软弱地基处理

软弱地基处理（精选12篇）

软弱地基处理 篇1

1 软弱地基的主要处理思路

考虑到实际的施工难度和经济条件, 目前地基处理的主要思路是通过改变已有地基土的成分、状态或结构, 增强土体结构完整性和稳定性, 降低土体含水量, 减少孔隙, 改善土的分层和流变问题, 以增强土颗粒之间的连接、增大内聚力、减小压缩性、增强抗剪强度, 来达到改善土体性质的目的。

2 处理软弱地基常用方法

处理软弱地基常用方法主要包括:预压法、换填垫层法、高压喷射注浆法、强夯法、CFG桩法、挤密法、加筋法、深层搅拌法、排水法等, 以下主要介绍前5种方法。

2.1 预压法

预压法可以分为堆载预压、真空预压和联合预压法。堆载预压是在建筑场地预先堆载相当于设计荷载大小的重物使地基尽快的排水固结, 真空预压通过设置排水竖井, 上铺砂层和薄膜, 通过抽气使薄膜表面以下一定深度内处于真空状态, 水在负压力作用下上升从而达到预先排水固结的目的。当设计地基预压荷载大于80kpa时, 应在真空预压的同时施加定量的堆载。

适用范围:淤泥、淤泥质土、冲填土等饱和粘性土地基, 主要用来解决地基的沉降及稳定问题。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, 为了加速厚层软土的固结, 缩短预压时间, 在地基中按一定间距作孔, 孔内填砂以形成砂井, 然后在地面加铺砂垫层加以沟通, 近年来, 土工织物日益发展, 已开始采用纤维编织的袋装砂井和在排水纸板上发展起来的塑料板排水。对于真空预压工程, 以大气压作为预压荷载, 对地基土进行抽气, 在土中造成一定的真空度, 形成大气压力与真空压力的差值作用, 将土中一部分水抽出, 从而使地基土固结而加固, 如果设置排水砂井, 还可将孔隙内的水加速排出。

2.2 换填垫层法

换垫层法主要分为两类, 一类是在天然底层上直接铺设垫层作为持力层, 另一类则是先将原有软弱层挖除, 再铺设垫层。其加固原理是根据土中附加应力分布规律, 让垫层承受上部较大的应力, 软弱层承担较小的应力, 换填后的垫层经过分层夯实后, 压缩性较低, 受力性能较好。

适用范围:适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、杂填土、暗沟、暗塘的浅层处理。换填垫层法施工工艺成熟, 方法简单, 造价较低, 可迅速提高地基承载力, 但不适合处理软土层软土层较厚、埋深大的地基, 一般换填法的处理深度控制在3m以内, 但是也不宜小于0.5m, 因为垫层太薄换土垫层的作用不明显, 对于地下水位高、易渗水路段, 由于抽排水费用高, 换填法费用高。

2.3 高压喷射注浆法

高压喷射注浆法属于化学加固法的一种, 施工时现将钻机就位进行钻孔, 钻孔结束后抽出岩芯管换上旋喷管, 边射水边插管, 将旋喷管插入预定的深度然后就行喷射, 通过控制注浆材料和注浆压力可以处理不同的土质环境, 喷射完毕后将浆液换成水在地面喷射, 清洗泥浆泵和旋喷管内的泥浆。在进行喷射浆液的过程中, 如果喷嘴以一定的速度旋转提升, 将形成水泥土圆柱体, 若喷嘴只提升不旋转, 则形成墙状固化体, 这些固化体将与桩间土一起形成复合地基, 提高地基承载力。

适用范围:处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、黄土、素填土等地基。当土中土中含有较多的大粒径块石、大量植物根茎或者地下水流速过大和已涌水的工程, 要根据现场实验确定其适用性。

2.4 强夯法

强夯法又称为动力固结法, 通过起吊设备将10到25吨的重锤提升至10到25米高处使其自由下落, 依靠强大的冲击能, 在地基土中形成冲击波和动应力, 使地基土压实和振密, 达到提高强度、降低压缩性、改善砂土抗液化条件、消除黄土湿陷性的目的。

适用范围:处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基;但是对于高饱和度的软粘土, 如淤泥和淤泥质土, 直接采用强夯法处理, 效果很差, 应慎用。

2.5 CFG桩法 (水泥粉煤灰碎石桩法)

水泥粉煤灰碎石桩简称CFG桩, 通过在碎石桩基础上加一些石屑、粉煤灰和少量水泥, 加水拌合形成的高粘结强度的桩, 并且通过调整水泥掺量及配比, 其强度等级可以在C15-C25之间变化, 是介于刚性桩与柔性桩之间的一种桩型 。

适用范围:CFG桩法既可以用来处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基, 还适用于条基、独立基础、箱基、筏基等基础形式, 可用来提高地基承载力和减少变形。采用CFG桩法会加快施工进度, 可达到较大的加固深度, 显著提高软基承载力和减少沉降, 但是造价较高, 淤泥质地基慎用。

3 软弱地基处理方法的选择

选择处理方法应根据现场调查研究结果, 权衡各种方法的优缺点和适用范围, 结合当地建筑道路地基处理的经验, 同时考虑上部结构、基础、地基的共同作用。同时不同方法对环境的影响不同, 如采用填土堆载时要有大量的土料运进运出工地, 会影响交通和环境卫生;使用换填垫层法会挤压原有道路、房屋, 产生侧向位移或附加沉降;使用强夯法时施工噪音大, 靠近居民点会扰民;打灰桩、灌注药物或采用电渗排水时, 会污染地下水, 应慎重对待。

4 总结与展望

随着人类生存空间日益紧张, 我们将越来越重视地下空间的开发和利用, 21世纪将是地下建筑大发展的世纪, 与此同时我们将碰到越来越复杂的地基, 现在相关的理论方法、计算模型都存在一定的局限性, 尚不能完全解释我们碰到的问题, 因此地下工程工作者要实践中认真探索和思考, 寻求新的突破点。

参考文献

[1]闫富有.基础工程[M].中国电力出版社.2009.2.354-386

[2]赵志缙.地下与基础工程百问[M].中国建筑工业出版社.2001.8.22-69

[3]中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑地基处理技术规范 (JGJ79-2012) .2012-08-23

[4]龚晓南.复合地基设计和施工指南.人民交通出版社.2003

[5]白晓红.基础工程设计原理.科学出版社.2005

软弱地基处理 篇2

（河北省电力勘测设计研究院，河北石家庄050031）

[摘 要] 文章论述了沧州等地变电站设计过程中所遇到的软土地基处理施工方案，对软基加固方法进行综合评价，并提出了适合该区域软基处理的最佳方案，从而达到优化设计、保证建筑结构的安全可靠、减小工程投资的目的。

关键词：软弱地基

处理方案

加固

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1、前 言

就河北省南部电网而言，沧州等地变电站，属于软土地基。它是由海洋变陆地和陆地变海洋多次反复而成。其间黄河入海口由天津逐渐南迁，从黄河及其它河流上游携带大量泥沙，入海时沉积造陆，使陆地向海区延伸，构成了这一特殊的复杂陆域。由大量工程地质勘察资料证实，从地表至地下20 m 范围内均属近代海陆交替互相沉积的软弱土层，在-5 m～-15 m高程范围内多由淤泥质土组成，其含水量高，孔隙比大，天然容重低，土质很软。本文就沧州等地变电站的软土工程状况，提出一个较全面的评估和介绍，并就软基处理施工方案的选择做出分析比较，以供参考。

2、软土地基处理的方案选择

习惯上，把淤泥、淤泥质土以及天然强度低、压缩性高、透水性小的粘性土总称为软土。软土地基处理的目的在于使低强度的土体达到稳定，并满足一定的沉降要求。在地基处理中，由于建筑物的种类很多。故需要进行地基处理的因素很多，而地基处理的方法也很多，主要包括换填、预压、挤密、固化及桩基础等处理方法。地基处理方案的选择，不但要考虑到地基的土质及其变化情况，还要考虑建筑物的重要性、上部结构形式、荷载分布情况、基础类型、场地环境以及施工方法及周期等。所有的地基处理方法从总体上分为2类，即浅基处理与深基处理。由于使用天然地基是较为节省的方法，因此在决定对地基进行处理之前，应对上述诸多因素加以考虑，并优先考虑选用能充分利用天然地基的处理方案，以降低造价。

对于较低层建筑，比如3、4层的变电站主控楼及综合楼，尽管软土地基的强度很低，地基承载力仅有60 kPa，仍可充分发挥其潜力，可选用浅基础。提高该类地基强度的方法以垫层、预压为首选。对8层以上的屋内变电站来说，使用较多且效果较好当属桩基础，属深基础范畴。但是，对5～7层的配电楼基础的选择，则是人们争论的焦点。另外，在处理方案确定之前，既要考虑建筑物自身的安全，还要从经济角度出发对工程进行可行性评估。

2.1换填法

换填法也称为垫层法，就是把地基上部一定范围内不符合要求的软弱土挖去，换填强度较大，压缩性较小的材料，如砂、碎石、矿渣或土等材料并加工夯实做成垫层，也有用灰土、素土等作为垫层的。

秦皇岛五里台变电站主控楼基坑进行轻便触探时，发现基坑的西端极软，承载力不足40 kPa，据调查该区原是回填后的污水排放坑。当时采用了将该处淤泥清净，然后回填素土进行夯实的做法。在清除过程中，发现该处淤泥分布在-1.5 m～-4.0 m范围内，但由于场地十分狭小，不适于大开挖，经计算决定挖至-3.0 m，改做砂垫层至-2.0 m处，又做素土垫层至基底，并对基础稍做变更。该工程完工至今完好无恙。

位于天津大港的小王庄变电所，所址地区地层为第四系全新统滨海相冲积物，岩性以粉土和粘性土为主，表层为杂填土、粉质粘土，下层为淤泥质粉土，承载力为70 kPa，现场对各个生产建筑物包括配电室、中央控制室以及电气设备所处位置、荷载进行计算分析，对重要的设备基础、各个生产建筑物以及对变形要求较高的设备基础采用砂垫层处理，砂垫层采用中、粗砂填料，各基础侧壁也采用中砂分层回填，从而确保了设备的安全运行。

该方法的最大优点就是简便易行，但是挖除原地基软弱土的深度小于3 m是可行的。如果挖土深度过大则不经济。在这种情况下考虑采用其他方法或是结合其他方法对软土地基进行处理是比较明智的。

回填材料多种多样，也可用回收的工业废渣。近年来，有些工程采用轻质材料比如粉煤灰作为回填物，其特点在于“轻”。用这种材料可同时解决承载力及沉降问题。

2.2 预压法

预压法是在修造建筑物之前，用与设计相同或略大的荷载亦称为预压荷重如土、砂、石料等，也可利用大气压力作为预压荷载，使地基强迫压密沉陷，以提高地基的强度，减少建筑物的后期沉降量。待强度变形达到设计要求后，将预压荷载搬走，而后在经预压过的地基上修建建筑物。如地质条件适用，也可用布设砂井或降低地下水位的方法，使所得效果更佳。预压法适用于软弱的正常固结或轻度超固结的粉土、粘土或有机土地基。

加载预压法为常用方法，值得提出的是真空井点预压法。该法自五十年代提出后，由于密封、工艺设备问题没有解决好，很长时间未能在工程中得到成功应用，直到八十年代初才对该法的预压机理及工程实践进行了深入研究，使之在生产中得以推广应用，我国沿海地区的港口码头软基加固大多采用该法。但是，该方法加固软基所需时间较长，按传统的加固方式施工周期为4～5个月，又由于砂井阻力的存在，使得加固效果随深度的增加而逐渐降低。为研究如何改善真空预压效果而进行的室内模型实验表明：负压源下移后，可有效改善预压效果，显著缩短加固周期，并证实了在砂井底抽真空可有效减轻砂井阻力的影响。当然，这一结论的得出还仅限于室内模型实验上。

2.3 挤密法

挤密顾名思义即为增加其密实度，用密实方法使基土的孔隙减小。在工程中常见的有重锤夯实法、强夯法、挤密砂柱法和碎石桩法。前两者系冲击功法，后两者为振动功法。

重锤夯实法是利用起重机械将锤提到一定高度，然后自然落下，多次反复夯击对地基进行加固。传统的重锤夯实法只适应于软基的浅层压密，其加固效果远不如强夯法。强夯法是一种快速加固软基的方法，亦名动力固结法。是利用高冲击功使基土产生液化或触变后变密。

