软弱地基加固处理（共12篇）
软弱地基加固处理 篇1
摘要：分析了建筑软弱地基的特点,详细地介绍了建筑软弱地基的几种处理方法,包括高压旋喷桩复合地基、CFG桩复合地基、灰土桩复合地基、土工合成材料加固地基及强夯法等,以帮助工程设计人员合理选择地基处理方法。
关键词：软弱地基,处理方法,承载力,特点
1 建筑软弱地基的特点
软弱土通常包括淤泥质土、泥炭、呈软塑与流塑状态的粉土和粉质黏土、松散的粉细砂等天然土层,以及初始回填时未经夯实的或者以含有大量腐殖质土料回填的杂填土。这类土的工程性质为压缩性高、强度低,通常很难满足地基承载力和变形要求。由软土的工程性质决定了建筑软弱地基的性质必定是承载力低、变形大。除了一部分小型工程不需对地基处理外,一般的建筑工程都需对软弱地基进行处理,以满足工程对地基承载力和变形的要求。
2 建筑软弱地基的几种处理方法
2.1 高压旋喷桩复合地基
1)主要技术特点:高压旋喷桩是用钻机钻孔至需加固深度后,将喷射管插入地层预定的深度,用高压泵将水泥浆液从喷射管射出,使土体结构破坏并与水泥浆液混合。胶结硬化后形成强度大、压缩性小、不透水的固结体,达到加固目的。高压旋喷法可以提高地基承载力,减少建筑物沉降,加固持力层或软弱下卧层;可以用于整治已有建筑物沉降和不均匀沉降的托换工程。
2)承载力计算:旋喷桩复合地基承载力标准值可通过复合地基现场载荷试验确定,可通过以下公式计算得到:
其中,fsp,k为地基承载力特征值,kPa;m为面积置换差;Ra为单桩竖向承载力特征值,kN;Ap为桩的截面积,m2;β为桩间土承载力折减系数,可根据试验或类似土质条件工程经验确定,当无试验资料或经验时,可取0～0.5,承载力较低时取低值;当桩端土未以修正的承载力特征值不大于桩周土的承载力特征值平均值时,可取0.5～0.9,差值大时或设置褥垫层时均取高值;fs,k为处理后桩间土承载力特征值,kPa,宜按当地经验取值,如无经验时,可取天然地基承载力特征值。
2.2CFG桩复合地基
1)主要技术特点:
水泥粉煤灰碎石桩简称CFG桩,是在碎石桩基础上加进一些砂、粉煤灰和少量水泥,加水拌和制成的一种具有一定粘结强度的桩,是近十年来新开发的一种地基处理技术,已在全国20多个省市推广应用,从多层建筑到30多层的高层建筑,从民用建筑到工业厂房均可使用,取得了显著的经济效益和社会效益。CFG桩施工工艺简单,与振冲碎石桩相比,无场地污染,振动影响小,施工所用材料少,便于就地取材。
2)承载力计算:
CFG桩复合地基承载力特征值,应通过现场复合地基载荷试验确定,初步设计时也可按式(1)估算。其中,桩间土承载力折减系数β宜按地区经验取值,如无经验时可取0.75～0.95,天然地基承载力较高时取大值。
2.3 灰土桩复合地基
1)灰土桩复合地基是加固地下水位以上湿陷性黄土、素填土、杂填土等软弱土地基的一种方法,其成孔方法一般有沉拔管法、爆扩法、冲击法和人工挖孔法等。施工流程为成孔后将配合好的灰土料灌入孔内,然后分层锤击夯实。在成桩振捣过程中,灰土桩体周围的土体依次被横向挤密,从而达到消除地基土湿陷性的目的。
2)灰土桩复合地基的施工。灰土桩成孔方法一般为沉管法、爆扩法及冲击法,该工程采用洛阳铲人工成孔内填3∶7灰土夯实的方法。处理的主要目的不仅仅是通过挤密消除湿陷性,更多的是为了增强地基的承载力。用灰土把部分原土置换出来形成复合地基以达到提高原有地基承载力的目的。
3)处理范围及深度。该工程灰土桩是以提高地基容许承载力为主要目的,处理厚度按下式计算:
Pz+Pcz≤fz。
式中:Pz——处理层底面处的附加压力,kPa;
Pcz——处理层底面处土及灰土桩自重压力,kPa;
fz——处理层底面下修正后的地基容许承载力,kPa。
2.4 土工合成材料加固地基
