一、引言

在建筑工程领域，地基作为建筑物的根基，其稳定性和承载能力直接决定了整个建筑结构的安全与使用寿命。随着城市化进程的加速，建筑规模不断扩大，建筑高度持续增加，同时在旧建筑改造、地质条件复杂区域建设等场景中，地基加固成为了保障工程质量的关键环节。

地基加固技术的选择不仅关乎工程安全，还与工程成本、施工周期、环境影响等诸多经济因素紧密相连。不同的地基加固方法适用于不同的地质条件、建筑需求和工程场景，其技术特点、施工难度、造价成本和后期维护等方面存在显著差异。因此，全面、深入地了解地基加固的各种方法，并对其进行系统的技术经济对比分析，对于工程设计人员、施工单位和项目决策者而言，具有重要的现实意义和实用价值。

本报告将详细介绍当前工程领域中常用的十大地基加固方法，从技术原理、适用范围、施工流程、优缺点等方面进行全面解析，并在此基础上，从造价成本、施工周期、技术成熟度、环境影响等维度对这十大方法进行技术经济对比，最终为不同工程场景下地基加固方法的选择提供科学、合理的参考依据，助力工程建设项目实现安全、经济、高效的目标。

二、地基加固十大方法详细解析

（一）换填垫层法

换填垫层法是一种较为传统且应用广泛的地基加固方法，其核心原理是将地基表层软弱土或不良土挖除，然后分层回填强度较高、压缩性较低、性能稳定且具有良好透水性的材料（如砂石、灰土、素土、矿渣等），并采用机械压实或夯实的方式，使回填材料达到设计要求的密实度，从而形成一个性能优良的垫层，替代原有软弱地基，提高地基的承载能力，减少地基沉降。

1. 适用范围

该方法适用于处理浅层软弱土地基，如淤泥、淤泥质土、杂填土、素填土、湿陷性黄土（局部处理）等，且加固深度通常较小，一般在 1 - 3m 之间。对于地基表层存在古井、古墓、暗浜等局部不良地质现象的情况，换填垫层法也是一种有效的处理方式。

2. 施工流程

（1）场地清理：清除施工场地内的植被、杂物、垃圾等，平整场地，做好排水设施，防止雨水浸泡地基。

（2）测量放线：根据设计图纸，准确测量并放出地基加固的范围、开挖深度和垫层铺设的标高控制线。

（3）土方开挖：采用机械开挖或人工开挖的方式，按照设计要求的开挖深度和范围进行土方开挖。开挖过程中要注意控制开挖速度，避免超挖，若出现超挖现象，应及时采用与垫层材料相同或类似的材料进行回填压实。

（4）垫层材料铺设：将选定的垫层材料（如砂石、灰土等）分层铺设在开挖后的地基坑内。每层铺设厚度一般为 200 - 300mm，具体厚度应根据垫层材料的性质、压实机械的性能和设计要求的密实度确定。

（5）压实处理：采用压路机、蛙式打夯机、平板振动器等压实机械对每层铺设的垫层材料进行压实处理。压实过程中要控制好压实速度、压实遍数和压实功率，确保垫层材料达到设计要求的密实度。一般情况下，砂石垫层的压实系数应不小于 0.97，灰土垫层的压实系数应不小于 0.95。

（6）质量检验：在每层垫层压实完成后，及时进行质量检验，包括垫层的厚度、标高、密实度等指标的检测。若检验结果不符合设计要求，应及时采取补救措施，如增加压实遍数、调整压实机械参数等，直至检验合格。