河北南部电网的兆通变电站就是使用的这种方法。此变电站地处滹沱河南岸的二级阶地上，阶地上部一、二土层为近代Q4冲洪积层，下部三层及以下为Q3沉积。所区7.0 m以上均为压缩性较高的新近堆积非自重湿陷性黄土，-2.6～7.0 m一层轻亚粘土在7度地震时要发生液化，经强夯后的振动测试分析报告得知：场地地基土可作为天然地基使用，各层土均可作为建筑物基础的持力层。地基土强夯后，经取80个厚状土试样浸水实验，其相对湿陷系数均小于0.002，土的性质已发生变化，湿陷性已被消除。7度地震时也不会发生液化。

由于强夯法在工程中要考虑噪音及震动影响，使得这种方法在应用时受到很多限制，当人们不得不选用挤密法时，往往将方案偏向于挤密砂桩或碎石桩。但是，长期的工程实践表明，在沿海软土地区采用碎石桩不仅不经济，也没有多大效果。秦皇岛的涉外办公楼采用碎石桩进行地基处理，竣工数月后的检测结果很不理想。桩身具有一定强度，而桩间土的强度仍停留在原来水平上，挤密效果无从谈起。在对天津小王庄变电所附近区域地基处理的调研中得知：沧州某炼油厂设备装置采用碎石桩基，桩距1 m，桩径600 mm,桩长10 m，按梅花形布置。处理前原地基承载力为100～140 kPa，平均值125 kPa，处理后复合地基承载力为115～185 kPa，平均值150 kPa，承载力增长了20%，效果并不明显。

挤密桩处理一般的5～7层屋内配电装置地基比较适宜，但由于土质与场地环境等因素的制约，使得这些方法不能充分发挥其作用。有鉴于此，一种新技术“重锤冲击建筑垃圾加固软土地基技术”诞生了。这种技术采用重锤，将其提到一定高度使之自由落下，锤击原地基，数击后冲成一深达2 m左右的短孔，用铲车向孔中抛填适量稍加粉碎的建筑垃圾，提锤并锤击填料，将之击入土中，击数以能托住重锤为度。然后，再次填料、锤击，直至添满短孔形成一泡状锤击体为止。锤击体在场区内可按矩形、三角形、梅花形布置。按一定顺序完成各锤击体后，地基便得到加固，可使上部荷载均匀传至处理后的地基上，使锤击体与土共同作用，形成复合地基。日前,该法已在沧州、衡水、保定、天津大港等地区广泛应用。采用该技术处理的地基承载力提高50％～100%。经观测，建筑物的沉降与沉降差均符合规范要求。该项技术具有施工快、费用低、低振动及效果好等特点。对处理5～7层屋内配电装置软基来说不失为一推荐方案。由于施工过程中充分利用了建筑垃圾，既解决了城市污染问题，又解决了建筑物推荐承载力不足的问题，具有很好的经济效益和社会效益。

2.4 固化法

利用化学溶液或胶结剂，采用灌入或拌合加固技术可达到土固化之目的。其主要加固原理是土粒间增加粘结力，胶结材料（如水泥、水玻璃、丙烯酸氨或纸浆液等）充填于孔隙体中。用这些方法加固的地基具有高强度和低透水性。其主要方法有压力灌浆法、旋喷法及深层搅拌法。

在沧州地区的软基处理中粉体喷射搅拌桩（简称粉喷桩）法被广泛应用。该法是以生石灰粉或者水泥粉等粉体材料作加固料，用空压机作风源，使加固料呈雾状喷入地基内部，用特制的搅拌钻头使之与原位的地基土进行强制性搅拌，使软土与加固料发生物理—化学反应，硬结后形成一种具有整体性、水稳性和一定强度的柱状加固体。但是，采用该项技术必须保证将原位地基土搅拌均匀，否则将严重影响软基加固效果。另外，若地基中有不明障碍物，如较大直径的石块、未清除干净的建筑基脚及地下设有地道等，则不适宜采用该法，采用该技术进行软基加固，成功的实例很多，但失败的教训也不少。最近，由中国建筑科学研究院所倡导的石灰—粉煤灰桩及水泥—粉煤灰—碎石桩施工技术也已得到应用，并积累了大量成功经验。

2.5 桩基础

桩基础是由基桩和连接于桩顶的承台共同组成。对于8层以上的屋内变电站来说，无疑采用桩基础是行之有效的方法。它由埋设在地基中多根细长具有一定刚性的结构物（统称桩群）和把桩群联合起来共同工作的承台2个部分组成，通过它们与地基土的相互作用，把桩基础所承担的荷载传给基土。在建筑物荷载巨大，地基软弱土层深厚的情况下使用桩基础，常常是一种既经济合理又安全可靠的方法。

桩的种类很多，通常简单分为预制桩和灌注桩（也可按其传递荷载的方式分为摩擦桩和端承桩）。预制桩常见的有混凝土桩、木质桩、钢桩及预应力混凝土桩。预制桩属于排土桩，其施工方式分打入、静压、冲入及震入等，由于预制桩的施工过程伴有较大的噪音和震动，故在建筑物密集区极少应用。灌注桩又可分为钻孔、挖孔及沉拔管式灌注桩，由于沧州等地变电站地下水位较高，一般只采用水下钻孔及沉拔管式灌注桩。沉拔管式灌注桩具有许多优点，但其致命的弱点是极易造成缩颈，尽管有些地区采用“复打”工艺，因有关指标及工艺技术难以控制，故不宜采用。近年来，秦皇岛、黄骅一带的高层楼基大多采用水下钻孔灌注桩，又由于采用了孔底压力注浆新技术，解决了灌注桩在软弱基层可能产生缩颈或断桩以及孔底虚土难以清除干净致使桩的端承力不能发挥的两大难题，给钻孔灌注桩法注入了新的生命力。1991年做沧州某炼油厂配电楼设计过程中了解到该厂18层住宅楼即采用了该技术，桩合格率达到100％。

3、结 语

以上所述为地处沧州等地变电站软基处理的概述，就目前状况而言，对5～7层屋内配电楼地基处理采用较多的仍属重锤夯实法。目前应对该种方式的加固机理、计算理论以及动力特性等进行深入研究。

参考文献

［1］建筑地基处理技术规范（JGJ79-91）［S］. ［2］建筑桩基技术规范（JGJ94-94）［S］.

铁路软弱路基基底处理措施 篇3

【关键词】铁路建设；软弱路基；基底处理；措施

岩石在经过风化、侵蚀、搬运以及沉积的过程之后就形成了各种较为疏松的物质，我们一般都将其称为土。按照形成原因的不同，土可以分为残积土、坡积土、洪积土以及湖沼沉积土等等。而我们所提到的软土主要是在静水或者是缓慢流水环境中所存在的颗粒较小的近代沉积物。软土含有较大的水分，压缩性也比较高，可是水的渗透性以及土质的承载力却是很低，软土是一种饱和粘性土，在铁路建设中一旦遇到软土一定要立刻采取措施解决。

一、软土的物理力学性质

由于受到建筑工地试验室条件的限制，只能够对软弱路基所含有的水量以及液塑限等等指标进行测量，对于其他软土的指标很难能够进行定量的评价，可是这类软弱路基应该具有软土的性质，所以就对软土的物理力学性质进行介绍，从中了解软土的危害性，寻找最为经济适用的解决方案。

1.天然含水量高、孔隙比大

在我们所进行的铁路建设中所遇到的软弱路基中有几个地段都是浅黑色的，在一些比较深的部位是呈现出铁褐色或者是浅灰色，在较浅部位能够看到植物的根须，土地天然含水量都比较高，在17%至33%的范围之中。软土的饱和度一般都会超过90%，液限也都会在35%到60%之间，软土的孔隙也都比较大，超过1。软土由于天然含水量比较高，泥土的孔隙也都比较大，所以地基变形情况也就比较严重。

2.低透水性

软土的透水性比较差，软土中间存在着一定的带状砂层，这样一来软土中的水分就会在水平方向上渗透的比较多，水分无法下渗，这样一来就不利于地基排水的固结，软土进行加载之后下沉的速度也会加快，时间也将会变长。另外，在刚开始进行加载的时候也会由于地基中常出现一些比较高的孔隙水壓力，这样就会对地基的强度产生一定的影响。

3.高压缩性

软土的孔隙比较大，所以在压缩的时候就比较容易，这在铁路地基建设进行加载的时候就会有较大程度的下沉。

4.触变性

软土具有一定的絮凝结构，这是属于结构性的沉积物，在接触到这一沉积物就会出现变化。若是软土结构没有被破坏，那么软土就具有一定结构强度，可是在经过一定的干扰之后，软土原本的结构就被破坏了，所以在对软土样本进行采集时，往往无法选出能够反映土地真实情况的软土。

5.流变性

软土所具有的流变性包括有蠕变、流动、应力松弛以及长期强度等等方面的特性。其中蠕变特性所指的主要在负荷不变的情况下，软土的变形程度会随着时间的推迟而改变；流动特性指的是应力产生变化的时候，软土变形的速率就会出现相应的改变；应力松弛特性所指的是在恒定不变的条件下，应力将会随着时间的推迟而逐渐减少；长期强度特性所指的是软土在长期的强度负荷之下，软土的强度会随着时间的变化二产生相对应的变化。所以，通常在剪应力作用的情况下，软土都会发生缓慢的剪切变形并且将延续很长的时间。

二、铁路软弱基底的处理方案

1.挖沟漏水

铁路建设中岁遇到的软弱路基，除了在地质这些固有的特性之外，水是最大的危害。所以在施工之前，一定要先挖沟漏水，将土壤上层的水分疏干。通常情况下，都会在路基的两侧以及中央分隔带的位置挖取三条纵向的水沟，另外还要在100米的范围之内，挖取三条横向的排水沟，每条排水沟都是纵横交错，形成具有固定流向的统一的排水系统。排水在整个施工的过程中是一直都存在的，绝不能够在中途终端，自始至终都要能够保证在干燥的环境下进行施工。所以，排水沟一般都会做成盲渗沟。用碎石进行填充，土壤中的水就能够通过碎石进入排水沟。

2.清除淤泥质土

对于铁路建设来说，淤泥质土是一种质量很差的土，所以在对软弱基基底进行处理时一定要将与你质土清除干净，要能够先用挖土机将厚度不大的先清除掉，然后在用推土机进行清除和整平，为的就是能够减少对原状土的干扰。另外，为了防止软土液化，还需要使用到压路机，对软土进行静压，在达到压实度的要求之后，就可以进行下一道实施工序。

3.回填

对基底进行回填是一般都会选用砂砾、石灰土、碎石以及石渣。

（1）砂砾具有水稳定性，在建筑的过程中对于渗水漏水有很好的防治作用，甚至还可以不用建设起永久性的渗沟，可是在进行回填时一定要注意是分层进行填充，每一层填充的厚度不能够超过三十厘米，在进行碾压的时候也一定要能够加水密实以及压路机碾压两种工序。

（2）石灰石虽然就有良好的水稳定性，可是若是铁路软弱地基是出现在过于潮湿或者是地下水比较多的地方，那就不能够使用石灰石进行回填，若是只能够选用石灰石，那就需要将地下水的出路问题处理好。

用石灰石进行回填，不能够低于50厘米的厚度，另外石灰的掺量也应该要在5%以上。在施工过程中，一定要时刻注重排水工作，要能够保持施工环境的干燥。

（3）进行回填的时候最好是选择碎石或者是石渣，这两种材料具有一定的强度，稳定性比较好，地基在回填完成之后固结的速度也比较快，对于地基的沉降情况也比较容易达到理想的效果。

当然，素土也可以是作为回填的材料，不过所选用的素土一定要能够满足以下两个施工条件：铁路的基底一定要是干燥的，没有水分，要具备良好的素土施工条件；基地周围要没有渗透的水源，在施工之后基地以及素土都不会受到水的浸泡。不过有很多铁路建设周围的条件都不允许使用素土作为回填的材料。

（4）选择回填的材料上，一般都是要在铁路建设的吉祥比较重要的路段进行渗沟的开挖之后，有了比较好的疏干效果，再进行。在对原状土实行了四遍的静压之后，都有达到原有规范中对于压实度的要求，在填充之前压实度分别是K=85.1%和K=87.5%。除了有些地方有些软弹之外，其他大部分都没有出现软弹以及明显的轮迹。

参考文献

[1]张恒荣.铁路湿陷性黄土路基基底处理措施[J].黑龙江科技息，2009，（18）：260.

