1、1. 地基处理的目的是什么？对象？常见软土有哪些？各自有何特点？答：1.地基处理的目的： 提高地基土抗剪强度，改善地基土的剪切特性，以满足设计对地基承载力和稳定性的要求； 降低地基的压缩性，改善地基的变形性质，防止建筑物产生过大的沉降和不均匀沉降以及侧向变形； 改善地基的透水特性，防止渗流过大和渗透破坏； 改善地基的动力特性，提高地基抗震性能，防止液化，隔振和减小振动波的振幅； 改善特殊土的不良地基特性，如湿陷性黄土的湿陷性，膨胀土的胀缩性和冻土的冻胀融沉性。2.地基处理的对象：软弱地基（软土，冲填土，杂填土，其他高压缩性土）和特殊土地基（湿陷性黄土，膨胀土，红黏土，季节性冻土，岩溶）3.常见
2、软土有：淤泥和淤泥质土。4.软土的特性有天然含水量高，天然孔隙比大，抗剪强度低，压缩系数高，渗透系数小。在外荷载作用下地基承载力低，地基变形大，不均匀变形也大，且变形稳定历时较长。淤泥和淤泥质土的本质区别在于其天然孔隙比不一样。淤泥的天然孔隙比大于等于1.5，淤泥质土的天然孔隙比大于等于1而小于1.5，淤泥质土还包括粉性土。2. 地基处理设计方案确定的原则及其设计步骤，与其前期准备工作。答：1.方案确定的原则：技术先进，经济合理，安全适用，确保质量。2.设计步骤： 搜集详细的的工程地质，水文地质及地基基础的设计资料； 根据结构类型，荷载大小及使用要求，结合地形地貌，地层结构，土质条件，地下水特
3、征，周围环境和相邻建筑物等因素，初步选定几种可供考虑的地基处理方案。应同时考虑上部结构，基础和地基的共同作用。 对初步选定的几种地基处理方案，分别从处理效果，材料来源和消耗，施工机具和进度，环境影响等各种因素，进行技术经济分析和对比，从中选择最佳方案； 对已选定的方案，根据建筑物的安全等级和场地复杂程度，可在有代表性的场地上进行相应的现场试验和试验性施工。3. 按加固原理分，常见的地基处理方法有哪些？简述各自的加固原理及其适用范围。答：1.分类：换土垫层法（垫层法，强夯挤淤法）；振密，挤密法（表层压实法，重锤夯实法，强夯法，振冲挤密法，土桩法，砂桩法，夯实水泥土桩，爆破法）；排水固结法（堆载预
4、压法，真空预压法，真空-堆载联合预压法，降低地下水位法，电渗排水法）；置换法（振冲置换法即碎石桩法，石灰桩法，强夯置换法，水泥粉煤灰碎石桩即CFG桩，柱锤冲扩法，EPS超轻质料填土法）；加筋法（土工聚合物，加筋土，土层锚杆，土钉，树根桩法）；胶结法（注浆法，高压喷射注浆法，水泥土搅拌法）；冷热处理法（冻结法，烧结法）；其它。2. 加固机理：换土垫层法：通过挖除浅层软弱土或不良土，分层碾压或夯实土（垫层法），或者采用边强夯，边填碎石，边挤淤的方法，在地基中形成碎石墩体（强夯挤淤法），来提高地基承载力和减小变形； 振密，挤密法：采用一定手段，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
5、理的目的； 排水固结法：软土地基在附加荷载的作用下，逐渐排出孔隙水，使孔隙比减小，产生固结变形。在这个过程中，随着土体超静孔隙水压力的逐渐消散，土的有效应力增加，地基抗剪强度相应增加，并使沉降提前完成； 置换法：以砂，碎石等材料置换软土，与未加固部分形成复合地基，达到提高地基承载力的目的； 加筋法：通过在土层中埋设强度较大的土工聚合物，拉筋，受力杆件等提高地基承载力，减小沉降或维持建筑物稳定； 胶结法：在软弱地基中部分土体内掺入水泥，水泥砂浆以及石灰等物，形成加固体，与未加固部分形成复合地基，以提高地基承载力和减小沉降； 冷热处理法：通过人工冷却，使地基温度降低到孔隙水冰点以下，从而具有理想的
