第一节地基处理施工
一、基本概念
1、地基
即指建筑物基础以下的土体，地基的主要作用是承托建筑物的基础；地基虽不是建筑物本身的一部分，但与建筑物的关系非常密切。地基问题处理恰当与否，不仅影响建筑物的造价，而且直接影响建筑物的安危。
2、建筑物对地基的要求：
可靠的整体稳定性；足够的地基承载力；在建筑物的荷载作用下，其沉降值、水平位移及不均匀沉降需要满足一定值的要求。
若地基整体稳定性、承载力不能满足要求，在上部荷载作用下地基可能会产生局部或整体剪切破坏，若沉降值、水平位移及不均匀沉降超过允许值，将会影响建筑物的安全与正常使用，严重会造成建筑物的破坏甚至倒塌。
3、天然地基和地基处理
基础直接建造在未经加固的天然土层上时，这种地基称之为天然地基。
若天然地基不能满足地基强度和变形的要求，则必须事先要经过人工处理后再建造基础，这种地基加固称为地基处理。
4、加固处理的原理：
将土质由松变实，将水的含水量由高变低，即可达到地基加固的目的。
二、常用的人工地基处理方法
几种常用的地基处理方法：
换填法、重锤夯实法、机械碾压法、挤密桩法、深层搅拌法、化学加固法等。
（一）换填法
对于浅层软弱土的处理，通常采用换填法。即将基础下一定范围内的的软弱土层挖
去，然后回填以强度较大的砂、碎石灰土等，并夯填至密实。
换填法适用于淤泥、淤泥质土、膨胀土、冻涨土、素填土、杂填土及暗沟、暗塘、古井、古墓或拆除旧基础后的坑穴等的地基处理。
常见的换填法按换填材料的不同分为砂和砂石地基垫层以及灰土垫层等。
1.砂和砂石地基（垫层）
砂和砂石地基（垫层）是采用级配良好、质地坚硬的中粗砂和碎石、卵石等，经分层夯实，作为基础的持力层。
砂垫层的主要作用：
①提高浅基础下的地基承载力。
通常认为地基的土体破坏是从基础底面开始的，因此用强度比较大的砂石代替土就可以避免地基的破坏。
②减少沉降量。
一般情况下基础下浅层的在总沉降量中所占的比例是比较大的，如条形基础砂石垫层应用范围广泛，施工工艺简单，用机械和人工都可以使地基密实，工期短，造价低；适用于3.0m以内的软弱、透水性强的粘性土地基，不适用加固湿陷性黄土和不透水的粘性土地基。
(1)材料要求
砂石垫层材料，宜采用级配良好、质地坚硬的中砂、粗砂、石屑和碎石、卵石等（粒径小于2mm的部分不应超过总重的45％），含泥量不应超过5%，且不含植物残体、等杂质。若用作排水固结地基的，含泥量不应超过3%；在缺少中、粗砂的地区，若用细砂或石屑，因其不容易压实，而强度也不高，因此在用作换填材料时，应掺入粒径不超过50㎜，不少于总重30%的碎石或卵石并拌和均匀。若回填在碾压、夯、振地基上时，其最大粒径不超过80㎜。
（2）施工技术要点
1)铺设垫层前应验槽，将基底表面浮土、淤泥、杂物等清理干净，两侧应设一定坡度，防止振捣时坍方。基坑（槽）内如发现有孔洞、沟和墓穴等，应将其填实后再做垫层。
2）垫层底面标高不同时，土面应挖成阶梯或斜坡，并按先深后浅的顺序施工，搭接处应夯压密实。分层铺实时，接头应做成斜坡或阶梯搭接，每层错开0.5～1.0m，并注意充分捣实。
3）人工级配的砂石材料，施工前应充分拌匀，再铺夯压实。
4）砂石垫层压实机械首先应选用振动碾和振动压实机，其压实效果、分层填铺厚度、压实次数、最优含水量等应根据具体的施工方法及施工机械现场确定。如无试验资料，砂石垫层的每层填铺厚度及压实遍数可参考表3－1。分层厚度可用样桩控制。施工时，下层的密实度应经检验合格后，方可进行上层施工。一般情况下，垫层的厚度可取200～300㎜。