软弱地基处理剖析 篇4

关键词：软弱地基,结构设计,处理方法,强夯法

1 软弱地基特点及成因

根据《建筑地基基础设计规范》中的论述,软弱地基指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基。它是指基本上未受过地形及地质变动,未受过荷载及地震动力等物理作用或土颗粒间的化学作用的软黏土、有机质土、饱和松砂和淤泥质土等地层构成的地基。具有稳定性差、易出现液化、沉降量大等特点。软弱地基的种类很多,按成因一般可分为人工填土类地基;海相、河流相和湖相沉积而成的含淤质黏土类地基;各种山前冲积、洪积相所形成的夹卵石、漂石的黏土类地基。

2 软弱地基处理方法

目前软基处理的主要方法有换填垫层法、挤密法、深层搅拌法、灌浆法、强夯法、木桩法、加筋法等等,下面就其中的几种地基处理方法进行剖析。

1)换填垫层法。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是很大时,将基础底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,并分层夯实成低压缩性的地基持力层。

2)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,达到减少地基工后沉降和提高地基承载力的目的。

3)挤密法。挤密法即先往土中打入桩管成孔,然后在孔内填入砾石、砂、石灰、灰土等捣实而成。此法适用于含砂粒、瓦屑的杂填土及含砂量较多的松散土地基,对粘性大的饱和软土地基,由于渗透性小,在加固过程中不能排出很多水分,故挤密效果不大。

4)深层搅拌法。深层搅拌法是利用水泥作为固化剂,通过特别的深层搅拌机械,在地基深处就地将软土和水泥(浆液或粉体)强制搅拌后,水泥和软土将产生一系列物理—化学反应,使软土硬结改性。改性后的软土强度大大高于天然强度,其压缩性,渗水性比天然软土大大降低。

5)加筋法有加筋土法、锚固法、树根桩法、低强度混凝土桩复合地基法、钢筋混凝土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,维持建筑物稳定的目的。

6)灌浆法。用钻机成孔,将注浆管放入孔中需要灌浆的深度,钻孔四周顶部封死。启动压力泵,将搅拌均匀的水泥浆或水泥砂浆压入土的孔隙和岩石的裂隙中,同时挤出土中的自由水。水泥浆凝固后,土体与岩石裂隙胶结成整体。此法基本上不改变原状土的结构和体积,所用灌浆压力较小,适用于卵石、中、粗砂和有裂隙的岩石。如是黏性土,则用较高的压力灌入浓度较大的水泥浆或水泥砂浆。

7)强夯法。强夯法是法国Menard技术公司于1969年首创的一种地基加固方法,它一般通过10 t～40 t的重锤和10 m～40 m的落距,对地基土施加很大的冲击能,在地基土中所出现的冲击波和动应力可提高地基土的强度、降低土的压缩性、改善砂土的抗液化条件、消除湿陷性黄土的湿陷性等。同时,夯击能还可提高土层的均匀程度,减少将来可能出现的差异沉降。

3 软弱地基处理方法的选择

3.1 地质勘探结果

不同的地质条件可采用不同的地基处理方法,根据勘察报告首先提出几种处理方案,再从中择优选用。

3.2 设计及施工

设计时应综合考虑工期,施工队伍的能力,工程造价等;要根据具体情况抓主要矛盾,特别是在发生紧急灾情时,更要头脑冷静,不被外界所干扰;作为施工单位也应该提出自己的意见,拿出自己强势的技术,参与设计方案的优化。

3.3 场地周边环境

施工时应考虑对周围环境的影响,如:新填土会挤压原有道路、房屋,产生侧向位移或附加沉降,上海一栋新建住宅楼整体倒塌就是堆土不当造成侧压力过大发生的;施工是否有噪声扰民问题;降水时,要考虑周边地基的沉降和对周围居民用水的影响是否需要做隔水墙,并考虑施工后注水复原的问题;采用填土堆载时要有大量的土料运进运出工地,会影响交通和环境卫生;打石灰桩、灌注药物或采用电渗排水时,会污染周围地下水,应慎重对待。

3.4 建筑自身特性

建筑自身特性会对我们的地基处理方案产生直接影响。建筑的等级、结构体系、断面形状、位置、埋深、使用要求和建筑材料等因素对所选择加固方法的影响,尤其是地下室、涵洞、地铁等,或者结构物质量不均匀、沉降相差明显时,更应当特别注意。

4 建筑结构设计中采用的措施

4.1 增强结构整体刚度

建筑物本身具有一定的刚度,一般工业及民用建筑刚度比较大的有两种:一种为绝对刚性,如钢筋混凝土水池,火车整体道床等;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,但是它的强度较低,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重点部位的抗拉强度,特别是基础的抗拉强度,有利于发挥建筑物的刚度来调整建筑物部分不均匀沉降。对于多层砌体房屋,其结构整体刚度影响因素比较多,可以从以下几个方面综合考虑:

1)建筑平面形式:建筑平面凹凸曲折多,建筑物整体刚度就小;而建筑平面简单,建筑物整体刚度就大。

2)立面高低变化:一般来说立面高低起伏变化越大,建筑物整体刚度就越小;立面构造简单,无高低起伏的,建筑物整体刚度就越大。

3)基础形式:一般来说整体式基础抗不均匀沉降能力强,建筑物整体刚度就大;独立式基础、条形基础抗不均匀沉降能力相对较弱,建筑物整体刚度就小。

4)长高比:房屋的长高比越大,产生弯曲变形的可能性就越大,抗地基不均匀沉降变形的能力就越弱,建筑物整体刚度就越小;房屋的长高比越小,抗地基不均匀沉降变形的能力就越强,建筑物整体刚度就越大。

5)变形缝的设置:房屋的长度超过规定长度时,应设置伸缩缝;地基情况有变化、房屋有高低差时,应设置沉降缝。设置了变形缝的房屋整体刚度较大,没有按规定设置变形缝的房屋整体刚度较小。

4.2 相邻建筑物的相互影响

建筑物荷载不仅使本建筑物下的土层产生压缩变形,在它以外一定范围内的土层,由于受到基础压力扩散的影响也将产生压缩变形,这种变形随着距离增加值逐渐减小,由于软土地基的压缩性很高,当两建筑物之间距离较近时,这类附加不均匀压缩变形甚大,常造成邻近建筑物的倾斜或损坏,若被影响建筑物的刚度、强度较差时,危害主要表现为产生裂缝;当刚度、强度较好时则表现为建筑物的倾斜。

4.3 新型建材的使用

新型建材的使用目的主要是减轻自重,从而减少建筑物的总沉降量,有利于对不均匀沉降的控制。也可根据设计计算,自重大的部分采用新型材料来减轻自重,用以直接调整不均匀沉降。由于一般砖石结构民用建筑墙身重量所占比例很大,故若能用轻质材料和改变结构体系来减轻这部分的重量,对控制沉降会有明显效果。另一个减轻自重的途径是采用架空地面来代替填土,一般此部分约占地基容许承载力的10%～40%,因此这部分若应用得当会有很好的效果,此时基础形式可做空心基础、薄壳基础、沉井等,有时也可做成地下室,在大量减轻自重的同时,还会增加一定的使用价值。

参考文献

[1]顾晓鲁,钱鸿缙,刘惠珊,等.地基与基础[M].北京:中国建筑工业出版社,2003:576.

[2]殷宗泽,龚晓南.地基处理工程实例[M].北京:中国水利水电出版社,2000:14-17.

软弱地基处理 篇5

引言：

软弱土一般指土质疏松、压缩性高、抗剪强度低的软土和未经处理的填土。持力层主要由软弱土组成的地基称作软弱地基。随着我国国民经济的高速发展,我国基本建设的蓬勃兴起,建筑用地日益紧张,许多工程不得不建造在过去被认为不适合建筑需要的场地上, 在软弱土层上建造建（构）筑物时，采用天然地基其强度往往不能满足设计要求，遇到诸如土体稳定、变形等一系列问题。于是，需采取措施对软弱地基进行地基处理，以满足设计的要求，确保建筑物的安全与正常使用。建设工程越来越多地遇到软弱地基。因此，软弱地基处理问题也就显得更为常见和更加重要。软弱地基处理的优劣，关系到整个工程建设的质量与速度。合理的软弱地基处理、上部结构设计，可以减轻和消除软弱地基对上部建筑物的不利影响。

1.常见的地基类型及其特点

1.1 软弱土地基

软弱地基的种类很多，按成因一般可分为人工填土类地基；海相、河流相和湖泊相沉积而成的含淤泥质粘土类地基；各种山前冲积、洪积相所形成的夹卵石、漂石的粘土类地基。复杂的成因造成了它们在物理力学性能上的复杂性，它们的共同特点是低强度、高压缩性、低渗透性、高灵敏度。

1.2 杂填土地基

杂填土是由建筑垃圾、工业废料、生活垃圾等杂物组成的填土。主要出现在一些老的居民区和工矿区内，是人们在生活和生产活动中所遗留或堆放的垃圾土。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律堆积、成分复杂、性质各异、厚薄不均。因而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。

1.3 冲填土地基

冲填土是由水力冲填而形成的土。近年来多用于沿海滩涂开发及河漫滩造地。冲填土形成的地基可视为天然地基的一种，它的工程性质主要取决于冲填土的性质。冲填土地基一般具有如下一些重要特点：①颗粒沉积分选性明显，在入泥口附近，粗颗粒较先沉积，远离入泥口处，所沉积的颗粒变细；同时在深度方向上存在明显的层理；②冲填土的含水率较高，一般大于液限，呈流动状态。停止冲填后，表面自然蒸发后常呈龟裂状，含水率明显降低，但下部冲填土当排水条件较差时仍呈流动状态，冲填土颗粒愈细，这种现象愈明显；③冲填土地基早期强度很低，压缩性较高，这是因为冲填土处于欠固结状态。冲填土地基随静置时间的增长逐渐达到正常固结状态。其工程性质取决于颗粒组成、均匀性、排水固结条件以及冲填后的静置时间。

1.4 饱和松散砂土地基

粉砂或细砂地基在静荷载作用下常具有较高的强度。但是当振动荷载(地震、机械振动等)作用时，饱和松散砂土地基则有可能产生液化或大量震陷变形，甚至丧失承载力。这是因为土颗粒松散排列并在外部动力作用下使颗粒的位置产生错位，以达到新的平

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衡，瞬间产生较高的超静孔隙水压力，有效应力迅速降低。对这种地基进行处理的目的就是使它变得较为密实，消除在动荷载作用下产生液化的可能性。

1.5 湿陷性黄土地基

黄土在自重应力或者在自重应力和附加应力共同作用下遇水湿陷，土的结构迅速破坏而发生显著附加变形的土称为湿陷性黄土，属于特殊土。广泛分布于我国东北、西北、华中和华东部分地区的黄土多具湿陷性。湿陷性黄土又分为自重湿陷性和非自重湿陷性黄土，也有的老黄土不具湿陷性。在湿陷性黄土地基上进行工程建设时，必须考虑因地基湿陷引起附加沉降对工程可能造成的危害，选择适宜的地基处理方法，避免或消除地基的湿陷或因少量湿陷所造成的危害。

1.6 膨胀土地基

膨胀土的矿物成分主要是蒙脱石，它具有很强的亲水性，吸水时体积膨胀，失水时体积收缩，是特殊土的一种。膨胀土的胀缩变形很大，极易对建筑物造成损坏。分布范围很广，如广西、云南、河南、湖北、四川、陕西、河北、安徽、江苏等地均有不同范围的分布。

1.7 含有有机质和泥炭土地基

当土中含有不同的有机质时，将形成不同的有机质土，在有机质含量超过一定含量时就形成泥炭土，它具有不同的工程特性，有机质的含量越高，对土质的影响越大，主要表现为强度低、压缩性大，并且对不同工程材料的掺入有不同影响，对工程建设或地基处理直接构成不利的影响。

1.8 山区地基土

山区地基土的地质条件较为复杂，主要表现在地基的不均匀性和场地稳定性两个方面。由于自然环境和地基土的生成条件影响，场地中可能存在大孤石，场地环境也可能存在滑坡、泥石流、边坡崩塌等不良地质现象，它们会给建筑物造成直接的或潜在的威胁。在山区地基建造建筑物时要特别注意场地环境因素及不良地质现象，必要时对地基进行处理。

1.9 岩溶地基

由于水的长期溶蚀作用，将可溶性岩石(主要为石灰岩)溶蚀为沟槽或溶洞的现象，称为岩溶。在岩溶(喀斯特)地区地下水的冲蚀或潜蚀下使其形成和发展，它们对结构物的影响很大，易于出现地基不均匀变形、崩塌和陷落。因此在修建结构物之前，必须进行必要的处理。

2.软弱地基形成的原因

软弱地基是由淤泥、淤泥质土、杂填土、冲填土或者其它高压缩性土层形成的地基，这些地基基本上很少受到地质变动或者地形的影响，也从没有受到过地震、荷载等物理作用的影响，更没有受到土颗粒间化学作用的影响。软弱地基是一种不良的地基，其稳定性非常的差、强度较低、压缩性较高、容易出现液化，沉降量也很大。因此在工程的建设过程中，要充分考虑地基的变形和稳定等问题。在软弱地基上建设的工程，由于其地基强度不够和变形，往往不能满足工程的质量，所以要采用一定的措施，对软弱地基进行处理，从而提高地基的稳定性，减少地基的沉降和不均匀下降。

