地基处理手册

孔内深层超强夯法、换填垫层法、强夯法、砂石桩法、振冲法、水泥

土搅拌法、高压喷射注浆法、预压法、夯实水泥土桩法、水泥粉煤灰

碎石桩法、石灰桩法、灰土挤密桩法和土挤密桩法、柱锤冲扩桩法、

单液硅化法和碱液法等。

1、孔内深层超强夯法：

孔内深层超强夯法(SDDC)地基处理新技术，是先在地基内成孔，将强

夯重锤放入孔内，边加料边强夯或者分层填料后强夯。孔内深层超强

夯法(SDDC)技术在第52届尤里卡世界发明博览会上获得了最高奖

-尤里卡金奖，这也是中国地基处理技术到目前为止在国际上获得的

唯一金奖C

孔内深层超强夯法(SDDC)技术与其它技术不同之处：是通过孔道将强

夯引入到地基深处，用异型重锤对孔内填料自下而上分层进行高动能、

超压强、强挤密的孔内深层超强夯作业，使孔内的填料沿竖向深层压密

固结的同时对桩周土进行横向的强力挤密加固，针对不同的土质，

采用不同的工艺，使桩体获得串珠状、扩大头和托盘状，有利于桩与

桩间土的密切咬合，增大相互之间的摩阻力，地基处理后整体刚度均

匀，承载力可提高2〜9倍；变形模量高，沉降变形小，不受地下水影

响，地基处理深度可达50米以上。

孔内深层超强夯法(SDDC)技术合用范围广，可合用于大厚度杂填土、

湿陷性黄土、软弱土、液化土、风化岩、膨胀土、红黏土以及具有地

下人防工事、古墓、岩溶土洞、硬夹层软硬不均等各种复杂疑难的地

基处理。该技术可根据不同的地质情况和设计要求，就地取材，如：

建造硝土、工业无毒废料、素土、砂、毛石、砂卵石、粉煤灰、土夹

石、灰土和混凝土等材料均可做成各种SDDC桩。大幅度降低工程造

价，施工质量容易控制、地面振动小、施工噪音低、施工速度快；成

桩直径0.6〜3.0m,单桩处理面积1.0〜14.0,不受季节限制，同时能

消纳大量建造垃圾，可在城区或者危房改造居民区施工等特点。

2、换填垫层法：

合用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。其主要作用是提高地基承

载力，减少沉降量，加速软弱土层的排水固结，防止冻胀和消除膨胀

土的胀缩。

3、强夯法：

强夯是地基处理众多方法中的一朵奇葩，它具有设计简便，方法可靠，

施工直观，效果明显等多项优点。对改善不宜直接作为地基的软弱土、

湿陷性黄土等土质更有着不可替代的作用。我们在近30年的工程实

践中，对它更有着一种不可名状的感情。无论是高速路路基的高填方，

还是几十万平米的工业厂房，甚至是1200立方米的高炉地基处理，

强夯都立下了不可抿灭的功劳。它的效果直观，造价低廉，施工便捷

等等优点，也是其它方法不可比拟的。在采取挖防震沟或者加固等措

施后，能确保安全的情况下，我们普通的还是建议设计采用强夯法，

因为它毕竟还是一顶比较成熟的地基处理工艺。

4、强夯置换法：

强夯置换是强夯用于加固饱和软黏土地基的方法。强夯置换法的加固

机理与强夯法不同，它是利用重锤高落差产生的高冲击能将碎石、片

石、矿渣等性能较好的材料强力挤入地基中，在地基中形成一个一个

的粒料墩，墩与墩间土形成复合地基，以提高地基承载力，减小沉降。

在强夯置换过程中，土体结构破坏，地基土体产生超孔隙水压力，但

随着时间的增加，土体结构强度会得到恢复。粒料墩普通都有较好的

透水性，利于土体中超孔隙水压力消散产生固结。

5、砂石桩法：

合用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土等地基，提高

地基的承载力和降低压缩性，也可用于处理可液化地基。对饱和黏土

地基上变形控制不严的工程也可采用砂石桩置换处理，使砂石桩与软

黏土构成复合地基，加速软土的排水固结，提高地基承载力。

6、振冲法:

分加填料和不加填料两种。加填料的通常称为振冲碎石桩法。振冲法

合用于处理砂土、粉土、粉质黏土、素填土和杂填土等地基。对于处

理不排水抗剪强度不小于20kPa的粘性土和饱和黄土地基，应在施工

前通过现场试验确定其合用性。不加填料振冲加密合用于处理粘粒含

量不大于10%的中、粗砂地基。振冲碎石桩主要用来提高地基承载力，

减少地基沉降量，还可用来提高土坡的抗滑稳定性或者提高土体的抗

剪强度。

7、水泥土搅拌法：

分为浆液深层搅拌法（简称湿法）和粉体喷搅法（简称干法）。水泥

土搅拌法合用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粘性土、粉土、饱

和黄土、素填土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。不宜用于

处理泥炭土、塑性指数大于25的黏土、地下水具有腐蚀性以及有机

质含量较高的地基。若需采用时必须通过试验确定其合用性。当地基

的天然含水量小于30%（黄土含水量小于25%）、大于70%或者地下水

的pH值小于4时不宜采用干法。连续搭接的水泥搅拌桩可作为基坑

的止水帷幕，受其搅拌能力的限制，该法在地基承载力大于140kPa

的粘性土和粉土地基中的应用有一定难度。

8、高压喷射注浆法:

合用于处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、人工填土和碎石

土地基。当地基中含有较多的大粒径块石、大量植物根茎或者较高的

有机质时，应根据现场试验结果确定其合用性。对地下水流速度过

大、喷射浆液无法在注浆套管周围凝固等情况不宜采用。高压旋喷桩

的处理深度较大，除地基加固外，也可作为深基坑或者大坝的止水帷

幕，目前最大处理深度已超过30m。

9、预压法：

合用于处理淤泥、淤泥质土、冲填土等饱和粘性土地基。按预压方法

分为堆载预压法及真空预压法。堆载预压分塑料排水带或者砂井地基

堆载预压和天然地基堆载预压。当软土层厚度小于4m时，可采用天

然地基堆载预压法处理，当软土层厚度超过4m时，应采用塑料排水带、

砂井等竖向排水预压法处理。对真空预压工程，必须在地基内设置排

水竖井。预压法主要用来解决地基的沉降及稳定问题。

10、夯实水泥土桩法：

合用于处理地下水位以上的粉土、素填土、杂填土、粘性土等地基。

该法施工周期短、造价低、施工文明、造价容易控制，在北京、河北

等地的旧城区危改小区工程中得到不少成功的应用。

11、水泥粉煤灰碎石桩法：

水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）法合用于处理粘性土、粉土、砂土和已

自重固结的素填土等地基。对淤泥质土应根据地区经验或者现场试验

确定其合用性。基础和桩顶之间需设置一定厚度的褥垫层，保证桩、

±共同承担荷载形成复合地基。该法合用于条基、独立基础、箱基、

筏基，可用来提高地基承载力和减少变形。对可液化地基，可采用

碎石桩和水泥粉煤灰碎石桩多桩型复合地基，达到消除地基土的液

化和提高承载力的目的c

12、石灰桩法：

合用于处理饱和粘性土、淤泥、淤泥质土、杂填土和素填土等地基。

用于地下水位以上的土层时，可采取减少生石灰用量和增加掺合料含

水量的办法提高桩身强度。该法不合用于地下水下的砂类土o

13、灰土挤密桩和土挤密桩法：

合用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基，可

处理的深度为5〜15m。当用来消除地基土的湿陷性时，宜采用土挤

密桩法；当用来提高地基土的承载力或者增强其水稳定性时，宜采用

灰土挤密桩法；当地基土的含水量大于24%、饱和度大于65%时，

不宜采用这种方法。灰土挤密桩法和土挤密桩法在消除土的湿陷性

和减少渗透性方面效果基本相同，土挤密桩法地基的承载力和水稳

定性不及灰土挤密桩法。

14、柱锤冲扩桩法：

合用于处理杂填土、粉土、粘性土、素填土和黄土等地基，对地下水

位以下的饱和松软土层，应通过现场试验确定其合用性。地基处理深

度不宜超过6mc

15、单液硅化法和碱液法：

合用于处理地下水位以上渗透系数为0.1〜2m/d的湿陷性黄土等地

基。在自重湿陷性黄土场地，对H级湿陷性地基，应通过试验确定碱

液法的合用性。

16、排水固结法：

排水固结法又称预压法，其包括堆载预压法、超载预压法、真空预压

法、真空与堆载联合作用法、降低地下水位法和电渗法等多种方法；

通过在预压荷载作用下使软黏土地基土体中孔隙水排出，土体发生固

结，土中孔隙体积减小，土体强度提高，达到减少地基施工后沉降

和提高地基承载力的目的。

17、振密挤密法：

振密、挤密法有表层原位压实法、强夯法、振冲密实法、挤密密实法、

爆破挤密法和土桩、灰土桩等多种方法；采用一定措施，通过振动和

挤密使深层土密实，使地基土孔隙比减小，强度提高。

18、置换及拌入法：

置换及拌入法有换填垫层法、振冲置换法、高压喷射浆法、深层搅拌

法、褥垫法等多种方法；采用砂、碎石等材料置换软弱土地基中部份

软弱土体或者在部份软弱土地基中掺入水泥、石灰或者砂浆等形成加固

体，与未被加固部份的土体一起形成复合地基，从而达到提高地基承

载力减少沉降量的目的。

19、加筋法：

加筋法有加筋土法、锚固法、树根桩法、低强度碎桩复合地基法、钢

筋碎桩复合地基法等多种方法。通过在土层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，维持建造物

稳定。

以上方法的原理、合用范围及工程实例可参考殷宗泽、龚晓南主编的

《地基处理工程实例》一书。

其他办法：

地基基础其他处理办法还有：砖砌连续墙基础法、混凝土连续墙基础

法、单层或者多层条石连续墙基础法、浆砌片石连续墙（挡墙）基础法等,

在此就不进行一一说明。

方案选择

在确定地基处理方案时，根据地质情况的不同、建（构）筑物的承载

条件需要以及各种处理方案的成本比对，选择既能达到要求，成本又

较低的处理方法。

物理性质

粘粒含量较多，塑性指数Ip普通大于17,属粘性土。软黏土多呈深

灰、暗绿色，有臭味，含有机质，含水量较高、普通大于40%,而

淤泥也有大于80%的情况,孔隙比普通为1.0〜2.0,其中孔隙比为10~

1.5称为淤泥质黏土，孔隙比大于1.5时称为淤泥。由于其高粘粒含量、