5）当地下水位高出基础底面时，应采取排、降水措施，要注意边坡稳定，以防止塌土混入砂石垫层中影响质量。
6）当采用水撼法施工或插振法施工时，应在基槽两侧设置样桩，控制铺砂厚度，每层为250㎜。铺砂后，灌水与砂面齐平，以振动棒插入振捣，依次振实，以不再冒气泡为准，直至完成。垫层接头应重复振捣，插入式振动棒振完所留孔洞应用砂填实。在振动首层垫层时，不得将振动棒插入原土层或基槽边部，以避免使软土混入砂垫层而降低砂垫层的强度。
7）垫层铺设完毕，应及时回填，并及时施工基础。
8）冬期施工时，砂石材料中不得夹有冰块，并应采取措施防止砂石内水分冻结。
（4）质量控制及质量检验
1）施工前应检查原材料，如灰土的土料、石灰以及配合比、灰土拌匀程度。
2）施工过程中应检查分层铺设厚度，分段施工时上下两层的搭接长度，夯实时加水量、夯压遍数等。
3）每层施工结束后检查灰土地基的压实系数。或逐层用贯入仪检验，以达到控制（设计要求）压实系数所对应的贯入度为合格，或用环刀取样检测灰土的干密度，除以试验的最大干密度求得。施工结束后，应检验灰土地基的承载力。砂石垫层的施工质量检验，应随施工分层进行。检验方法主要有环刀法和贯入法。
2.灰土垫层
灰土垫层是将基础底面以下一定范围内的软弱土挖去，用按一定体积配合比的灰土在最优含水量情况下分层回填夯实（或压实）灰土垫层的材料为石灰和土，石灰和土的体积比一般为3︰7或2︰8。
灰土垫层的强度是随用灰量的增大而提高，当用灰量超过一定值时，其强度增加很小。灰土地基施工工艺简单，费用较低，是一种应用广泛、经济、实用的地基加固方法。适用于加固处理1～3m厚的软弱土层。
(1)材料要求
1)土：土料可采用就地基坑（槽）挖出来的粉质粘土或塑性指数大于4的粉土，但应过筛，其颗粒直径不大于15㎜，土内有机含量不得超过5%。不宜使用块状的粘土和砂质粉土、淤泥、耕植土、冻土。筛，其粒径不应大于5㎜。
(2)施工技术要点
1）铺设垫层前应验槽，基坑（槽）内如发现有孔洞、沟和墓穴等，应将其填实后再做垫层。
2）灰土在施工前应充分拌匀，控制含水量，一般为最优含水量ωop±2%左右，如水分过多或不足时，应晾干或洒水湿润。在现场可按经验直接判断，方法是：手握灰土成团，两指轻捏即碎，这时即可判定灰土达到最优含水量。
3）灰土垫层应选用平碾和羊足碾、轻型夯实机及压路机，分层填铺夯实。
4）分段施工时，不得在墙角、柱基及承重窗间墙下接缝，上下两层的接缝距离不得小于500㎜，接缝处应夯压密实。
5)灰土应当日铺填夯压，入槽（坑）的灰土不得隔日夯打，如刚铺筑完毕或尚未夯实的灰土遭雨淋浸泡时，应将积水及松软灰土挖去并填补夯实，受浸泡的灰土，应晾干后再夯打密实。
6）垫层施工完后，应及时修建基础并回填基坑，或作临时遮盖，防止日晒雨淋，夯实后的灰土30天内不得受水浸泡。
7）冬期施工，必须在基层不冻的状态下进行，土料应覆盖保温，不得使用夹有冻土及冰块的土料，施工完的垫层应加盖塑料面或草袋保温。
(3)施工质量检验
质量检验宜用环刀取样，测定其干密度。质量标准可按压实系数λC鉴定，一般为0.93～0.95。如用贯入仪检查灰土质量，应先在现场进行试验，以确定贯入度的具体要求。