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3.地基处理方案的选择

3.1地基处理方案选择前的调查研究

在选择地基处理方案前,首先应开展必要的调查研究,从而为合理确定具体的地基处理方法提供充分依据,其调查研究的主要内容有以下方面。

3.1.1结构条件

对于结构条件,主要应了解建筑物的体型、刚度、结构受力体系、建筑材料和使用要求;荷载大小、分布和种类;基础类型、布置和埋深;基底压力、天然地基承载力以及变形容许值等。

3.1.2 地质条件

地质条件对于地基处理方法的选择是至关重要的,应充分了解和掌握该场地的地形、地质成因、地基层状况;软弱土层厚度、不均匀性和分布范围;持力层位置及状况;地下水及地基土的物理和力学性质。各种软弱地基的性状是不同的,现场地质条件随着场地的位置不同也是多变的。即使是同一土质条件,也可能有多种处理方案。若根据软弱土层厚度确定地基处理方案,当软弱土层厚度较薄时,可采用简单的浅层加固的方法,如换填法;当软弱土层较厚时,可按加固土的特性和地下水位的高低采用排水固结法、水泥土搅拌法、挤密桩法、振冲法或强夯法等。如遇沙性土地基,若主要考虑沙性土液化问题,一般可采用强夯法、振冲法、挤密桩法或注浆法等。如遇软土层中夹有薄沙层,则一般不需要设置竖向排水井,可直接采用堆载预压法;另外,根据具体情况也可采用挤密桩法等。如遇淤泥质土地基,由于其透水性差,一般应采用竖向排水井和堆载预压法、真空预压法;土工合成材料、水泥土搅拌法等。如遇杂填土、含粉细纱的充填或湿陷性黄土地基,在一般情况下可采用深层密实法。

3.1.3 环境影响

在选择地基处理方案时还应考虑场地的环境影响,并予以妥善处理。如采用强夯法和振动沙桩密实法,施工时的振动、噪音和挤土对邻近建筑物和居民会产生影响和干扰。如采用真空预压法和降水法,往往会使临近建筑物及周围地区产生附加沉降。如采用高压喷射法或石灰桩,有时会污染周围环境。

3.1.4 施工条件

(1)用地条件。如施工时占地较多,虽对施工较方便,但有时会影响经济造价。

(2)工期。从施工观点来看,工期不宜太紧,这样可有条件选择缓慢加荷的堆载预压法等地基处理方案,且施工期间的地基稳定性增大。但有时工程要求工期较短,这样就限制了某些地基处理方案的选用。

(3)工程用料。应尽可能就地取材,如当地产沙,应考虑采用砂垫层或挤密砂桩等方案的可能性。

(4)其他。如施工机械的有无、施工方案的难易、施工质量的控制以及管理水平和工程造价等也是考虑采用何种地基处理方案的重要因素。

3.2确定地基处理方案时应具备的资料

在选择和确定地基处理方案时,主要应具备下列几方面的资料: 3.2.1岩石工程勘察资料

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在确定地基处理方案时,必须有齐全的岩土工程勘察资料。如果勘察资料不全,则应根据可能采用地基处理方法所需的勘察资料做必要补充勘察。

3.2.2周围环境情况

地基处理施工时的震动和挤土可能会导致临近建筑物和地下管线的附加沉降及开裂,因此,在确定地基处理方案前,要有临近建筑物和地下管线分布情况的资料。

3.2.3地基处理范围

在对地基处理进行设计前,应具备详尽的建筑物结构设计资料,并确定地基处理范围。对于柔性桩,其处理范围通常都要按给定建筑物轮廓线范围向外适当放大若干尺寸,以满足土体中的应力扩散和抗液化要求。

3.2.4类似工程的地基处理经验

某一地区常用的地基处理方法往往是该地区地基处理设计及施工经验的总结,它综合体现了材料来源、施工机具、工期、造价和加固效果,所以应重视并利用类似场地上同类工程的地基处理经验。

3.3地基处理方案的确定步骤

首先根据建筑物对地基的各种要求和天然地基条件,确定需要进行人工处理的天然地层范围以及处理后的地基应达到的各项指标,然后根据天然地层的条件、地基处理的具体指标、过去应用的经验和机具设备、材料条件、施工队伍的素质等进行地基处理方案进行可行性研究,提出多种可行方案。最后,对提出的各种方案进行技术、经济、进度、环保等方面的比较分析,确定采用一种或几种处理方法。此时,可视需要进行小型现场试验或进行补充调查,然后进行施工设计。

4.常见的软弱地基加固处理方法与措施

随着建设事业的发展和对不良地基的充分利用，旧的地基处理方法在日益完善，新的地基处理方法不断涌现。从机械压实到化学加固，从浅层处理到深层处理，从一般松散土处理到饱和粘性土处理，方法颇多。常用的施工加固处理方法有：碾压法、夯实法、换土垫层法、挤密法、桩基法等。在对各种软弱地基处理的同时，可以通过对建筑物设计进行有效的处理，来减少建筑物的不均匀沉降，这样即能节约工程建设的成本，又保证了工程建设的质量。本文详细介绍了砂石垫层法与建筑设计中应采取的措施。

4.1砂石垫层法处理措施

换土垫层法是将基础下一定深度内的土层挖去，然后回填以强度较高的砂、碎石或灰土等并夯至密实。适用于荷载不大的建筑物地基处理。砂和砂石地基（垫层）采用砂或砂砾石（碎石）混合物，经分层夯实，作为地基的持力层，提高基础下部地基强度，并通过垫层的压力扩散作用，降低地基的压实力，减少变形量，同时垫层可起排水作用，地基土中孔隙水可通过垫层快速地排出，能加速下部土层的沉降和固结。4.1.1砂石垫层的施工要点

砂石垫层采用中粗砂，经过化验含泥量必须在5%以内，操作前要验槽，将基底表面浮土、淤泥、杂物清除干净，两侧应设一定坡度，防止振捣时塌方。砂石垫层应按级配合砂料，人工级配的砂、碎石应先将砂、碎石拌合均匀后再铺开压实，铺设的级配砂石在碾压前应根据其干湿程度和气候情况，适当洒水使其达到最佳含水量，以利碾压密

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实。砂石垫层要分层铺设、分层夯实，控制每层砂垫层的铺设厚度。每铺好一层垫层经密实度检验合格后方可进行上一层施工。每层砂石在碾压前，应按每100m2设一纯砂检查点，机械碾压后，在纯砂点取样，测定砂的干密度，经检查合格后方可进行上层砂石垫层施工。砂垫层和砂石垫层的底面应在同一标高，不同标高时应先深后浅。最后一层碾压结束后，对上表面不平整及标高误差较大之处，用人工进行适当平整、修补，然后用平板振动器在上表面交叉振动不少于两遍。砂石施工时应控制含水量，遇有地下水阍基槽浸泡要采取措施先铺一层碎石或毛石。在地下水位高于基坑底面施工时，要对这层土层一次性开挖，以避免水中作业。当地下水位较高或在饱和的软弱地基上铺设垫层时，应加强基坑内及外侧四周的排水工作，防止砂垫层泡水引起砂的流失，保持基坑边坡稳定；或采取降低地下水位措施，使地下水位降低到基坑底500mm以下。大面积砂垫层施工分流水段作业，交叉处应做成台阶式斜坡。冬季施工时要除掉砂石中的冰块，并应采取措施防止砂石内水分冻结。

4.1.2砂石垫层施工质量控制

施工前应检查砂、石等原材料质量、配比，砂、石拌合均匀程度。施工过程中必须检查分层厚度，分段施工时搭接部分的压实情况、加水量、压实遍数、压实系数。施工时要分层找平，碾压密实。施工结束后，应检查砂及砂石地基的承载力。

4.1.3砂石垫层施工应注意的几点事项

砂垫层的施工方法应视地基土质和地下水位及施工条件来确定，水位低，采用碾压法，水位高，采用水撼法施工。砂石垫层下土层不应被扰动，作业应连续进行，尽快完成。冻结的砂石不应使用。应控制砂石级配、虚铺厚度、夯压遍数，洒水等工艺操作指标。当地下水或地表水将槽底浸泡，难以清净淤泥土，撼砂时砂泥混在一起，从而使砂中含泥量加大降低砂垫层承载能力，必须在槽底铺一层粒径不大于10cm的、粒径是均匀的毛石或碎石，避免基底产生不均匀压缩。大面积水撼砂，分层交叉处应以大于2m为宜。规范规定应在无积水状态下撼砂，但如果在水撼砂施工时能有效控制泥砂混杂，基槽可以在积水状态下施工。

4.1.4砂石垫层的适用范围

砂垫层法适于处理3.0m以内的软弱、透水性强的粘性土地基，包括淤泥、淤泥质土；不宜用于加固湿陷性黄土地基及渗透系数小的粘性土地基。

砂垫层不适于冬季施工以及在湿陷性黄土地基、不透水的粘性地基上施工，但也是人工加固地基建造浅埋基础的很重要的一种方法，具有施工工艺简单，工期短、工程成本低，就地取材方便，减少基础沉降，提高地基强度和稳定性，减少基础埋深的优点，值得推广运用。

4.2建筑设计处理措施

4.2.1增强结构整体刚度

建筑物常因功能的需要，使本身具有一定的刚度，一般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

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度，这样有利于利用建筑物的刚度来调整建筑物部分不均匀沉降。此外在建筑物的相应部位可设置沉降缝以减少不均匀沉降。沉降缝设置的部位应在：①建筑物长高比过大的适当部位。②平面形状复杂建筑物的转折部位。③地基压缩性有明显不同处。④建筑结构类型不同处。⑤建筑物高度和荷载差异处。⑥分期建造房屋的交界处。⑦拟设置伸缩缝处。通过以上部位设置沉降缝可大大减少由于地基土软弱引起的不均匀沉降。

4.2.2注意相连建筑物的相互影响

建筑物荷载不仅使本建筑物下的土层产生压缩变形，在它以外一定范围内的土层，由于受到基础压力扩散的影响也将产生压缩变形，这种变形随着距离增加值逐渐减小，由于软土地基的压缩性很高，当两建筑物之间距离较近时，这类附加不均匀压缩变形甚大，常造成邻近建筑物的倾斜或损坏，若被影响建筑物的刚度强度较差时，危害主要表现为产生裂缝；当刚度强度较好时则表现为建筑物的倾斜。

4.2.3减轻建筑物的自重

减轻自重可减少建筑物的总沉降量，从而有利于对不均匀沉降的控制。也可在预先估计沉降量大的部分减轻自重，用以直接调整不均匀沉降。由于一般砖石结构民用建筑墙身重量所占比例很大，故若能用轻质材料和改变结构体系来减轻这部分的重量，对控制沉降会有明显效果。另一个减轻自重的途径是采用架空地面来代替填土，一般此部分约占地基容许承载力地10～40%，因此这部分若应用得当会有很好效果，此时基础形式可做空心基础，薄壳基础，沉井等，有时也可做成地下室，在大量减轻自重的同时，还会增加一定的使用价值。

5.总结

浅谈软弱土地基的处理方法 篇6

【关键词】黄土；地基处理；方法

【中图分类号】TE94 【文献标识码】A 【文章编号】1672—5158（2012）08—0175-01

软弱黄土就是大孔土。在我国分布很广。软弱黄土泛指饱和的结构不稳定的黄色土，在自重压力或自重压力与附加压力作用下，受水浸湿后，土的结构迅速破坏，发生显着下沉的现象。它的这种特性，会对结构物带来不同程度的危害，使结构物基础大幅度沉降、折裂、倾斜，严重影响工程安全和使用。

1.湿陷性原因分析

软弱黄土在形成过程中，因气候干燥，有大量碳酸钙等盐类在土粒表面析出，沉淀成胶结物使土颗间牢固联结，阻止土骨架在自重作用下被压密。因而会有孔隙比大于1且肉眼可见的大孔结构。在干燥状态下，它具有垂直方向分布的小管道而有较高强度和较少压缩性，几乎能保持竖直的边坡。被水浸湿后，填充在土粒间的碳酸盐类等被溶解，土体结构迅速破坏。土粒在自重作用下向大孔中滑动，出现显著的附加下沉现象，即湿陷。可见，孔隙比高且有相当多可溶盐是湿陷的内因；水和压力是湿陷的外因。如果设计、施工或使用不当，由于湿陷条件（外因）造成建筑开裂、倾斜和倒塌等事故也经常发生。