（7）重复铺设与压实：按照上述铺设和压实步骤，逐层进行垫层材料的铺设和压实，直至达到设计要求的垫层厚度。

3. 优缺点

优点：

•技术原理简单易懂，施工工艺成熟，操作方便，对施工设备和施工人员的技术水平要求相对较低。

•垫层材料来源广泛，价格相对低廉，工程成本较低。

•施工周期短，能够快速提高地基表层的承载能力，满足工程建设的进度要求。

•加固效果显著，能够有效减少地基的沉降量，提高地基的稳定性。

缺点：

•加固深度有限，仅适用于浅层地基加固，对于深层软弱土地基的处理效果不佳。

•换填过程中需要开挖大量土方，若处理不当，容易造成水土流失和周边环境的破坏。

•对于大面积的地基加固工程，土方开挖和回填量较大，施工效率相对较低，且会产生大量的建筑垃圾，对环境造成一定的影响。

（二）强夯法

强夯法，又称动力固结法，是通过使用重量为 10 - 40t 的重锤，从高度为 8 - 20m（甚至更高）处自由落下，对地基土施加巨大的冲击能，使地基土产生强烈的振动和挤压，从而提高地基土的密实度，降低土的压缩性，改善土的力学性能，提高地基的承载能力，减少地基沉降。

1. 适用范围

强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与黏性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。对于高饱和度的粉土和黏性土，由于其透水性较差，强夯处理后土的孔隙水压力难以消散，容易出现“橡皮土” 现象，影响加固效果，因此在采用强夯法处理此类地基时，需要采取相应的排水措施（如设置排水盲沟、铺设砂石垫层等）或结合其他加固方法共同使用。强夯法的加固深度一般为 3 - 10m，具体加固深度取决于重锤的重量、落距、夯击次数和地基土的性质等因素。

2. 施工流程

（1）场地准备：清理施工场地内的障碍物，平整场地，做好排水系统，防止雨水积聚。对于地下水位较高的场地，应先降低地下水位，一般要求地下水位低于夯击面 2m 以下。

（2）试夯与参数确定：在正式施工前，应在施工现场选择有代表性的区域进行试夯。试夯区域的面积一般为 20m×20m 或根据实际情况确定。通过试夯，确定合理的夯锤重量、落距、夯击次数、夯点间距、夯击遍数等施工参数。试夯过程中，应详细记录夯击过程中的各项数据，如夯锤的沉降量、地面隆起量等，并对试夯后的地基土进行物理力学性质试验，检验加固效果。

（3）测量放线：根据设计图纸和试夯确定的施工参数，准确测量并放出夯点的位置，用石灰或木桩做好标记。夯点的布置方式通常有正方形、等边三角形等，夯点间距一般为 3 - 5m，具体间距应根据地基土的性质和设计要求确定。

（4）强夯施工：按照确定的施工参数，采用强夯机械进行强夯施工。强夯施工应按一定的顺序进行，通常采用隔行跳打或分段施工的方式，避免因连续夯击导致地基土产生过大的侧向位移。在每夯击一遍后，应对夯坑进行平整，然后再进行下一遍夯击。一般情况下，强夯的遍数为 2 - 4 遍，最后一遍可采用低能量满夯的方式，将场地表面压实平整。

（5）质量检验：在强夯施工完成后，应间隔一定时间（对于碎石土和砂土，间隔时间一般为 1 - 2 周；对于粉土和黏性土，间隔时间一般为 2 - 4 周）进行质量检验。质量检验的项目包括地基土的承载力特征值、压缩模量、孔隙比、干密度等物理力学性质指标的检测，以及地基的沉降观测等。检验方法可采用静载荷试验、动力触探试验、标准贯入试验、土工试验等。若检验结果不符合设计要求，应及时分析原因，并采取相应的补救措施。