土工合成材料具有特有的工程性质,利用其较高的抗拉强度性质、良好的透水水理性质和耐久性,将具有一定风度和抗拉力的土工合成材料铺设在软土地基表面,再在其上填筑一定厚度的砂垫层(砂土或砾石土),在荷载的作用下产生地基沉降,同时在其周边地基产生拉应力;而作用于土工合成材料与地基土间抗剪阻力就能相对地约束地基的位移;并且作用在土工合成材料上的拉力,也能起到支承荷载的作用。
另外,土工合成材料具有较高的延伸率,从而可使上部荷载应力扩散,相应提高原地基的承载力。
土工合成材料加筋处理后,复合地基的极限承载力公式可表达为:
Pu=α×c×Nc×B+2×p×sinθ+β×p×B×Nq/r。
式中:α,β——基础形状系数,一般取α=1.0,β=0.5;
c——土的内聚力,kPa;
Nc,Nq——与内摩擦角有关的承载力系数,一般Nc=5.3,Nq=1.4;
p——土工合成材料的抗拉强度,取20 kN/m～50 kN/m;
θ——基础边缘与土工合成材料的倾斜角;
B——基础底宽,m;
r——地基变形当量半径,软土层厚度的1/2,一般取3.0 m,不得大于5.0 m。
实际上,第一项为地基本身的极限承载力,后两项为由于铺设土工合成材料而提高的地基承载力,由于地基沉降使土工材料发生变形而承受拉力的效果。土工合成材料作为基础理论底面的垫层,不仅提高地基承载力和增加地基稳定,还要减少基础底部的差异沉降。一般情况下土工合成材料与砂垫层联合使用,建筑物荷载通过垫层传递到软土地基中,它既是软土地基固结时的排水层,又相当于建筑物结构的柔性基础,减少使地基变形的不均匀性。
2.5 强夯法
1)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,它通过一般8 t～30 t的重锤(最重可达200 t)和8 m～20 m的落距(最高可达40 m),对地基土施加很大的冲击能,一般能量为500 kN·m～800 kN·m。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。
2)有效加固深度。有效加固深度既是选择地基处理方法的重要依据,又是反映处理效果的重要参数。一般可按下式估算有效加固深度:
式中:H——有效加固深度,m;
M——夯锤重,t;
h——落距,m;
α——系数,须根据所处理地基土的性质而定,对软土可取0.5,对黄土可取0.34～0.5。
3)夯锤和落距。夯锤的平面一般有圆形和方形等形状,其中有气孔式和封闭式两种。实践证明,圆形和带有气孔的锤较好,夯锤中宜设置若干个上下贯通的气孔,孔径要取250 mm～300 mm。锤底面积宜按土的性质确定,锤底静压力值可取25 kPa～40 kPa,对细颗粒土锤底静压力宜取较小值。一般锤底面积为2 m2～4 m2;对一般第四纪黏性土建议用3 m2～4 m2;对于淤泥质土建议采用4 m2～6 m2;对于黄土建议采用4.5 m2～5.5 m2。同时应控制夯锤的高宽比,以防止产生偏锤现象,如黄土,高宽比可采用1∶2.5～1∶2.8。国内通常采用的落距是8 m～25 m。
3 结语
建筑软弱地基经人工合理的处理后,不仅能满足地基承载力要求,减小建筑物的沉降量,与采用桩基础相比还有造价低廉、大幅度节省投资、强度高、工艺简单、施工工期也较短的优点。大量的工程实例表明,只要在认真分析工程地质条件的基础上采用合理的地基处理方式,是完全能满足工程需要的。
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软弱地基加固处理 篇2
工程往往因地基勘察或结构设计失误、施工中地基处理或桩基质量失控、盲目施工等原因导致荷载超出地基基础或结构本身的承受能力，从而产生严重的安全隐患甚至发生事故。本文所要介绍的是塔吊基础未经桩基施工，而将塔吊直接安装在钢筋混凝土基础平台，从而导致塔吊垂直度出现异常的`加固处理方法。
一、塔吊倾斜的原因分析