2.软弱黄土地基的处理方法存在问题及对策

软弱黄土地基处理的方法很多，在不同的地区，根据不同的地基土质和不同的结构物，地基处理应选用不同的处理方法。在勘察阶段，经过现场取样，以试验数据进行分析，判定属于自重软弱黄土还是非自重软弱黄土，以及软弱黄土层的厚度、湿陷等级、类别后，通过经济分析比较，综合考虑工艺环境、工期等诸多方面的因素。最后选择一个最合适的地基处理方法，经过优化设计后，确保满足处理后的地基具有足够的承载力和变形条件的要求。所采用的有垫层法、强夯法、灰土桩挤密法、深层搅拌桩法、振冲碎石桩法等。

2.1 垫层法

2.1.1 垫层法将基底以下湿陷性土层全部挖除或挖至预计的深度，然后以灰土或素土及级配良好的砂砾或碎石分层回填夯实。垫层厚度一般为1.0～3.0m。它消除了垫层范围内的湿陷性，减轻或避免了地基因附加压力产生的湿陷，可以使地基的自重湿陷表现不出来。这种方法施工简易，效果显着，是一种常用的地基浅层处理或部分湿陷性处理方法，经这种方法处理的灰土垫层的地基承载力可达到300KPa（素土垫层可达200KPa）且有良好的均匀性。

2.1.2 施工中存在问题及对策：垫层处理方法差的主要原因，由于垫层的厚、宽均未达到建筑对地基的要求，所以仍会发生较大沉陷。

（1）地基土的含水量，对于含水量较大，或曾局部基坑进水者，要采取相应的措施（如凉晒等），严格控制灰土（或素土）的最佳含水量，对接近最佳含水量时，宁小勿大，偏大时土体强度则显着下降，变形明显增大。

（2）垫层处理的宽度要达到规范要求，使碾压设备能充分碾压到位，还使形成的垫层压实度产生差异。

（3）严把质量关，施工中碾压分层的厚度不宜大于30cm，并逐层检测压实度，达到设计规范要求。

2.2 強夯法

2.2.1 强夯法亦称动力固结法，通过重锤的自由落下，对土体进行强力夯实，以提高其强度，降低其压缩陛，该法设备简单，原理直观，适用广泛，特别是对非饱和土加固效果显着。这种方法加固地基速度快，效果好，投资省，是当前最经济简便的地基加固方法之一。

2.2.2 施工中存在的问题及对策

（1）首先在设计阶段，应考虑软弱黄土处于哪一种类别、等级，以及场地等因素，因为强夯的夯击能量，夯点布置，夯击深度，夯击次数和遍数等因场地而异，土的含水量、孔隙比及夯击的单位面积夯击能对软弱黄土的强夯有效加固深度起着重要的作用。在经过试夯后确定出设计参数，确定施工设计方案，因此不经试夯确定施工参数往往会给工程造成后患。

（2）由于强夯影响深度内土的含水量差异，会导致局部处理效果不佳，对于此种情况必须采取土的增湿或减湿措施，以免出现橡皮土情况。如有此种情况，应立即停止夯击，当凉晒一定时间后，在夯击坑内加入碎石类的粗骨料，继续夯击。

（3）施工中在控制关键工序上严把质量关，因为一份设计提供后，锤重、落距、夯点布置等是没有随意性的，而唯一可能被人为改变的是夯击次数，因在试夯时根据最后夯击的沉降量来确定夯击次数的，当别的参数已确定后，它就成为影响处理的唯一因素，所以施工中应以它为质量控制的关键工序管理点。

（4）强夯结束后，检测的重点是判定它的有效加固深度是否达到设计要求，因为有效加固深度的第一标准应是消除湿陷性，也就是以δs<0.015作为判别指标。所以检验手段应采用探井取不扰动土试样进行检测。当这一指标达到要求后，一般情况下对承载力的要求等也均可满足。

2.3 换基法

2.3.1 若软弱换土地基埋深较浅（埋深小于5mm），且厚度小于3m。可采用承载力高的砂性土或其他满足要求的地基土将其换掉。以保证地基承载力要求。

2.3.2 施工中对策

按照设计图纸，根据地看资料，将基础范围内的软弱黄土、沉陷变形大、承载力低的土挖去，用满足要求、变形小的土回填夯实。保证建筑物整体沉陷均匀稳定，满足建筑物的地基承载力要求。

3.结语

软弱地基的处理方法 篇7

一、软弱地基处理的一般步骤

地基处理措施可以选用很多种办法, 但是要根据土质及其周围环境而确定。比如土质的结构、承载力大小和土地的使用要求。另外要结合土地周围的环境, 周围的环境包括地层的结构、周围地下水的深浅、相邻建筑物的情况等等。从一开始选出的几种处理地基的方案中, 进行仔细的分析, 选出最优的地基处理方案, 这需要专家认真的研究地基的处理。对于已经选定的处理方案, 按照建筑物的类型和设计等级, 和复杂程度, 可以先在建筑物上做测验, 看这种处理方案是否符合现实的需要, 最后检验处理效果和设计参数是否符合。经处理后的地基应做承载力、变形能力、稳定性能的评估。

二、软弱地基的处理方法

(一) 换填法。

处理浅层地基的最好方法是换填法, 换填法的概念指的是, 当地基的持力层发生变形, 而使得承载能力达不到设计的标准, 这时软弱土层的厚度很薄时, 就可以把这层弱土挖除掉, 继而分层次的填充上硬度较大的砂。或者其他没有侵蚀性、性能稳定的建筑材料, 并将这些材料夯实至要求达到的密度, 这种弱土处理法多用于公路地基建设。压实垫层有很多种方法, 比如机械辗压、平板振动、重锤夯实, 这些施工方法既可以处理分层的回填土, 又可以加固地基的表层土。换填法是让土层承受了不同的应力, 让垫层承受了较大的压力, 由于软弱层土质较软, 所以换填法让软弱层承受了较小的应力, 这样可以满足设计的需要。淤泥、湿陷性黄土、淤泥质土、杂填土地基及暗沟、淤泥等这些浅层次的处理适合用换填土法。

(二) 重锤夯实法。

重锤夯实是属于浅层地基的处理方法。使用起重机械将特质的重锤提升到一定的高度之后, 夯击基土表面, 这样重复作业, 就可以使土层因受到打击而变得密实牢固, 这种方法适用于弱土质, 比如稍微湿的粘性土, 湿陷性黄土、砂土、杂填土和分层填土地基的加固。为了确定夯数和夯的大小, 和总下沉量, 在施工前应该先做出相应的试验。另外还有选定锤重, 以及一些相应的措施。地基夯击中, 要选用最优含水量, 因为水量的过多或过少都会影响夯实的质量, 水量过多时, 应该再加入一些土质材料, 水量过少时, 应该加水到相应程度。分层填土的时候, 选取的土层含水量也要适当或略高, 每层填满后要及时的夯实。每层的厚度要严格控制, 不能过厚或者过薄。另外, 做实验时, 土层不得少于两层。

(三) 深层搅拌法。

深层搅拌法是一种将软土经过强行搅拌变成水泥或石灰土柱体或者连成地下庄排的方法。制作过程中, 要使用特制的搅拌机械, 将水泥和石灰放在软土土层中, 水泥和石灰将起到固化剂的作用, 再用搅拌机械强行搅拌。这样软土地基就会变成有一定整体性的复合地基。深层搅拌法目前可以分为“干法”的粉喷桩法和“湿法”的旋喷注浆法。深层搅拌法的适用范围是有限的, 主要适用于原料堆场、高等级的公路地基、码头的岸壁等等。深层搅拌法具有加固和支撑建筑物的作用。

(四) 预压法。

为了提高软弱地基的承载能力和减少构造物建成后的沉降量, 可以预先在拟建的构造物上施加一定的静荷载。等到地基土压密后再将静荷载移除, 这种方法就叫做预压法。预压法适用于处理淤泥质土、淤泥、冲填土等饱和黏性土地基的稳定问题。预压法可以分为两种, 堆载预压法和真空预压法。根据土层厚度的不同, 堆载预压法又分为塑料排水带或砂井地基堆载预压和天然地基堆载预压三种。当土层的厚度小于4米时, 可采用天然地基堆载预压法进行处理。当土层厚度大于4米时, 应采用塑料排水带、砂井等竖向排水预压法进行处理。对于真空预压工程, 需在地基内设立排水竖井。

(五) 砂石桩法。

在地基的建造中, 通常会遇到松散的沙土、粘性土、粉土和杂填土等, 这时候就会用到砂石桩法来让固定土质。砂石桩法会提高地基的承载能力。砂石桩法也可用于处理可液化地基。如果饱和黏土对地基的变形控制不严格, 也可采用砂石桩法对工程进行置换处理, 使软粘土和砂石桩构成混合地基, 可以加速软土地基的固结排水功能, 提高地基的承载力。

(六) 垫层法。

垫层法, 主要用于软土地基的浅层处理。其中包括加筋碎石垫层法、换土加筋碎石法, 以及换土垫层法, 主要用于冲填土、淤泥质土以及淤泥等软土地基上的浅层处理。先用机械或者是人工的方法将地基下的土挖出, 再填充上卵石、沙石或者是粘性土等强度较高的材料。具体的实施过程中, 一般先将软土层中的砂石和腐殖土挖掘到将近80cm的厚度, 然后将卵石和砂石分层进行填充。为了使分层压实起到的加固效果更明显, 我们可以将卵石放在第一层, 砂石放在上面。

(七) 抛石挤淤法。

有些路面的排水施工有困难, 形成一些常年积水的低洼地带, 其表层土呈现流动状态。这时候就可以利用抛石挤淤法进行地基的转换。抛石挤淤法还用于一些底部都是碎石的沼泽或者厚度小于3m的软土路段。需要注意的是, 在此方法中需要用到的片石, 其粒径最好不要小于30cm, 如果有小于30cm的, 其数量也不能超过总数的20%。具体的操作方法是, 从路堤的中部开始, 先向前抛投石片, 然后再依次向两侧展开, 从而淤泥被石片从两侧挤出, 在此基础上再用重型压路机反复辗压, 直至压实为止。完成后, 再在上面加上一层反滤层, 最后填土辗压, 用这种方法处理地基效果是显著的。

(八) 排水固结法。

该种方法主要用于有机质黏土和饱和黏土的地基处理。排水固结法的排水系统, 主要由水平排水砂垫层和竖向排水体构成, 主要起到改变地基原有排水边界条件, 缩短地基孔隙的排水距离, 加速软土地基固结过程的作用。当软土层较薄且靠近地表或土的渗透性较好, 施工期较长时, 可以在地表铺设砂垫层而不设置竖向排水体。水平砂垫层厚度一般为50era, 可采用中砂或粗砂, 有机质含量不大于1%, 不得含有粗块其他杂质, 含泥量不得超过5%。水平砂垫层宽出路基两侧个1era, 并确保排水畅通。竖向排水常选用袋装砂或塑料排水板。插板机是塑料排水板法的施工机具。竖向排水与水平砂垫相连通, 施工前应先铺30cm厚砂垫层, 3%～4%横坡, 然后施工竖向排水体。对塑料排水板 (袋装砂井) 处理软土地基, 地基固结较好, 状态正常, 它既有排水固结的作用, 又能起挤密地基作用, 且施工设备简单。

三、结语

软弱地基的处理方法有很多种, 针对不同工程和地质, 应该选取不同的方法, 做到投资少、回报高, 可靠性高, 只有这样才能有效处理好软弱地基。

摘要：在我国沿江、沿湖、沿海等经济发达地区广泛分布着软土, 如处理不当会造成路基的滑移、开裂、路面不平等。本文简单介绍了软弱地基处理的一般步骤, 从原理、适用范围、优点、局限性四方面对当代常用软弱地基处理方案进行了探讨, 从而为有关部门提供了简单实用的地基处理初选方案。

关键词：结构工程,软弱地基,处理方法

参考文献

[1].周立.灌浆法在加固处理软土路基中的应用[J].公路交通科技, 2006, 8

输电线路中软弱地基处理 篇8

地基处理的对象包括软弱地基与不良地基两方面。软弱地基在地表下相当深度范围内存在软弱土。软弱土包括淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土及饱和松散细砂与粉土。这些土的工程特性为压缩性高、强度低, 一般情况下很难满足地基承载力和变形的要求。所以不能作为永久性线路和大转角塔位的天然地基。如本市丰南区、南堡开发区的局部就属于这种淤泥质土情况。

不良地基包括湿陷性黄土地基、膨胀土地基、泥炭土地基、多年冻土地区、岩溶 (又称喀斯特) 与土洞地基、山区地区、饱和粉细砂与粉土地基。如本市遵化、迁西、迁安等山区地区, 基岩面起伏大, 且可能有大块孤石, 使各个塔位地基软硬悬殊, 导致事故, 尤其山区常有滑坡、泥石流等不良地质现象, 也常常导致输电线路运行中的事故。

