷注浆、深层搅拌、真空预压、动力固结、塑料排水板法，大刚度柔性桩复合地基、深基坑工程及其支护体系等先进方法得到迅猛开发与应用。 2地基处理的方法
由于软弱地基特性的复杂性和多样性，到目前为止已经形成了许多种不同的地基处理方法，按照其原理的不同可分为以下几大类：
（1）排水固结法；
（2）挤密压实法；
（3）置换及拌入法；
（4）灌浆法；
（5）加筋法；
（6）冷热处理法。
在以上几大类地基处理方法当中，每一类方法又都包含各自不同的几种具体处理方法，但它们的原理相同，只是采取的具体施工措施不一样。
2.1 排水固结法
排水固结法的原理是软粘土地基在荷载作用下，土中孔隙水逐渐排出，孔隙比减小，地基发生固结变形，同时，随着超孔隙水压力逐渐消散，土的有效应力逐渐增大，地基土的强度逐步增长。排水固结法常用于解决饱和软粘土地基的沉降和稳定问题，可使地基的沉降在加载预压期间基本完成或大部分完成，使建筑物在使用期间不致产生过大的沉降和沉降差。同时可增加地基土的抗剪强度，从而提高地基的承载力和稳定性。采用排水固结法时常采用的施工方法有：（1）堆载预压法（2）砂井法（3）真空预压法（4）降低地下水位法；（5）电渗法。
2.2 挤密压实法
挤密压实法的原理是采用一定的手段，通过振动、挤压使地基土体孔隙比减小，强度提高，达到地基处理的目的。根据采用的手段可分为以下几种方法：
2.2.1表层压实法
采用人工或机械夯实、机械碾压或振动对填土、湿陷性黄土、松散无粘性土等软弱或原来比较疏松表层土进行压实，也可采用分层回填压实加固，分层压实的填料也可适量添加石灰、水泥等，适用于含水量接近于最佳含水量的浅层疏松粘性土、松散砂性土、湿陷性黄土及杂填土。
2.2.2 重锤夯实法
利用重锤自由下落时的冲击能来夯实浅层土地基，使其表面形成一层较为均匀的硬壳层，适用于无粘性土、杂填土、非饱和粘性土及湿陷性黄土。
2.2.3 强夯法
将很重的锤从高处自由落下，反复多次夯击地面，给地基土以冲击力和振动，从而提高地基土的强度并减小其压缩性，适用于无粘性土、杂填土、非饱和粘性土及湿陷性黄土等。
2.2.4 振冲挤压法
通常用以加固砂层，其原理是：一方面依靠振冲器的强力振动使饱和砂层
发生液化，颗粒重新排列，孔隙比减少；另一方面依靠振冲器的水平振动力，形成垂直孔洞，在其中加入回填料，使砂层挤压密实，适用于砂性土，小于0.005mm粘性含量小于10%的粘性土，若粘粒含量大于30%效果明显降低。
2.2.5 土桩和灰土桩
土桩和灰土桩挤密地基是由桩间挤密土和填夯的桩体组成的人工“复合地基”。土桩主要适用于消除湿陷性黄土地基的湿陷性，灰土桩主要适用于提高人工填土地基的承载力。适用于湿陷性黄土、人工填土、非饱和粘性土。
2.2.6 砂桩
在松散砂土或人工填土中设置砂柱，能对周围土体产生挤密或振密作用，可以显著提高地基强度，改善地基的整体稳定性，并减少地基沉降量，适用于松砂地基或杂填土。
2.2.7 爆破法
在地基钻孔中爆破黄色炸药或其他炸药，利用其急剧产生的气体压力使地基压密，并在爆孔中加入填料压实后形成复合地基。对饱和松砂地基，可利用爆破振动，使松砂层液化__颗粒重新排列而趋于密实，达到地基加固的目的。此法适用于非饱和疏松粘性土、湿陷性黄土、饱和砂土、杂填土。
2.3 置换及拌入法
以砂、碎石等材料置换软弱地基中部分软弱土体，形成复合地基，或在软弱地基中部分土体内掺入水泥、水泥砂浆或石灰等物质，形成加固体，与未加固部分形成复合地基，达到提高地基承载力，减少压缩量的目的。置换及拌入法有下列几种方法：（1）垫层法；（2）开挖置换法；（3）振冲置换法（或称碎石桩法）；（4）高压喷射注浆法（旋喷柱）；（5）深层搅拌法；（6）石灰桩法；
（7）褥垫法。
2.4 灌浆法
灌浆法的实质是用气压、液压或电化学原理，把某些能固化的浆液注入各种介质的裂隙或孔隙，以改善地基的物理力学性质。灌浆材料常分为粒状浆材和化学浆材两个系统，粒状浆材包括纯水泥浆、粘土水泥浆、水泥砂浆、石灰浆等；化学浆材包括环氧树脂类、甲基丙烯酸酯类、聚氨酯类、丙烯酸胺类、木质素类和硅酸盐类等。在地基处理中，常用的灌浆方法按其依据的理论可分下述四种：