太仓港区海关监管大楼，是一座主楼带裙房的框剪结构，主楼二十层含一层地下室，裙房四层含一层地下室，裙房布置在主楼南、西、北三侧。根据建筑布置及建筑高度，本工程在主楼南侧离入口4米处布置塔吊基础，塔身将穿过裙房楼层，最终顶升高度为95米。由于之前已考虑到塔吊基础的下卧地基为淤泥质土(设计承载力为50KPA)，故将承台扩大到5米×5米×1.4米，承台中间再增设一道φ20@200钢筋，埋深3.4米，其下还打入5米的松木桩。根据计算，承台本身的承载力和抗剪力完全符合塔吊本身使用要求，但忽略了地基承载能力，故在安装7节塔吊节并使用近一个月后，其垂直度向南偏7.5厘米，向东偏6.8厘米，超过了规范要求，为此必须进行加固，以清除隐患。
二、加固方案的选用
地基基础的加固应遵循“安全适用，经济合理，技术先进”的原则，同时还应考虑加固时施工的难易程度。常用的方法有扩大基础底面积法，其适用范围为刚性基础或扩展基础。锚杆静压桩法，其适用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土和人工填土等地基土上。树根桩法，一般适用于淤泥质土、非粘土、粉土、砂土及人工填土等地基土上，作为基础加固或基坑边坡稳定加固之用。注浆加固法，一般适用于砂土、粉土、粘土、粘性土和人工填土等地基加固。
本工程塔吊基础下卧地基为软弱地基，属淤泥质土，若要用注浆法，会因为注浆质量难于控制而影响加固效果。同样采用树根法，由于工序多，施工工期将难以预计而影响整个施工进度，故采用扩大基础底面积方法。本工程通过在原基础增设厚80厘米每边宽1米的新基础，将使底面积扩大70%，从而大大降低单位面积地基荷载。在此基础上，通过预留孔处打入锚杆桩。进一步提高基础荷载的抗载能力，从而使塔吊基础得到有效加改善。
三、加固方案实施
1.采用沙包堆载进行塔身纠偏，加载第一天为500千克，而后每天递增250千克，直至2吨为止，并按监测数据进行调整。
2.在原塔吊基础四周，挖宽1.2米深与原基础垫层同标高的基槽。浇垫层和砖胎模，使基槽净宽达1米，当遇到工程桩承台时，留100毫米间距即可，并将原砼接触面凿毛并洗刷干净。
3.钻两排植筋孔，深度大于15d，排距200毫米，上下孔位要确保钢筋保护层厚度。为增加结合部位抗剪效果，在新基础侧面中间再均布二道长15d深植筋孔。
4.待孔内尘土用高压气冲净后，孔壁均匀涂抹一层胶液，并将与原基础钢筋同规格的φ20螺钢粘上专用胶进行植筋。上下二排分布筋预留长近1000毫米，中间二排预留长为15d.当抗拔试验合格后，再绑扎双层双向φ20@150的配筋。
5.安装桩基预埋螺栓M25×400，立锚杆桩预留孔模板。预留孔模板上口每边净宽300毫米，下口每边净宽450毫米，为拆模方便，每块模板中间锯开，在立模时用钉子钉牢。预留孔共计8只，其布置尽量使受力均衡。
6.浇C30砼。坍落度控制在120±20毫米，振捣时注意保护预留孔模板。砼面至少二次抹面，待12h或1.2Mpa后拆模并养护。
7.砼强度达到设计值75%以上后，再安装锚杆桩机，并固定机身。
8.压入第一节锚杆桩，焊接接桩，再压入第二节锚杆桩，依次类推，直至入桩长度和承载力符合设计要求。
9.压桩完毕后，压桩孔内用C30微膨胀早强砼浇筑密实，封桩孔再用2φ16钢筋交叉焊于锚杆上，并在桩孔顶面以上浇150毫米的桩帽。
四、施工要点
1.必须先进行纠偏，纠偏可采用沙包堆载，重量应逐渐加大。
2.基础新旧砼结合面是基础抗剪的薄弱部位，为使此部位砼结合良好，必须对旧砼面进行凿毛处理，同时剔除松动石子并冲洗干净。砼浇筑时，此处捣浇必须密实。
3.植筋质量是确保钢筋骨架整体受力的关键，由于采用常规植筋方式往往造成抗拔力不足，为此待钢筋穿过后应再用胶枪高压注入，来确保胶液饱满密实。
4.在锚杆桩施工时，必须严格控制压桩力不得大于该加固部位的结构自重，同时做到压桩次序对称进行，入时速度缓慢匀速，一次成桩减少中途停歇时间，若通过四角沉降观察发现有异常，应加大自重荷载，调整施工方案。
浅谈软弱地基处理方法 篇3
【关键词】软土地基；地基处理；最佳方案