针对唐山市实际的地质条件和工程需要, 分地区阐述不同地址条件下对软弱地基的处理方法。

换土垫层法是先将基础底面以下一定范围内的软弱土层挖去, 然后回填强度较高、压缩性较低、并且没有侵蚀性的材料, 如中粗砂、碎石或卵石、灰土、素土、石屑、矿渣等, 再分层夯实, 作为地基的持力层。它的作用在于提高地基的承载力, 并通过垫层的应力扩散作用, 减少垫层下天然土层所承受的压力, 这样就可以减少基础的沉降量。如在软土层上采用透水性较好的垫层 (如砂垫层) , 软土中的水分可以通过它较快地排出去, 这样做能够有效地缩短沉降稳定时间。实践证明, 换土垫层法对于解决和在较大的中小转角的地基问题是比较有效的。

换土垫层法适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土, 例如唐山市南堡开发区的淤泥质土, 能有效地增加地基承载能力, 配合回填上拔角大的砂土, 能明显的节约建设成本, 节省钢筋以及混凝土用量, 对成片的养鱼池、养虾池等处采用扩散角较小的垫层, 还能够有效地减小基础对挡土墙的压力作用, 减小挡土墙的砌体用量以及基础埋置深度的限制。

换土垫层法的设计, 首先要确定垫层的厚度和宽度, 厚度根据软弱下卧层的承载力, 即当上部荷载通过垫层按一定的扩散角传至下卧层时, 软弱层顶面的总压力最大值不能超过其承载力特征值。且其厚度应在0.5m到3m范围内, 如小于0.5m效果不明显, 如大于3m则工程量大、不经济、施工难。垫层的宽度要满足应力扩散的要求, 受限于垫层侧面土的承载力, 保证垫层挤出两侧软弱土层。

换土垫层法的施工, 首先要保证换土垫层操作处的基面清洁无水无孔洞, 去除表面浮土。其次是要保证基坑两侧软弱土坡的稳定, 如有坑旁堆载过多, 应采取相应的防止基坑坍塌的保护措施。

强夯法是1969年法国Ménard公司首创的地基加固方法。它是利用起重机械提起一定质量的重锤, 使大质量重锤在高落差下由于重力产生巨大的冲击能量, 强制压实地基的方法。此法属高能夯击用巨大的冲击动能使软弱层产生冲击波和很大的应力。迫使土颗粒重新排列, 排除孔隙中的气和水, 使松散土体强制性挤压至强夯面以下土的空隙中。强夯法与于普通的压实法形式相同但作用机理有着本质的区别。它的作用机理:首先强冲击使土中的气相体积大幅度减小, 其次它强大的冲击能破坏原状土的结构, 使土体局部液化并产生许多裂隙, 使孔隙水延这些裂隙排除, 使土体迅速固结产生质变, 增加土体容重, 恢复土体强度。经强夯加固后, 承载力可成倍提高, 土的压缩量可成倍减小。其影响深度可达到10m, 足以满足普通铁塔的台阶、板式等形式的浅基础埋深要求。

强夯法适用于碎石土、砂土、非饱和的粘性土、湿陷性黄土及杂填土地基的加固。国际上首次应用于芒德利厄海围海造地, 建造20幢8层住宅的地基加固。这与唐山市曹妃甸新城的地质情况非常接近, 且随着曹妃甸的大步发展, 各个码头和重工公司的兴建, 随即将有大量新建线路, 且天然地基的地质条件不能满足线路基础的承载能力, 所以强夯法在处理曹妃甸软弱地质层中将发挥重要的作用。

强夯法的设计, 强夯的有效加固深度是选择锤重与落距的依据, 根据线路塔型、基础形式对应的深度常规范围内即可初定强夯深度。其次确定单位夯击能。强夯的单位夯击能应根据土类别、结构形式、荷载大小和加固深度综合确定, 一般情况下, 粗颗粒土可取1000-3000k N·m/m2;细颗粒土可取1500-4000k N·m/m2。根据以上数据选择锤重与落距。实践表明在单位夯击能相同时, 增加落距比增加锤重更有效, 但落距应控制在10-30m的范围内。夯击点重复次数、夯击点平面布置、两边夯击之间的间隔时间应由加固深度、现场场地形式、和孔隙水压力消散时间确定。如有条件时应根据现场实验确定。

强夯法的施工要点, 首先如果夯击范围内有未查明地带或不在基础底板面积内或在基础埋置深度外和夯击有效深度内之间的区域, 是否有地下构筑物或其他结构物, 如其他管线等, 以免夯击过程中对其产生破坏, 造成不必要的损失或严重的事故。施工前必须按设计和试验确定的技术参数进行, 以夯击点的夯击数为施工控制依据。夯击时, 夯锤应保持平稳位置准确, 如基坑底部倾斜过大易用砂土将其填至平整才能继续施工。最后一遍夯击必须符合设计沉降量, 且要满夯, 雨天施工时, 基坑内的积水必须及时排出。冬季施工时, 首先击碎冻土, 然后按设计规定施工。

结束语

虽然软弱地基基础是输电线路建设的难点但地基处理的好坏, 关系到整个输电线路工程的质量、造价和工期。只要勘察、设计、施工人员密切配合, 采用经济有效的方法, 就一定能使软弱地基的线路投资得到控制, 质量得到保证, 安全可靠运行。

参考文献

[1]《地基处理手册》编写委员会.地基处理手册.第二版[M].北京:中国建筑工业出版社, 2000.

[2]陈希哲.城市杂填土与软弱地基处理方法——无埋深板式基础[M].北京:北京市土木建筑学会土工专业委员会, 1983.

强夯法处理软弱地基研究 篇9

强夯法又称作动力固结法。这种方法是反复将10~40 t的锤提到10~40 m高处使其自由落下给地基以冲击和振动, 达到提高地基的强度和降低压缩性目的。

处理软弱地基的强夯法是20世纪60年代末由法国Menard技术公司首先创造并投入使用的。刚开始是处理砂土和碎石地基, 但后来由于施工方法改进和排水条件逐步改善, 慢慢推广应用到细粒土地基。强夯法由于它拥有加固效果显著、适用土类广、施工设备简单和使用方便、节省劳力和工期、节约材料等特点很快就传播到世界各地。

1978年我国开始先后在河北省新港、河北省廊坊市、河北省秦皇岛市、山西省白羊墅等地进行了强夯法的试验和工程施工并取得了较好加固效果, 接着我国各地陆续推广强夯法。

强夯法适用于处理碎石土、砂土、粉土、黏性土、杂填土和素填土等地基, 不仅能提高地基土强度降低其压缩性, 还能改善其抗振动液化能力和消除土湿陷性, 还能处理液化砂土地基和湿陷性黄土地基等。

1 强夯法的加固原理

处理软弱地基的强夯法是利用夯锤自由落下产生冲击波使地基密实。这种冲击振动在土中是以波形式向地下传送, 波可分为体波和面波两大类。体波包括压缩波和剪切波, 面波包括瑞利波、乐夫波等。

如果将地基视为弹性半空间体则夯锤自由下落过程是势能转换成动能过程, 伴随着夯锤下落势能越来越小则动能越来越大, 在落到地面以前的瞬间, 势能都转换成动能, 夯锤夯击地面时这部分动能除一部分以声波形式向周围传播, 另一部分由于夯锤和土体摩擦而变成热能外, 其余大部分冲击动能则使土体产生自由振动并以压缩波 (亦称纵波, P波) 、剪切波 (横波, S波) 和瑞利波 (表面波, R波) 的波体系联合在地基内传播且在地基中产生一个波场。离开振源 (夯锤) 一定距离处波场如图1所示。

强夯理论认为多数压缩波通过液相运动使孔隙水压力增大, 同时使土粒分离, 土体骨架解体, 随后的剪切波使土颗粒处于更密实状态, 占总能量67%瑞利波, 其竖向分量起到松动土作用, 但其水平分量可使土更密实。

2 强夯法的参数设计

实践证明强夯法加固软弱地基一定要根据现场的地质条件的要求, 选用正确强夯参数才能达到好的效果。

2.1 有效加固深度

有效加固深度是选择地基处理方法的重要依据, 也是反映加固效果重要参数, 强夯法创始人梅那 (Menard) 提出用公式 (1) 来估算影响深度H:

式中H—有效加固深度, m;

M—夯锤重, t;

h—落距, m。

国内试验和工程上得到的实测数据表明采用公式 (1) 估算有效加固深度将有一些偏大。例如中国建筑科学研究院曾在河北粉土地基中埋设的测试点, 经采用15 t夯锤在12 m高度落下后, 测地基变形值, 则其有效加固深度约6.8m。又如在唐山填土地基中埋设的测试点, 经12 t夯锤在10 m落距夯击后测地基变形值, 其有效加固深度约5.2 m。将上述两工程和河北砂土地基上另一工程的实测结果都与梅那公式估算值进行对比, 见表1。

由表1可知有效加固深度实测值比梅那估算值偏小, 这是因为梅那认为影响深度仅与夯锤重和落距有关。但事实影响有效加固深度因素很多, 除了夯锤重、落距, 还有夯击遍数、锤底单位压力、地基土性质、不同土层厚度、埋藏顺序, 以及地下水位等。

由于梅那公式的计算值比实测值大, 所以国内外学者对梅那公式进行修正, 如Leonards提议对碎石土地基乘以0.5的修正系数。经过修正后梅那公式跟未修正的梅那公式相比, 有所改进, 估算值更能接近实测值。但是大量的工程实践证明, 对于同一类土采用一个修正系数并不能得到满意的结果。

我国《建筑地基处理技术规范》对强夯法有效加固深度应根据现场试夯或当地经验确定。在缺少现场试验资料时可按表2取值, 表2中的数值系根据大量工程实测资料和工程经验的总结而制定的。

m

注:强夯法的有效加固深度应从起夯面算起。

2.2 夯击能

夯击能可以分为单击夯击能和单位夯击能。

1) 单击夯击能。单击夯击能是指夯锤重和落距的乘积, 它根据工程和加固深度要求确定, 但有时也取决于现有起重机臂杆长度和起重能力。我国初期采用单击夯击能约为1 000 k N·m, 但随着起重机械工业发展, 目前采用的最大单击能为8 000 k N·m。

2) 单位夯击能。单位夯击能是施工场地单位面积上所施加的总夯击能, 单位夯击能的大小跟地基土的类别有关, 在同等条件下粗颗粒土单位夯击能要比细颗粒土小些。日本土谷尚根据日本现有工程实例提出了单位夯击能建议值:碎石和砂砾2 000~4 000 k N·m/m2, 砂质土1 000~3 000k N·m/m2, 黏性土5 000 k N·m/m2, 泥炭3 000~4 000 k N·m/m2, 垃圾土2 000~4 000 k N·m/m2。根据我国工程实践, 对于粗颗粒土单位夯击能可取1 000~3 000 k N·m/m2, 细颗粒土为1 500~4 000 k N·m/m2。

2.3 夯击次数

夯击次数是夯实设计中一个重要参数, 通常通过现场试夯确定, 常以夯坑压缩量最大、夯坑周围隆起量最小为确定原则。对于碎石土、砂土、低饱和度湿陷性黄土等地基, 夯击时夯坑周围没有隆起或虽有隆起但其量很小, 这种情况下应尽量增加夯击次数来减少夯击遍数。但对于饱和度较高的黏性土地基伴随夯击次数增加, 土的孔隙体积因压缩而逐渐减小, 但这类土渗透性差, 孔隙水压力会逐渐增大, 促使夯坑下地基土产生较大侧向挤出, 而引起夯坑周围地面隆起, 此时即使继续夯击, 也不能使地基土得到有效夯实, 因此造成浪费。1980年, 张永钩等提出有效夯实系数计算, 见公式 (2) , 并以此来确定夯击次数。若以α表示有效夯实系数, 则有:

式中V—夯坑体积, m3;

V'—夯坑周围地面隆起的体积, m3;

V0—压缩体积, m3。

有效夯实系数表示地基土在某种夯击能作用下夯实效率, 系数高说明夯实效果好, 反之说明夯实效果差。

目前在工程实践中, 除了按现场试夯得到的夯击次数和夯沉量关系曲线确定夯击次数外, 同时要满足最后两击的平均夯沉量不大于50 mm, 当夯击能量较大时不大于100mm的规定。

2.4 夯击遍数

夯击遍数应根据地基土性质确定。一般由粗颗粒土组成的渗透性强的地基夯击遍数可少些。但由细颗粒土组成且渗透性低的地基夯击遍数适当增加一些。

根据美国研究资料建议碎石、砂砾、砂质土和垃圾土, 夯击遍数为3~4遍;粉性土为4~7遍;泥炭为4~5遍。最后再对全部场地进行轻量级夯击, 使表层1~2m范围内土层得以夯实。