6、截水性能和较高的承载力。或者通过渗入压缩的热空气和燃烧物，将细颗粒土加热到100 C,从而增加土的强度，减小变形。3.使用范围： 换土垫层法：常用于基坑面积宽大和开挖土方量较大的回填土工程，一般适用于处理浅层软弱土层与低洼区域的填筑。处理浅层非饱和软弱土层，湿陷性黄土，膨胀土，季节性冻土，素填土和杂填土。（只解决承载力问题，无助于减少沉降）； 振密挤密法：适用于碎石土，砂土，素填土，杂填土，低饱和度的粉土和粘性土，湿陷性黄土；表层压实法（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），重锤夯实法（无粘性土，杂填土，非饱和粘性土及湿陷性黄土），强夯法（碎石土，砂土，素填
7、土，杂填土，低饱和度粉土，粘性土及湿陷性黄土），振冲挤密法（砂性土及小于0.005mm的粘粒含量低于10%的粘性土），土桩法（地下水位以上湿陷性黄土，新近堆积黄土，素填土和杂填土），砂桩法（松砂地基和杂填土地基），夯实水泥土桩（地下水位以上的粉土，素填土，杂填土，粘性土及淤泥质土地基），爆破法（饱和净砂，非饱和但经灌水饱和的砂，粉土和湿陷性黄土）； 排水固结法：适用于处理厚度较大的饱和软土和冲积土地基，但对于厚的泥炭层要慎重对待；堆载预压法（适用于软粘土地基），真空预压法（适用于能够在加固区形成或采取措施后形成稳定负压边界条件的软土地基），真空-堆载联合预压法（适用于软粘土地基），降低地下水位
8、法（地下水位接近地面而开挖深度不大的工程，特别适用于饱和粉，细砂地基），电渗排水法（饱和软粘土地基），砂井法（透水性低的软弱粘性土，但对于泥炭土等有机质沉积物不适用） 置换法：振冲置换法（适用于地基土的不排水抗剪强度大于20Kpa的淤泥，淤泥质土，粉土，砂土，粘性土和人工填土，对不排水抗剪强度小于220Kpa的软土地基，适用需谨慎），石灰桩法（适用于软弱粘性土地基），强夯置换法（适用于软粘土），CFG桩法（适用于填土，饱和及非饱和粘性土，砂土，粉土地基），柱锤冲扩法（杂填土，粉土，粘性土，粘性素填土及黄土地基），EPS超轻质料填土法（适用于软弱地基上的填方工程）；加筋法：土工聚合物（砂土，粘性
9、土，软土，或用作反虑排水和隔离材料），加筋土（人工填土的路堤和和挡墙结构），土层锚杆（一切需要将拉应力传递到稳定土体中去的工程），土钉（开挖支护和天然边坡的加固），树根桩法（软弱粘性土和杂填土地基）；胶结法：注浆法（适用于处理岩基，砂土，粉土，淤泥质黏土，粉质粘土，黏土和一般人工填土，也可加固暗浜和使用在托换工程中），高压喷射注浆法（淤泥，淤泥质土，黏性土，粉土，黄土，砂土和人工填土地基，对既有建筑物可进行托换加固），水泥土搅拌法（淤泥，淤泥质土，粉土，含水量较高且地基承载力标准值不大于120Kpa的粘性土地基）冷热处理法：冻结法（饱和砂土或软粘土地层中的临时措施），烧结法（非饱和粘性土，粉土
10、和湿陷性黄土）4. 何为换填垫层法？有哪些类型？其有哪些作用？采用换填垫层法处理地基对垫层材料有何要求？答：1.当软弱土地基的承载力和变形满足不了建筑物的要求，而软弱土层的厚度又不很大是，将基础地面以下处理范围内的软弱土层的部分或全部挖去，然后分层换填强度较大的砂（碎石，素土，灰土，高炉干渣，粉煤灰）或其他性能稳定，无侵蚀性等材料，并压（夯，振）实至要求的密实度为止，作为地基的持力层，这种地基处理的方法称为换填垫层法；2.垫层可分为砂垫层，砂石垫层，碎石垫层，素土垫层，灰土垫层，二灰垫层，干渣垫层，粉煤灰垫层，土工合成材料加筋垫层，聚苯乙烯板块垫层；3.垫层的作用：提高地基承载力，减少沉降量和