工程实例:
1.工程概况及初步分析
某地区建筑场地拟建二层框架结构房屋，建筑平面，室外标高为8.4m（±0.000），根据地质资料，现有场地标高为1.64m，需填土6.76m，土层依次如下：第一层为素填土，厚度0.5m；第二层为淤泥，厚度为11.4m，为高压缩性土，压缩模量Es=1.73MPa，固结系数Ch=Cv=1.0x10-3cm2/s；第三層为粉质黏土夹碎石,厚度为4.6m，为中压缩性土，压缩模量Es=4.96MPa；第四层为淤泥质黏土，厚度为2.5m，压缩模量Es=1.85MPa；第五层为粉质黏土，厚度为5.4m，压缩模量Es=4.3MPa；第六层为淤泥质黏土，厚度为3.2m，压缩模量Es=1.85MPa；第七层为粗角砾土，厚度为2.2m，压缩模量Es=10MPa；第八层为粉质黏土，厚度为12.9m，压缩模量Es=4.8MPa。
按《建筑地基基础设计规范》，对于高压缩性土地基，框架结构相邻柱基沉降差为0.003L（L为相邻柱距），经过初步估算，柱底内力标准值分别约为600KN和1000KN，柱距6米，容许的沉降差为18mm。
在施工主体结构基础前期，由于场地需要回填土而且较厚，在回填施工时期，回填土属于外加荷载，此时按荷载考虑计算场地的沉降，总沉降量达到1316.34mm。各层沉降量为：第一层淤泥沉降量为946.9mm，占总沉降量的71.9%；第二层淤泥沉降量为131.6mm，占总沉降量的10.0%；第三层淤泥沉降量为189.4mm，占总沉降量的14.4%；第四层淤泥沉降量为48.4mm，占总沉降量的3.7%。此过程为固结排水沉降过程，随时间的发展场地土趋于稳定。在沉降基本完成时，进行主体结构基础施工，此时场地土体性质发生变化，此时各层土的承载力和压缩模量均会有所增加，假设均比原来土体增加1.1倍。此时按回填土承载力特征值fak=100Kpa，估算C轴交5轴及6轴柱基础A、B大小，分别为2m×3m和4.0m×4.0m，柱基A总沉降量为55.24mm，占回填土沉降量的4.2%，柱基B总沉降量为71.34mm，占回填土沉降量的5.4%，沉降差16.1mm，小于规范容许值18mm。从以上分析可以看出，在未进行任何地基处理的情况下，前期沉降占绝大部分，而后期采用独立扩展基础已能满足承载力且无软弱下卧层和变形要求。因此，地基处理的重点在于加速固结排水过程，减少回填土引起的沉降。
2.地基处理措施
选择合适的处理措施：
目前，软土地基处理的方法有换填法、预压法、强夯法和强夯置换法、砂石桩法、水泥土搅拌法、高压旋喷桩法、桩基法及其他地基处理法。 换填垫层法是挖除软弱地基土，采用砂石、粉质粘土、灰土、粉煤灰、矿渣等材料进行换填作为垫层的一种地基处理方法，通过换填软弱地基土的变形变成垫层地基的变形，因此能够减少地基的沉降。本工程软弱地基土层埋深0.5m，层厚11.4m，首先需要挖除9725.9m3，回填土需要9725.9m3。可见挖土及回填方量相当大，从经济上考虑该方法不适用于该工程软弱地基处理。
堆载预压法是解决淤泥软粘土地基沉降和稳定问题有效措施，堆载预压分塑料排水带活砂井地基堆载预压和天然地基堆载预压。通常，当软土层厚度小于4.0m时，可采用天然地基堆载预压法处理，当软土层厚度超过4.0m时，为加速预压过程，应采用塑料排水带、砂井等竖井排水预压法处理地基。本工程淤泥层厚度为11.4m，适合用排水预压法。
强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基，而强夯置换法适用于高饱和度的粉土与软塑~流塑的粘性土等地基上对变形控制要求不严的工程。此两种方法都采用夯击的方法进行地基加固，因此都有一定的加固深度，本工程软弱土层为淤泥层，该土性质不适用夯击方法加固，而且土层深度较深。
砂石桩法适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土等地基，本工程软弱土层为欠固结土层，在回填土回填至设计标高时，土层在附加应力作用下进行排水固结，土层压缩，因此不适用。