根据我国工程实践, 对于大多数工程夯击2遍, 最后再以低能量满夯1遍, 一般均能取得较好效果。对于渗透性弱细颗粒土地基必要时夯击遍数可适当增加。

2.5 时间间隔

两遍夯击之间要有一定的时间间隔, 以利于土中超静孔隙水压力的消散。所以间隔时间取决于超静孔隙水压力消散时间, 土中超静孔隙水压力消散速率与土的类别、夯点间距等因素有关。对于渗透性好砂土地基一般在数小时内即可消散完, 但对渗透性差的黏性土地基一般需要几周才能消散完。夯点间距对孔压消散速率也有很大的影响, 夯点间距小, 孔压消散慢, 夯点间距大, 孔压消散快。太原工业大学曾在同一场地上对单点夯和群夯条件下进行孔隙水压力实测, 其实测结果分别如图2~3所示。从图2中可见单点夯在夯后14 h孔压就消散完。图3中, 群夯在夯后8 d孔压尚未消散完。所以进行孔压实测时必须考虑夯点布置情况。

当缺少实测孔压资料时可根据地基土渗透性确定间隔时间, 对于渗透性较差黏性土地基的间隔时间一般应不少于3~4周, 对于渗透性好的地基则可连续夯击。

2.6 夯击点布置

夯击点位置可根据建筑结构类型进行布置, 一般采用等边等腰三角形或正方形布点。对于办公楼和住宅建筑则根据承重墙位置布置夯点更合适些。对单层工业厂房可按柱网来设置夯击点, 这样既保证了重点又可减少夯击面积。因此, 夯击点的布置应视建筑结构类型, 荷载大小和地基条件等具体情况区别对待。

夯击点的间距一般根据地基土性质和要求加固的深度确定。当要求加固深度大时, 第一遍夯点间距不宜过小, 以免夯击时在浅层形成密实层, 从而影响夯击能往深层传递。当然夯点间距过大也会影响夯实效果。根据国内工程实践, 第一遍夯击点间距一般为5~9 m, 以后各遍夯击点间距可与第一遍相同或者可适当减小。但对加固深度较深或单击夯击能较大的工程, 第一遍夯击点间距可适当增大。

3 结语

强夯法虽然适用土类很广, 但对于饱和度较高的黏性土处理效果不明显。其中淤泥和淤泥质土地基处理效果较差, 应慎用。近些年对这类土也有采用强夯法加袋装砂井进行综合处理的, 但其处理效果并不理想。针对上述情况, 国内外相继采用了在夯坑内回填块石、碎石等粗颗粒材料, 通过夯击排开软土从而在地基中形成块、碎石墩, 这种方法称为强夯置换法。由于块、碎石墩具有较高的强度并且和周围的软土构成复合地基, 其承载力和变形模量有较大的提高而且块、碎石墩中的空隙为软土的孔隙水排出, 提供了良好的通道从而缩短软土的排水固结时间。

新加坡、南非和中东等国家和地区曾利用此法处理泥炭、有机质土、粉土和粉质黏土等地基, 均取得良好的效果。目前应用强夯法和强夯置换法处理的工程范围是很广的, 有各类工业与民用建筑、仓库、油罐、贮仓、飞机场跑道、铁路和公路路基及码头堆场等。总之强夯法和强夯置换法在某种程度上比其他处理方法应用得更为广泛、有效、经济, 已成为我国最常用的地基处理方法之一。但是由于至今没有一套成熟的理论和设计计算方法, 所以还需要在实践中总结和提高。强夯造成的振动、噪音等公害也应引起足够的重视。

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参考文献

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[2]孔令伟, 袁建新.强夯的边界接触应力与沉降特性研究[J].岩土工程学报, 2008, 20 (2) :86-92.

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[6]周景星.基础工程[M].北京:清华大学出版社, 2008.

浅谈软弱地基的处理方法 篇10

在珠江三角洲地区, 最常见的软土主要为淤泥、淤泥质土、泥炭土等, 它们有一个共同的特点就是:沉积时间短, 含水量高, 压缩性高, 抗剪强度低, 灵敏度高。在软弱土层上建造建 (构) 筑物时, 采用天然地基其强度往往不能满足设计要求, 遇到诸如土体稳定、变形等一系列问题。于是, 需采取措施对软弱地基进行地基处理, 以满足设计的要求, 确保建 (构) 筑物的安全与正常使用。

作者从事工程勘察行业二十余年, 对常见的软弱地基处理方法有一些肤浅的认识, 现就常用的软弱地基处理方法谈点看法与同行作一些探讨。

1 常用的软弱地基处理方法

1) 换填法。

换填法是一种直接置换地基持力层软弱土的处理方法。施工时将基底下一定深度的软弱土层挖除, 分层回填砂、碎石等强度较大的材料, 并加以夯实振密。换填法是一种较简单的浅层处理方法, 在软弱土层较薄 (一般小于4 m) , 上部荷载又不太大的条件下处理软基, 宜优先考虑此法。

换填法是一种经济高效的浅层地基处理方法, 可用于单独的基坑、基槽、市政建设中的管道或道路基底, 也可用于满堂式置换。

例:江门市某公司办公楼, 地基土上部为2.0 m～2.8 m的淤泥质土, 下部为花岗岩风化残积土, 采用满堂式置换, 挖去上部2.0 m～2.8 m的淤泥质土, 回填砂石垫层处理并加以分层振实后采用筏板式基础, 承载力特征值取180 kPa, 办公楼建成后经使用验证效果理想, 达到设计要求。

2) 堆载预压法。

堆载预压法就是直接地在地基土体上堆放重物 (如:块石、土体) 以对土体进行预压和排水固结, 提高地基的承载力, 并使建 (构) 筑物在使用阶段的地基沉降量减少, 堆载预压的荷载应大于设计荷载, 预压时间可由建筑物的要求和软土所达到的固结程度决定。堆载预压法主要适用于仓库类建筑、施工期较长的软基道路等。

例:江门市西环路四期工程贯溪路段, 经堆载预压两个月后作静力触探试验检查, 堆载预压后的静力触探锥头阻力qc值比堆载前普遍高0.1 MPa～0.2 MPa, 有效地提高了路基强度。

3) 垂直排水法。

垂直排水法是指在地基中设置砂井、袋装砂井、塑料排水板等垂向排水设施, 使土体的孔隙水排出, 以加速土体固结, 提高土的强度, 减少沉降。

垂直排水法适用于软土层较厚 (一般大于10 m) , 特别是当软土层的水平渗透系数大于垂直渗透系数, 或软土层中有薄层的粉细砂夹层时, 适宜采用此法。如能配合堆载预压使用则更为理想。

例:江门市高新工业园区内的五邑路、高新大道使用袋装砂井法处理软土地基取得了较好的效果。

4) 深层搅拌法。

深层搅拌法是使用特制的搅拌机械, 以水泥、石灰等材料为固化剂, 在土层中强行与软土搅拌, 使软土硬结成水泥 (或石灰) 土桩 (柱) 体或连成地下桩排, 使之成为具有整体性和一定强度的复合地基。

深层搅拌法目前分“干法”的粉喷桩法和“湿法”的旋喷注浆法。

深层搅拌法主要适用于原料堆场、码头岸壁、高等级公路地基加固, 以及地下基坑的挡土结构等。

例:江门市新会区的江裕科技园多幢厂房就是用粉喷桩处理地基, 经钻孔抽芯检查及静载试验反映良好, 满足设计要求。

5) 强夯法。

强夯法是以巨大的夯击能 (通常为几十吨·米至几百吨·米) 将块石或碎石夯穿软土层, 使之沉底形成桩或墩柱体, 与软土形成共同体以达到加固软基的目的, 同时, 它与垂直排水法一样, 也有加速固结沉降的效果。

强夯法基本不受地表填土 (石) 的限制, 而且施工工艺简单, 所消耗的石料较廉价。它适用于对地基沉降要求高, 而且承载力大, 软土层厚但下伏有较坚实土层的场地。

例:某机场停机坪场地, 地质情况为:上部为1 m～1.5 m的素填土、耕植土, 其下为6 m～7.5 m的淤泥, 淤泥层下部为可塑状的残积粉质黏土层。其处理方法是:在软土地基上铺填2 m～3 m厚的块石 (块径以10 cm～80 cm为主) , 然后定点强夯, 夯击完毕后铺垫0.5 m厚块石垫层, 面夯形成上下两层, 下层为强夯块石墩及墩间软土组成的复合层, 上层为夯击密实块石垫层, 形成复合地基。

6) 桩基础法。

桩基础法是指在软弱地基中打入桩体, 将上部荷载通过桩体传递至埋深较大、强度较高的持力层中, 以满足建 (构) 筑物的设计和使用要求。

木桩法是常用的方法之一, 广东民间有“水浸万年松”之说, 松木在水下不易腐烂, 此法适用于水位较高且软土层厚度不大的软弱地基。木桩通常以较挺直的松木做成, 尾径不宜小于80 mm。如江门市胜利路胜利大渠侨都至公安局段应用木桩法处理软土, 取得了较为满意的效果。

此外, 预制桩、灌注桩也是常见有效的软基处理措施, 但缺点是造价高昂。

2软基处理中常见的问题

1) 建 (构) 筑物由于未进行软基处理或处理不当导致建 (构) 筑物产生不均匀沉降而引起倾斜甚至倒塌现象。

笔者在1985年～1989年间曾在珠江三角洲地区进行过1/5万的区域地质调查工作, 发现了一个有趣的现象:软基区内绝大多数村、队 (集体) 的仓库墙体向前 (门) 倾斜, 而民房则多数往后倾斜。原因是集体的仓库一般进深较大, 为方便, 人们一般习惯于把重物堆载于门口等较前方的位置;而民房则多数于房子的后半部设置阁楼, 阁楼上多堆放谷物、杂物等重物, 且早期的民房、仓库等大都未作地基处理, 天长日久, 便形成这一怪现象。这是典型的沉降不均匀造成的现象。2) 软弱地基仅作局部处理而引起的不均匀现象。开车行驶于软基道路的人不难发现, 在高速公路或高等级公路中, 平均200 m左右就有一个涵洞或通道, 而涵洞或通道等构筑物往往比两侧路基高出很多, 小者30 cm～40 cm, 大者60 cm～70 cm, 在纵断面上形成“驼峰”现象, 这极大地影响公路行车的舒适性, 甚至危及人车的安全。产生该现象的原因主要是由于涵洞等构筑物一般都采用了深基础处理软基 (如桩基础) , 其自身的沉降要比两侧仅作浅基处理或未作处理的路堤要小得多。

3软基处理措施的选择

选取处理方案应遵循安全适用、经济合理、技术先进的原则。

在多年的勘察施工实践中, 作者对软基处理对策有以下体会:1) 对上部有“硬壳层”的软弱地基, 在上部荷载不太大的条件下, 能够不作处理的, 尽量不作处理或只作夯实等简单处理。2) 当软弱土层较薄且上部荷载不大时, 采用换填法能取得快速有效且安全的效果。3) 当软弱土层分布较厚, 浅层处理不能满足设计要求时, 则要采取深层地基处理方法。在深层地基处理方法中, 利用袋装砂井、塑料排水带等垂直排水法是有效的方法, 若再加上堆载预压则效果更为理想。4) 当工期要求短, 且对沉降量控制较严格时, 应采用喷粉或喷浆型搅拌桩。5) 软基道路桥涵等构筑物的两侧在一定距离内, 可采用堆载预压, 或堆载预压加袋装砂井或旋喷桩等措施来加速构筑物两侧软土的排水固结, 减小其沉降量, 从而避免出现道路“驼峰”现象。6) 在处理软基道路上的桥台变形、移位问题时, 利用堆载物作反压护道法是最有效的方法之一。7) 在处理较为复杂的软弱地基时, 还可将两种或多种方法综合处理, 这样可以弥补相互的不足而发挥各自的长处。8) 当对上述处理方法的效果都不理想时, 用各种混凝土桩、钢结构桩基础处理软弱地基无疑是最有效的方法, 但肯定也是最昂贵的。

参考文献

软弱地基处理 篇11

关键词：软弱土 地基处理 方法

软弱土系指淤泥、淤泥质土和部分冲填土、杂填土及其他高压缩性土。由软弱土组成的地基称为软弱土地基。淤泥、淤泥质土在工程上统称为软土，由于软土地基的承载力较低，如果不做任何处理，一般不能承受较大的建筑物荷载。所以在软土地基上修建建筑物，必须重视地基的变形和稳定问题。因此在软土地基上建造建筑物，要求对软土地基进行处理。地基处理的目的主要是改善地基土的工程性质，达到满足建筑物对地基稳定和变形的要求，包括改善地基土的变形特性和渗透性，提高其抗剪强度和抗液化能力，消除其它不利影响。