渗入性灌浆法、劈裂灌浆法、压密灌浆法、电动化学灌浆法等。若在灌浆压力作用下，浆液克服地层的初始应力和抗拉强度，引起岩体或土体结构的破坏，使地层中原有的孔隙或裂隙扩张，或形成新的裂缝或孔隙，从而使低透水性地层的可活性和浆液扩散距离增大，称为劈裂灌浆法；若通过钻孔向土层中压入灌浆，在压浆点周围形成泡形空间，使浆液对地基土起到挤压作用，称为压密灌浆法；当在粘性土中插入金属电极并通以直流电后，就在土中引起电渗、电泳和离子交换等作用，促使在通电区域的土中以高价金属离子代换钠离子，使土的含水量显著降低，并可使土内形成渗浆“通道”。若在通电的同时向土中灌注硅酸盐浆液，就能在“通道”上形成硅胶，并与土粒胶结成具有一定力学强度的加固体，称为电动化学灌浆法。根据采取不同的灌浆方法及相应的灌浆材料，灌浆法可应用于砂及砂砾地基、湿陷性黄土地基、粘性土地基。灌浆法的基本原理及其应用已形成一门新的学科分支———岩土工程化学。
2.5 加筋法
通过在土层中埋设强度较大的土工聚合物、拉筋、受力杆件等达到提高地基承载力，减小沉降，或维持建筑物稳定的地基处理方法称为加筋法。加筋法一般有以下几种：
2.5.1 土工聚合物
利用土工聚合物（或称为土工合成物或土工织物）的高强度、韧性等力学性能，扩散土中应力，增大土体的刚度模量或抗拉强度，改善土体或构成加筋土以及各种复合土工结构。土工聚合物除了上述加固强化作用外，还可以用作反滤、排水和隔离材料。适用于加强软弱地基，或用作反滤、排水和隔离
材料。
2.5.2 锚固技术
将一种新型受拉杆件的一端固定在边坡或地基的岩层或土层中，另一端与结构物（如挡土结构物）连接，利用锚固力以承受由于土压力、水压力或风力所施加于结构物的推力，从而维持结构物的稳定。在天然地层中可用灌浆锚杆，在人工填土中可用锚定板。
2.5.3 加筋土
把抗拉能力很强的拉筋埋置在土层中，通过土颗粒和拉筋之间的摩擦力形
成一个整体，称为加筋土。拉筋一般使用具有耐拉力，摩擦系数大且耐腐蚀的网状、丝状、带状的材料，主要是镀锌钢片、铝合金以及合成树脂等材料。加筋土技术在人工填筑的砂性土中可以采用，但不宜用于粘性土。
2.5.4 树根桩法
在地基中沿不同方向，打入直径为75mm——125mm的细桩，可以是竖直桩，也可以是斜桩，形成如树根状的群协以支撑结构物，或用以挡土，乃至可作为稳定土坡的一种措施，适用于软弱粘性土、杂填土等。
2.6 冷热处理法
冷热处理法是通过改变地基土体的温度从而改变土体中水的存在及状态，达到加固地基的目的。冷热处理法包括：冻结法和烧结法两种。
（1）冻结法：通过人工冷却，使地基温度降低到孔隙水的冰点以下，使之冻结，从而具有理想的截水性能和较高的承载能力（或横向支承能力）。适用于饱和的砂土或软粘土地层中的临时性措施。
（2）烧结法：在软弱粘土地基的钻孔中加热，通过焙烧使周围地基土减小含水量提高强度，减少压缩性。适用于软粘土、湿陷性黄土等。
3、下面仅以其中关于的CFG为例进行具体介绍。
1基本概念
水泥粉煤灰桩（CFG）、桩间土和褥垫层一起形成复合地基，属于地基范畴。桩基是一种简称，是一种深基础。尽管有时水泥粉煤灰碎石桩体强度等级与桩基中桩的强度等级相同，但由于在水泥粉煤灰碎石桩和基础之间设置了褥垫层，在垂直荷载作用下，桩基中的桩、土受力和水泥粉煤灰碎石桩复合地基中的桩、土受力有着明显的不同。 和桩相比，由于水泥粉煤灰碎石桩桩体材料可以掺入工业废料粉煤灰、不配筋以及充分发挥桩间土的承载能力，工程造价一般为桩基的1/3-1/2，经济效益和社会效益显著。并且水泥粉煤灰碎石桩复合地基技术具有施工速度快、工期短、质量容易控制、工程造价较为低廉的特点。
水泥粉煤灰碎石桩是针对碎石桩承载特性的一些不足，加以改进而发展起来的。与一般碎石桩相比，碎石桩系散体材料桩，桩本身没有粘结强度，主要靠周围他土的约束形成桩体强度，并和桩间土组成复合地基共同承担上部建筑的垂直荷载。土越软对桩的约束作用就越差；桩传递垂直荷载的能力就越差。