3. 优缺点

优点：

•加固效果显著，能够有效提高地基土的密实度和承载能力，减少地基沉降，改善地基的稳定性。

•适用范围广泛，可用于处理多种类型的地基土。

•施工设备简单，主要为强夯机，施工工艺相对简便，施工效率较高。

•工程成本相对较低，与其他深层地基加固方法（如桩基、地下连续墙等）相比，具有明显的经济优势。

缺点：

•施工过程中会产生强烈的振动和噪音，对周边建筑物、构筑物和地下管线等造成一定的影响，因此在城市市区或周边环境敏感区域使用时受到限制。

•强夯处理效果受地基土的性质、施工参数等因素影响较大，若施工参数选择不当，容易导致加固效果不理想。

•对于高饱和度的黏性土和粉土，加固效果较差，需要采取辅助排水措施，增加了施工的复杂性和成本。

•强夯后地基表面可能会出现一定的隆起或凹陷，需要进行后续的平整处理。

（三）振冲法

振冲法是利用振冲器（一种带有偏心块的振动装置）在高压水流的辅助下，将振冲器沉入地基土中，然后通过振冲器的振动和高压水流的作用，使地基土发生振动液化、挤压密实，并在振冲器拔出的过程中，向孔内填入碎石、砂等填料，形成振冲桩。振冲桩与周围的地基土共同作用，形成复合地基，从而提高地基的承载能力，减少地基沉降。根据振冲器在施工过程中是否向孔内填入填料，振冲法可分为振冲置换法（碎石桩法）和振冲密实法两种。

1. 适用范围

•振冲置换法（碎石桩法）：适用于处理不排水抗剪强度大于 20kPa 的黏性土、粉土、饱和黄土和人工填土等地基。该方法通过在地基中设置碎石桩，将地基中的部分软弱土置换出来，形成复合地基，主要用于提高地基的承载能力，减少地基沉降，同时还具有一定的排水作用，能够加速地基土的固结。

•振冲密实法：适用于处理砂土、粉土等地基。该方法主要通过振冲器的振动和高压水流的作用，使地基土中的颗粒重新排列，孔隙水排出，土的密实度提高，从而提高地基的承载能力，改善地基的抗液化性能。振冲密实法一般不需要向孔内填入填料，或仅填入少量的填料。

振冲法的加固深度一般为 5 - 15m，具体加固深度取决于振冲器的功率、地基土的性质和设计要求等因素。

2. 施工流程

振冲置换法（碎石桩法）施工流程：

（1）场地清理与平整：清除施工场地内的杂物、垃圾等，平整场地，做好排水设施，确保施工场地无积水。

（2）测量放线：根据设计图纸，准确测量并放出振冲桩的桩位，用木桩或石灰做好标记。

（3）振冲器就位：将振冲器对准桩位，启动振冲器，同时开启高压水泵，利用振冲器的振动和高压水流的冲击力，将振冲器沉入地基土中。在沉入过程中，应控制好振冲器的下沉速度，一般为 0.5 - 2m/min，具体速度应根据地基土的性质确定。

（4）填料与振密：当振冲器沉入到设计深度后，关闭高压水泵，开始向孔内填入碎石填料。填料应分层填入，每层填料厚度一般为 300 - 500mm，然后启动振冲器，对填料进行振动密实。在振密过程中，应控制好振冲器的振动时间和电流值，确保填料达到设计要求的密实度。一般情况下，振冲器的振动电流应达到额定电流的 80% - 90%，振动时间为 10 - 30s。

（5）提升振冲器：当该层填料振密合格后，提升振冲器，继续向孔内填入下一层填料，重复上述填料与振密步骤，直至桩顶达到设计标高。

（6）关闭振冲器：当振冲桩施工完成后，关闭振冲器和相关设备，清理桩顶周围的浮土和杂物。

（7）质量检验：在振冲桩施工完成后，应间隔一定时间（一般为 2 - 4 周）进行质量检验。质量检验的项目包括桩体的密实度、桩身的完整性、复合地基的承载力特征值等。检验方法可采用重型动力触探试验、桩身波速测试、静载荷试验等。

振冲密实法施工流程：

振冲密实法的施工流程与振冲置换法基本相似，主要区别在于振冲密实法一般不需要向孔内填入大量的填料，或仅填入少量的填料（如砂料）。其施工流程主要包括场地清理与平整、测量放线、振冲器就位、振冲器沉入、振动密实、提升振冲器、关闭振冲器和质量检验等步骤。在振冲器沉入和振动密实过程中，主要依靠振冲器的振动和高压水流的作用，使地基土密实，提高地基土的物理力学性能。