1.碾压法与夯实法

碾压与夯实是修路、筑堤、加固地基表层最常用的简易处理方法。通过处理，可使填土或地基表层疏松土孔隙体积减小，密实度提高，从而降低土的压缩性，提高其抗剪强度和承载力。目前我国常用的有机械碾压、振动压实和重锤夯实，以及70年代发展起来的强夯法等。

机械碾压法是利用压路机、羊足碾、平碾、振动碾等碾压机械特地基土压实。振动压实法是通过在地基表面施加扳动把浅层松散土振实的方法，可用于处理砂土和由炉灰、炉渣、碎砖等组成的杂填土地基。重锤夯实法是利用起重机械将夯锤提到一定高度（2.5～4.5m），然后使锤自由落下并重复夯击以加固地基。锤重一般不小于15kN，经夯击以后，地基表层土体的相对密实度或干密度将增加，从而提高表层地基的承载力。对于湿陷性黄土，重锤夯实可减少表层土的湿陷性；对于杂填土，则可减少其不均匀性。强夯法，又称动力固结法，其用起重机械将80～300kN的夯锤起吊到6～30m高度后，自由落下，产生强大的冲击能量，对地基进行强力夯实，从而提高地基承载力，降低其压缩性，是我国目前最为常用和最经济的深层地基处理方法之一。

2.换土垫层法

换土垫层法是将基础下一定深度内的软弱土层挖去，回填强度较高的砂、碎石或灰土等，并夯至密实的一种地基处理方法。常用的垫层有：砂垫层、砂卵石垫层、碎石垫层、灰土或素土垫层、煤渣垫层、矿渣垫层以及用其它性能稳定、无侵蚀性的材料做的垫层等。

垫层的设计要点。垫层的设计不但要满足建筑物对地基变形及稳定的要求，而且应符合经济合理的原则。其设计内容主要是确定断面的合理厚度和宽度。对于垫层，既要求有足够的厚度来置换可能被剪切破坏的软弱土层，又要有足够的宽度以防止垫层向两侧挤出。

施工要点：①垫层施工必须保证达到设计要求的密实度。密实方法常用的有振动法、水撼法、根压法等。这些方法都要求控制一定的含水量，分层铺砂厚约200～300mm，逐层振密或压实，并应将下层的密实度检验合格后，方可进行上层施工。②垫层的砂料必须具有良好的压实性。砂料的不均匀系数不能小于　5，以中粗砂为好，容许在砂中掺入一定数量的碎石，但要分布均匀。③开挖基坑铺设垫层时，必须避免对软弱土层的扰动和破坏境底土的结构。基坑开挖后应及时回填，不应暴露过久或浸水，并防止践踏坑底。当采用碎石垫层时，应在坑底先铺一层砂垫底，以免碎石挤入土中。

3.排水固结预压法

排水固结须压法是利用地基排水固结的特性，通过施加顶压荷载，并增设各种排水条件（砂井和排水垫层等排水体），以加速饱和软粘土固结发展的一种软土地基处理方法。根据固结理论，粘性土固结所需时间与徘水距离的平方成正比。因此，为了加速土层的固结，最有效的方法是增加土层的排水途径，缩短排水距离。

4．桩基法

当淤土层较厚，难以大面积进行深处理，可采用打桩办法进行加固处理。而桩基础技术多种多样，早期多采用水泥土搅拌桩、砂石桩、木桩，目前很少使用，一是水泥土搅拌桩水灰比、输浆量和搅拌次数等控制管理自动化系统未健全，设备陈旧，技术落后，存在搅拌均匀性差及成桩质量不稳定问题；二是砂石桩用以加固较深淤泥软土地基，由于存在工期长，工后变形大等问题，已不再用作对变形有要求的建筑地基处理；三是民用建筑已禁用木桩基础。钢筋混凝土预制桩（钢筋混凝土桩和预应力管桩）目前由于具有较强承载力，投资省，质量有保证，施工速度快等特点，得到普遍运用。淤土层较厚地基处理还可以采用灌注桩，打灌注桩至硬土层，作承载台，灌注桩有沉管灌注桩和冲钻孔灌注桩，但两种方法灌注桩还存在一些技术难题，一是沉管灌注桩在深厚软土中存在桩身完整性问题；二是冲钻孔灌注桩存在泥浆污染问题，桩身混凝土灌注质量，桩底沉渣清理和持力层判断不易监控等问题。

5.　拌和法

拌和法主要包括高压喷射注浆法和深层搅拌法。前者是以高压力使水泥浆液通过管路从喷射孔喷出，直接切割破坏土体的同时与土拌和并起部分置换作用。深层搅拌法是利用水泥浆体、水泥作为主固化剂，应用特制的深层搅拌机械将固化剂送入地基土中与土强制搅拌，形成水泥土的桩体，与原地基组成复合地基。后者主要用于加固饱和软粘土，固化剂的掺入量及搅拌均匀性和土的性质是影响水泥土桩（　柱）　性质以至复合地基强度和压缩性的主要因素。

6．加筋法

加筋土是将抗拉能力很强土工合成材料埋置于土层中，利用土颗粒位移与拉筋产生摩擦力，使土与加筋材料形成整体，减少整体变形和增强整体稳定。

本文只介绍了较为常用软弱土地基处理的几种方法，供大家参考。设计人员不仅要选择好软弱土地基处理方法，而且还要考虑其建筑物结构优化设计，尽量采用较为轻型结构，减轻上部重量，这样会减少软弱土地基处理造价。

参考文献：

[1]　熊双泉，彭建军.　强夯法在地基处理工程中的运用[J].　中国高新技术企业.　2011（09）

[2]　林涛.　岩土工程中的淤泥质软土地基处理分析[J].　价值工程.　2011（11）

粉体喷射搅拌法处理软弱地基 篇12

鹤壁地区主要为太行山东麓的低山丘陵地带,暗沟、暗塘、暗滨等不良地质现象普遍存在。其地层剖面一般为新近填土、松散建筑垃圾和残积土等,且地下水位较浅。在某7号住宅楼建设中,引入岩土工程体制,与结构设计单位密切配合,使岩土工程、设计、施工一条龙服务于建设单位。通过方案论证,该工程采用粉喷桩复合地基,取得了成功。

该工程的意义不仅在于拓展了粉体喷射搅拌法适用范围,节约了工程造价,而且为在鹤壁地区推行岩土工程体制进行了有益的尝试。

1 工程地质条件

1.1 工程概况

拟建的房管局7号住宅楼,层高6层,砖混结构,长约41 m,宽12 m。场地位于红旗街东段西侧,南邻市第十八中学。施工场地十分狭小。

1.2 场地地质条件

根据勘察资料,场地分布的地层自上而下为:

(1)人工填土:主要由粘性土组成,含有砾砂、碎石、碎砖等,是近年来堆积而成的,场地内均有此层,层厚1.00 m～8.50 m。

(2)新近粉质粘土(Q43):灰黄色,稍湿～湿,结构较松散,软～可塑状态,具有中高等压缩性;层厚2.30 m～3.50 m。地基承载力特征值为100 kPa。

(3)粉质粘土(Q3):灰黄色,黄色,硬～可塑性,具有中等压缩性;层厚约3 m,承载力标准值160 kPa。

(4)残积钙质粘土(Q1):稍湿～湿,可～硬塑,最大揭露厚度约1 m,承载力标准值为250 kPa。

场地地下水主要赋存于人工填土中,埋藏较浅,水量丰富。据调查,在场地东部存在一条走向大致北东—南西的暗沟,宽约28 m。对于上述的工程地质条件,选择何种地基基础类型,做到既安全可靠又经济可行,便成为建设单位及设计单位共同关心的问题。

2 地基基础类型的选择

就该工程而言,可供选择的地基基础类型有天然地基、桩基、复合地基等。

1)天然地基方案。根据设计单位的要求,基础埋深约1.60 m,若采用天然地基,要求其承载力不小于160 kPa。显然,除场地东部局部第(3)层粉质粘土及第(4)层钙质粘土承载力可以满足设计要求外,其余上覆各土层均不能满足设计要求,若将基础置于第(4)层,则基坑开挖深度超过6 m,不但增加基坑开挖施工难度及投资,而且在建筑不设地下室及要求基础埋置深度为地表以下1.60 m的前提下,这一方案显然不合适。

2)桩基方案。若采用沉管灌注桩,这种桩型施工工艺简单,施工速度快,但由于施工场地小,且地处密集住宅区,打桩的振动及噪声,既影响居民生活又有可能损坏已有建筑物,且造价较高约12万元。若采用人工挖孔灌注桩,由于场地地下水量十分丰富,挖孔桩施工将会遇到很大困难,综上所述,受各种因素的影响,没有选取桩基方案。

3)复合地基方案。通过对填土层、新近粉粘土层进行加固,完全可以满足设计要求。针对该工程要求、场地条件及加固对象,提出采用粉体喷射搅拌法加固地基最为适宜。采用这一方案,估计地基加固费用为7万元,工期约7个工作日,具有其他方案不可比拟的优越性。有关单位决定采纳该方案,并委托鹤壁市建筑设计院总承包地基加固设计并施工工作。

3 地基加固设计

地基加固设计的主要内容有:粉喷桩单桩承载力计算、复合地基承载力计算、地基变形计算。

3.1 单桩承载力计算

粉喷桩桩径500 mm,单桩截面积Ap=0.2 m2,由土体力学参数算得单桩容许承载力为110 kN。根据以往工程实践及有关资料,对此次加固对象,每米掺入55 kg 325号新鲜水泥,90 d龄期水泥强度fcu可达1.8 MPa以上。因此,按桩身强度考虑取fcu=18 MPa,桩截面积Ap=0.2 m2,安全系数η=0.3,由公式Ra=ηfcuAp,计算得单桩承载力Rk=110 kN。

3.2 复合地基承载力计算

复合地基承载力特征值:

其中,fspk按设计要求取160 kPa;Ra=110 kPa;β=0.3;fsk为桩间土承载力,取80 kPa;m为计算得面积置换率,取18%。

通过计算该工程共布置桩数约202根。按等边三角形布置,桩间距为1.30 m,尽管东部地基承载力满足设计要求,为调整不均匀沉降,进行变刚度调平设计,在东部桩间距增大为1.60 m,并将桩长适当缩短。

3.3 复合地基沉降计算

根据JGJ 79-2002建筑地基处理技术规范,粉喷桩复合地基的沉降包括复合层的压缩变形及桩端下土层的压缩变形。通过计算,复合土层的压强变形约12 mm,桩端以下土层按地基规范有关规定计算。通过计算,得复合地基最大沉降量36 mm,满足设计要求。

4 粉喷桩施工与检测

粉喷桩施工采用GPP-5型单轴粉体搅拌机械进行施工,钻头直径不小于500 mm。粉喷桩采用变掺量工艺,在桩身下部1/3桩长范围内适当减少水泥掺量。正式施工前进行了成桩工艺试验,以确定钻进、提升、喷灰等技术参数及相应的技术措施。

施工时严格控制钻进速度、喷灰时间、停灰时间,确保桩身到达桩端持力层,经常检查钻头直径,施工完毕后,随机抽取已达28 d龄期的6根桩进行检测,以确保加固效果。

在施工过程中地质、设计与施工人员及时处理有关问题,如桩端持力层是否到(4)层残积钙质粘土、暗沟的边界线、个别桩施工困难等均得到了圆满处理,确保了工程质量。工程结束后,及时对复合地基进行了检测。

1)外观观察。根据已开挖桩位,其桩头直径均不小于500 mm,桩头外观整齐,表面呈螺旋状,水泥土搅拌均匀,桩质坚硬,成桩效果好。成桩3 d后,采用轻型动力触探检查了桩身的均匀性。

2)复合地基承载力试验。共进行试验6点,最大加载量为340 kPa,满足承载力要求。

5 结语

采用粉体喷射搅拌法对该工程进行处理,实践证明是有效而经济的。不仅拓展了粉体喷射搅拌法的应用范围(处理杂填土),解决了密集建筑群中进行施工的难题,而且为在该地区推广粉喷桩提供了一个成功的范例。

该工程也是推行岩土工程体制的一个尝试。岩土工程技术体制强调勘察、设计、施工三大环节的统一性和整体性。从该工程实践来看,推行岩土工程体制有利于提高工程质量、经济效益和缩短建设周期。在具体实践中,应转变观念、改革体制,才能取得实效。

摘要：对粉体喷射搅拌法进行了介绍,结合具体工程实例,介绍了复杂地质条件下粉体喷射搅拌法在处理软土地基中的应用,拓展了粉体喷射搅拌法的应用范围,解决了密集建筑群中施工的难题,以推广粉体喷射搅拌法的应用。

关键词：粉体喷射搅拌法,复合地基,承载力,沉降计算

参考文献

[1]闫明礼.地基处理技术[M].北京:中国环境科学出版社,1996.

[2]JGJ 79-2002,建筑地基处理技术规范[S].