11、湿陷量，加速软弱土层的排水固结，防止冻胀，消除膨胀土的胀缩作用；4.垫层材料的要求：砂石（级配良好，不含杂质，湿陷性黄土地基不得选用砂石等透水性材料，具排水要求的砂垫层宜控制含泥量不大于3%），粉煤灰（应通过实验确定其性能及适用条件，垫层上应覆盖0.3-0.5米的粘性土），矿渣（应使用高炉重矿渣，应符合放射性安全标准，易受酸，碱影响的基础和地下管网不得使用矿渣垫层。大量填筑时，应考虑地下水和土壤的环境影响），灰土（体积配合比应为2:8或3:7，宜用粉质粘土，消石灰应符合三级以上标准，贮存期不超过三个月，应消解并筛除生石灰块后使用），土工合成材料（按规范现场试验确定）。5. 强夯法加固地基的加固
12、机理为何？强夯法与强夯置换法有什么区别？答：1.加固机理：动力密实作用（用冲击型动力荷载，使土体中的孔隙减小，土体变得密实，从而提高地基土强度），动力固结作用（饱和土的压缩性：气体体积压缩，孔隙水压力增大，随后气体有所膨胀，孔隙水排出的同时，孔隙水压力就减少；土体局部产生液化：当气体按体积百分比接近零时，相应孔隙水压力急剧上升到与上覆土层压力相等的能量级，土体局部产生液化；渗透性变化：当所出现的超孔隙水压力大于颗粒间的侧向压力时，致使土颗粒间出现裂隙，形成排水通道，土的渗透系数骤增，孔隙水得以顺利排出；土体触变重新恢复：土体强度在动荷载作用下强度会暂时降低，但随着时间的增长会逐渐恢复。）2.强
13、夯法和强夯置换法的区别：强夯法适合处理碎石土，砂土，低饱和度的粉土与粘性土，湿陷性黄土，素填土和杂填土地基，只是简单地提高地基承载力，不能用于淤泥质土；强夯置换法适合处理高饱和度的粉土和软-塑流塑的粘性土等地基上对变形控制要求不严的工程，是用回填土把原来的地基置换掉，可用于淤泥质土。6. 什么是碎（砂）石桩法？并简要说明采用砂石桩法加固松散砂土地基的加固机理。答：1.碎石桩和砂桩总称为碎（砂）石桩法，国外又称粗颗粒土桩法，是指用振动，冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后，再将碎石或砂挤压入已成的孔中，形成大直径的碎（砂）石所构成的密实桩体，并与桩周土体一起形成复合地基，碎石桩对地基土起置换作用,
14、以提高地基承载力和减少沉降,从而达到地基处理的目的；2.加固机理：挤密，振密作用（砂石桩主要靠桩的挤密和施工中的振动作用使桩周围土的密度增大，从而使地基的承载能力提高，压缩性降低。当被加固土为液化地基时，由于土的空隙比减小、密实度提高，可有效消除土的液化。），排水减压作用（桩内充填碎石如卵石，砾石等反滤性好的粗颗粒料，在地基中形成渗透性能良好的人工竖向排水减压通道，可有效地消散和防止超孔隙水压力的增高和砂土产生液化，并可加快地基的排水固结），砂基预振效应（砂土液化特性除了与砂土的相对密度有关外，还与其振动应变史有关。振冲法施工过程使填土料和地基土在挤密的同时获得强烈的预振，这对砂土增强抗液化能
15、力是极为有利的）。7. 什么是石灰桩？其加固机理为何？答：1.石灰桩是指采用机振或人工在地基中成孔，然后灌入生石灰或按一定比例加入粉煤灰，炉渣，火山灰等掺合料及少量外加剂进行振密或夯实形成的桩体。石灰桩和经过改良后的桩周土共同承担上部建筑物荷载，属复合地基中的低粘结度的柔性桩；2.加固机理：从桩间土，桩身和复合地基三方面进行分析。（1）桩间土 成孔挤密：石灰桩施工时由振动钢管下沉而成孔，是桩间土产生挤压和排土作用，其挤密效果与土质，上覆压力及地下水状况等有密切关联。渗透性越好，打桩挤密效果越好，挤密效果地下水位以上比地下水位以下为好； 膨胀作用：石灰装在成孔后灌入生石灰便吸水膨胀，使桩间土受到
16、强大的挤压力，这对地下水位以下软粘土的挤密起主导作用； 脱水挤密：生石灰消解反应吸收水，以及反应放热升温使土产生一定的汽化脱水。从而使地基土中含水量下降，孔隙比减小，土颗粒靠拢机密，加固区地下水位有一定下降； 胶凝作用：生石灰参与一系列化学反应生成的水化产物对土颗粒产生胶结作用，使土聚集体积增大，并趋于稳定。同时加固土粘粒含量减少，说明颗粒胶结作用从本质上改变了土的结构，提高了土的强度，而土体的强度将随龄期的增长而增加。（2）桩身排水固结作用：石灰桩桩体渗透系数相当于细砂，且桩距较小，水平排水路径很短，具较好的排水固结作用。（3）置换作用形成复合地基：由于石灰桩桩体具较桩间土更大的强度，在与桩