3. 优缺点

优点：

•振冲法能够有效提高地基的承载能力，减少地基沉降，改善地基的稳定性和抗液化性能。

•施工设备相对简单，施工工艺成熟，操作方便，施工效率较高。

•振冲桩（碎石桩）具有良好的透水性，能够加速地基土的固结排水，提高地基的抗剪强度。

•适用范围较广，可根据地基土的性质选择振冲置换法或振冲密实法。

•工程成本相对较低，与桩基等深层加固方法相比，具有一定的经济优势。

缺点：

•施工过程中需要使用高压水流，会消耗大量的水资源，对于水资源短缺的地区不太适用。

•施工过程中会产生一定的振动和噪音，对周边环境有一定的影响，在城市市区或周边环境敏感区域使用时需要采取相应的减振、降噪措施。

•振冲法的加固效果受地基土的性质、施工参数（如振冲器的功率、振动频率、下沉速度、填料量等）影响较大，若施工参数选择不当，容易导致加固效果不理想。

•对于含有较大粒径块石或硬夹层的地基，振冲器的沉入难度较大，甚至无法沉入，影响施工进度和加固效果。

（四）砂石桩法

砂石桩法是一种常用的地基加固方法，它是通过在地基中打入或振入砂石桩，将地基中的部分软弱土挤压到桩间空隙中，使地基土得到挤密，同时砂石桩与桩间土共同组成复合地基，从而提高地基的承载能力，减少地基沉降，改善地基的排水性能和抗液化能力。砂石桩的材料主要为碎石、卵石、砂等，其粒径一般为 20 - 50mm，含泥量应不大于 5%。

1. 适用范围

砂石桩法适用于处理松散砂土、粉土、黏性土、素填土、杂填土等地基。对于饱和黏性土地基，由于其透水性较差，砂石桩主要起到置换作用，通过将部分软弱黏性土置换为砂石桩，形成复合地基，提高地基的承载能力；对于松散砂土和粉土地基，砂石桩主要起到挤密作用，通过砂石桩的打入或振入，使桩间砂土和粉土得到挤密，提高地基的密实度和抗液化能力。砂石桩法的加固深度一般为 5 - 20m，具体加固深度取决于桩长、地基土的性质和设计要求等因素。

2. 施工流程

（1）场地准备：清理施工场地内的障碍物，平整场地，做好排水设施，防止雨水浸泡地基。对于地下水位较高的场地，应先降低地下水位，一般要求地下水位低于桩顶设计标高 0.5 - 1.0m。

（2）测量放线：根据设计图纸，准确测量并放出砂石桩的桩位，用木桩或石灰做好标记。桩位的布置方式通常有正方形、等边三角形等，桩间距一般为 1.5 - 4.0m，具体间距应根据地基土的性质、桩径和设计要求的复合地基承载力确定。

（3）桩架就位：将打桩机械（如振动沉桩机、柴油打桩机等）移动到指定的桩位，调整桩架的垂直度，确保桩管或桩锤与桩位中心线一致。

（4）成孔：根据所选的施工机械和施工工艺，进行成孔作业。常用的成孔方法有振动沉管成孔、锤击沉管成孔、钻孔灌注成孔等。

•振动沉管成孔：启动振动沉桩机，将带有活瓣桩尖的桩管沉入地基土中，直至达到设计深度。在沉入过程中，应控制好振动频率和沉管速度，避免桩管倾斜或损坏。

•锤击沉管成孔：利用柴油打桩机的桩锤，将带有桩尖的桩管打入地基土中，达到设计深度。打桩过程中，应控制好锤击力和锤击次数，防止桩管过度打入或损坏。

•钻孔灌注成孔：采用钻孔机械（如螺旋钻机、回旋钻机等）在桩位处钻孔，钻孔深度达到设计要求后，清理孔内的泥土和杂物，形成桩孔。