高含水量、大孔隙比，于是其力学性质也就呈现与之对应的特点一

—低强度、高压缩性、低渗透性、高灵敏度。

力学性质

软黏土的强度极低，不排水强度通常仅为5~30kPa,表现为承载力

基本值很低，普通不超过70kPa,有的甚至惟独20kPa。软黏土特别

是淤泥灵敏度较高，这也是区别于普通黏土的重要指标。

软黏土的压缩性很大。压缩系数大于0.5MPa,最大可达45MPa,压缩

指数约为0.35—0.75。通常情况下，软黏土层属于正常固结土或者微

超固结土，但有些土层特殊是新近沉积的土层有可能属于欠固结土。

渗透系数很小是软黏土的又一重要特点，普通在10-5〜10.8cm/s之间,

渗透系数小则固结速率就很慢，有效应力增长缓慢，从而沉降稳定慢,

地基强度增长也十分缓慢。这一特点是严重制约地基处理方法和处理

效果的重要方面。

工程特性

软黏土地基承载力低，强度增长缓慢；加荷后易变形且不均匀；变形

速率大且稳定时间长；具有渗透性小、触变性及流变性大的特点。

杂填土主要浮现在一些老的居民区和工矿区内，是人们的生活和生产

活动所遗留或者堆放的垃圾土。这些垃圾土普通分为三类：即建造垃

圾土、生活垃圾土和工业生产垃圾土。不同类型的垃圾土、不同时间

堆放的垃圾土很难用统一的强度指标、压缩指标、渗透性指标加以描

述。杂填土的主要特点是无规划堆积、成份复杂、性质各异、厚薄

不均、规律性差。于是同一场地表现为压缩性和强度的明显差异，极

易造成不均匀沉降，通常都需要进行地基处理。

对应措施

结合本工程地基土的具体特征，施工现场采取了以下措施：

利用重锤自由下落所产生的较大夯击能来夯实浅层地基，使其表面形

成一层较为均匀的硬壳层，获得一定厚度的持力层。

施工要点：施工前应试夯，确定有关技术参数，如夯锤的分量、底面

直径及落距、最后下沉量及相应的夯击遍数和总下沉量；夯实前槽、

坑底面的标高应高出设计标高；夯实时地基土的含水量应控制在最优

含水量范围内；大面积夯时应按顺序；基底标高不同时应先深后浅；

结束后，应及时将夯松的表土清除或者将浮土在接近1m的落距夯实

至设计标高。

换土垫层

就是将独立基础下面一定厚度的软弱土层挖除，然后以中砂、粗砂、

砾石、碎石或者卵石、灰土、以及其他性能稳定、无侵蚀性的材料填实。

垫层应分层夯实，每层夯实后的密度应达到设计标准。

换土垫层的设计：换土垫层的设计包括计算垫层所应具有的最小宽度

和厚度。在垫层的宽度方面，根据建造经验，垫层的顶宽普通采用较

基础底功每动宽出200mm,垫层的底宽普通取基础同宽。垫层的厚

度应根据作用在垫层底面处土的自重应力与附加应力之和不大于

软弱土层承载力的条件确定，同时厚度不小于500mmo

在该对该厂房的基础进行设计时，由勘察资料显示，该地基为很厚的

软黏土层，其承载力标准值我一80kN/m,重度尸17kN/m3,H^LOO,

e=1.00o已知厂房独立基础承受上部结构荷载设计值F-155kN,设计

室内外高差为0.3m,室外基础埋深d=0.80m。从以上数据可知，该地

基承载力和变形不能满足设计要求，故需要进行换土垫层。垫层材料

选用中砂，其承载力设计值按f^l80kN/m计算（施工时砂垫层密度控

制在中密程度），重度取L19.5kN/m。

按公式l=b=[F/(Jyh)]确定基底长度和宽度(独立柱正方形桩承台

基础)。

式中：1、b——基础底面长和宽；

F—上部结构的荷载设计值；

f一换土垫层承载力；

7-基础及回填土平均重度，普通取『20kN/m；

h——基础自重计算高度。

将具体数值代入后得：

采用该式确定垫层厚度时，需要用试算法，即预先估计一个厚度，然

后按上式校核，如不满足要求时，必须增加垫层厚度，直至满足要求

为止。

为了减少计算工作量，设计该机房基础换土垫层的厚度时，采用了查

曲线图的计算方法：曲线图见《建造地基基础》1990.10；231o

首先，按下式计算出

本工程除了对设计好的基础进行地基加固处理以外，在施工设计阶段

就根据勘察资料进行结构本身防变形的设计，真正做到以设计为中心，

预防结合的思想。

建造物常因功能的需要，使本身具有一定的刚度，普通工业及民用建

筑刚度比较大的有两种，一种为绝对刚性，如钢筋混凝土筒仓，烟囱

等；另一种为相对刚性，如多层砖石房屋，多层钢筋混凝土框架，它

具有一定的刚度，可是它的强度较低，不能与它的刚度协调一致，其

抗拉能力尤弱，因此碰到软土地基时应适当增加其关键部位的抗拉强

度，这样有利于利用建造物的刚度来调整建造物部份不均匀沉降。本

工程在关键部位的柱、梁均采取了加大纵筋直径，全程加密箍筋的方

法，以达到增大建造物整体抗拉强度的目的。

设置沉降缝

对于黏土层厚较大大的软弱地基，特别是地基压缩量相差较大的位置，

在建造物上设置沉降缝是常用的处理措施。沉降缝的设置宜结合建造

物的平面形状、地基土质、基础类型及荷载条件等设置沉降缝，普通在

下列部位设置：①建造平面的转折部位；②高度差异或者荷载差异处；

③长高比过大的砌体承重结构或者钢筋混凝土框架结构的适当部位；

④建造结构或者基础类型不同处；