17、间土形成的复合地基中具有桩体作用。8. 何为灰土桩？其加固机理如何？答：1.灰土桩是利用沉管，冲击或爆破等方法在地基中挤土成孔，通过“挤”压作用，使地基土得到加“密”，然后在孔中分层填入素土（灰土）后夯实而成土桩。由于该方法主要通过成孔和成桩时实现对桩周土的挤密，因此又称之为挤密桩法； 2.加固机理：挤密作用（灰土桩挤压成孔时，桩孔位置原有土体被强制侧向挤压，使桩周一定范围内的土层密实度提高），灰土性质作用（灰土桩的成桩材料是石灰和土2:8或3:7拌合，并在桩孔内夯实加密后形成的桩，这种材料在化学性能上具有气硬性和水硬性，形成的胶体凝聚随灰土龄期增长，土体固化作用提高，使土体逐渐增加强度；在力
18、学性能上，可达到挤密地基效果，提高地基承载力，消除湿陷性，使沉降均匀和沉降量减小。），桩体作用（灰土桩挤密地基中就，灰土桩的变形模量远大于桩间土的变形模量，荷载向桩上产生应力集中，从而降低了基础底面以下一定深度内土中的应力，消除了持力层内产生大量压缩变形和湿陷变形的不利因素。同时由于会涂装对桩间土能起侧向约束作用，限制土的侧向移动，桩间土只产生竖向压密，使压力与沉降始终呈线性关系）。9. 什么是水泥土粉煤灰碎石桩（CFG桩）？其加固机理为何？与一般碎石桩相比，CFG桩有哪些不同？答：1.CFG桩是在碎石桩的基础上加进一些石屑，粉煤灰和少量水泥，加水拌合制成的一种具有一定粘结强度的桩，这种地基加
19、固方法吸取了振冲碎石桩和水泥搅拌桩的有点；2.加固机理：（1）桩体作用（CFG桩是具有一定粘结强度的混合料，在荷载作用下桩的压缩性明显比其周围软土小，因此基础传给复合地基的附加应力随地基的变形逐渐集中到桩体上，出现应力集中现象。复合地基的CFG桩起到了桩体作用。）；（2）挤密作用（采用振动沉管法施工，由于振动和挤压作用使桩间土得到挤密。）；（3）褥垫层作用 保证桩，土共同承担荷载（褥垫层的设置为CFG桩复合地基在受荷后提供了桩上，下刺入的条件，使桩端落在好土层上，保证桩间土始终参与工作）； 减少基础底面的应力集中； 褥垫层厚度可以调整桩土荷载分担比（荷载一定时，褥垫层越厚，土承担的荷载越多，荷
20、载水平越高，桩承担的荷载占总荷载的百分比越大。）； 软垫层厚度可以调整桩就，土水平荷载分担比（褥垫层厚度越大，桩顶水平位移越小，即桩顶受的水平荷载越小）。 3.CFG桩与一般碎石桩的区别：单桩承载力（前者主要靠桩顶以下有限场地范围内桩周土的侧向约束，当桩长大于有效桩长时，增加桩长对承载力的提高作用不大；后者承载力主要来自全桩长的摩阻力及桩端承载力，桩越长则承载力越高。）；复合地基承载力（前者加固粘性土复合地基承载力的提高幅度较小；后者的提高幅度有较大的可调性）；变形（前者减少地基变形的幅度较小，总的变形量较大；后者增加桩长可有效减少变形，总的变形量小）；三轴应力应变曲线（前者不呈直线关系，增加
21、围压，破坏主应力差增大；后者呈直线关系，围压对曲线影响不大）；适用范围（前者适用于多层建筑物地基；后者适用于多层和高层建筑物地基）。10. 排水固结法有哪些类型？排水固结法的原理为何？预压固结法加固地基的机理是什么？有哪些系统组成？真空预压法与堆载预压法比较，有哪些优点？如何确定预压荷载，预压时间？答：1. 排水固结法有：堆载预压法，真空预压法，降水预压法，电渗排水法等；2.排水固结法的最终目的都是使地基土中的孔隙水排出，有效应力逐渐提高，孔 隙比减小，从而达到减小沉降，增加地基土强度的目的。土体受压固结时，一方面孔隙比减小产生压缩，另一方面抗剪强度也得到提高。排水固结法就是通过不同加压方式进
22、行预压，使原来正常固结黏土层变为超固结土，而超固结土与正常固结土相比具有压缩性小和强度高的特点，从而达到减小沉降和提高承载力的目的。堆载预压法：用填土等加荷对地基进行预压，通过增加总应力，并使孔隙水压力消散来增加有效应力。是在地基中形成超静水压力的条件下固结，称为正压固结；真空预压法：是在需要加固的软土地基表面先铺设砂垫层，然后埋设垂直排水管道，再用不透气的封闭膜使其与大气隔绝，薄膜四周埋入土中，通过砂垫层内埋设的吸水管道，用真空装置进行抽气，使其形成真空，增加地基的有效应力。其原理主要反映在以下几个方面：薄膜上面承受等于薄膜内外压差的得荷载；地下水位降低，相应增加附加应力；封闭气泡排出，土的
23、渗透性加大；降低水位法：利用井点抽水降低地下水位以增加土的自重应力，达到预压加固的目的；电渗排水法：在土中插入金属电极并通以直流电，由于直流电场作用，土中水分从阳极流向阴极，将水在阴极排除而在阳极不予补充的情况下土就会固结引起土层的压缩。3.组成系统：排水系统：竖向排水体（普通砂井，袋装砂井，塑料排水带），水平排水体（砂垫层）；加压系统：堆载法，真空法，降低地下水位，电渗法，联合法。4真空预压法的优点： 节约预压材料，降低了工程造价； 固结快，工期短。在进行真空预压操作时，地基不会发生剪切变形，只有压缩变形，不会引起地基失稳，因而施工无需控制加荷速率，荷载可一次快速施加，加固速度快，工期短；
24、施工简便。加荷时不需使用大量施工机械，施工干扰小，不易发生施工事故，施工机具和设备简单，施工方便，作业效率高，适用于大规模地基加固，加固效果好； 加固深度较深。软土地基也有采用井点降水加强夯施工的，真空预压处理对深层固结的效果要比井点降水加强夯的效果明显；5.确定预压荷载和预压时间，需做到：加固期限尽量短；固结沉降要快；充分增加强度；注意安全。11.何为水泥土搅拌桩？其加固机理为何？答：1.水泥土搅拌法是用于加固饱和粘性土地基的一种方法。它是利用水泥（石灰）等材料作为固化剂， 通过特制的搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂（浆液或粉体）强制搅拌，由固化剂和软土间所产生的一系列物理-化学反应，
25、使软土硬结成具有整体性，水稳定性和一定强度的水泥加固土，从而提高地基强度和增大变形模量。 2.加固机理：水泥的水解和水化反应；土颗粒与水泥水化物的作用；碳酸化作用。12.什么是高压喷射注浆法？其加固机理为何？有哪些类型？答：1.利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后，以高压设备使浆液或水成为20-40Mpa的高压射流从喷嘴中喷射出来，冲击破坏土体，同时钻杆以一定速度渐渐向上提升，将浆液与土颗粒强制搅拌混合，浆液凝固后，在图中形成一个固结体； 2.加固机理：高压喷射流对土体的破坏作用（喷射动压冲击破坏土体，使土与浆液搅拌混合，凝固呈圆柱状的固结体）；水（浆），气同轴喷射流对土的破坏作用（空气流使水或浆的高压喷射流从破坏的土体上将土粒迅速吹散，使高压喷射流的喷射破坏条件得到改善，阻力大大减少，能量消耗降低，较大增大了破坏能力。）；水泥土的固结作用。 3.类型：单管法；二重管法；三重管法；多冲管法。13.地基处理的发展前景？答：1.优化设计理论研究：地基处理实践的发展必定促进地基处理理论的进步，理论的进步又将指导地基处理实践的进一步发展，优化设计包括地基处理方法的合理选用以及某一方法的优化设计。 2.新材料的开发应用，即新型材料的开发和工业废渣废料及建筑垃圾的利用， 3.先进施工机械的研制。 4.多种地基处理技术的综合应用。
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