水泥搅拌法分为深层搅拌法和粉体喷搅法，水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。当地基土的天然含水量小于30%、大于70%或地下水的PH值小于4时不宜采用干法。
综上本工程合适的地基处理方法可选用堆载预压法。
3.重点介绍最佳处理方法
排水板堆载预压法：
排水板预压法由排水系统和加压系统两部分组合而成。排水系统是在地基中设置排水体，利用地层本身的透水性由排水体集中排水的结构体系，根据排水体的不同可分为砂井排水和塑料排水带排水两种。下面介绍效益较高塑料排水板处理淤泥软基方法，插入软基排水板，当填筑基础及上部建筑物时，荷载作用软基，地下水由于受挤压和毛细作用沿塑料排水板上升至砂垫层内，由砂层向两侧排出，从而提高基底承载力，塑料排水板要在砂垫层完成后施工，由测量人员测量出需处理范围，标出每根排水板具体位置，插板机对中调平，把排水板在钻头安放好，开动打桩机锤打钻杆，将地面上塑料排水板截断，并留有一定富余长度，在塑料排水板四周填砂后即完成本工程施工。目前，塑料排水板有以下规格、型号，SPB-A型-宽度100mm，厚度3.5mm，可打入软基15m；SPB-B型-宽度100mm，厚度4.0mm，可打入软基25m；SPB-C型-宽度100mm，厚度4.5mm，可打入软基35m。本工程适合采用SPB-B型，塑料排水板按等边三角形排列，间距取1.0m，主要受压层淤泥层层厚11.4m，塑料排水打穿受压土层，深度取H=11.4m。加载过程按图3所示进行加载，图4为固结度Ut与t之间的关系。
塑料排水板堆载预压法在加载70天时，固结度U70=0.74；在加载800天时，固结度U80=0.81；在加载100天时，固结度U100=0.90；在加载120天时，固结度U120=0.95。在固结度U100到达0.90时，可以认为符合设计要求，此时沉降已经大部分完成。该处理方法成本估算，需使用SPB-B型塑料排水板27600m。
4.结束语
地基处理措施应该根据工程场地软土地基的土的性质采用合适的处理方案，可以到达良好的处理效果和经济效果，以上的分析结果是基于规范的理论分析方法，实际处理后的地基处理效果应经过现场的试验和检测，得到相关的数据后判断是否能到达设计要求后，才能够用于工程之中。
软弱地基加固处理 篇4
经济的进步和人口的增长, 促进了建筑工程的快速发展, 近些年来, 建筑工程建设的数量和规模逐渐提高。然而建筑工程的质量问题一直是全社会密切关注的问题, 它关系到人们生产和生活的安全及质量, 如果建筑工程质量出现问题必定造成非常严重的后果, 不仅对人们的生命财产安全造成了极大的威胁, 更对社会和经济的进步产生了巨大的阻碍。此时, 建筑工程技术的创新和发展就成为了必须解决的问题。在建筑工程施工中, 经常会存在种种的客观原因, 会对施工的效率及工程结构的质量造成影响, 就需要对其进行处理, 以保障工程建设的顺利进行。其处理过程对施工技术及施工人员的专业素质要求较高, 因为在处理施工中, 可能会出现因技术大步表或是操作失误等原因而导致对软弱地基处理不当的问题。
2 软弱地基常出现的问题
软弱地基施工需要对这种施工环境进行适当的处理, 保证建筑施工的顺利进行, 软弱地基的处理技术的实施效果与建筑结构的质量息息相关, 不能妥善处理好软弱地基对建筑施工的影响, 可能造成建筑工程出现严重的质量问题, 但在其处理过程中, 往往会由于种种原因造成处理不全面, 处理不当会对其上面的建筑工程的质量和使用寿命造成巨大的影响。
2.1 处理不当造成的塌陷问题
建筑工程是一个整体的工程建筑, 需要下层的结构对上层机构起到支撑的作用, 无论是路桥建筑的建设还是房屋建筑的建设, 都对地基的抗压能力有较高的要求。软弱地基主要是有较软的土质构成, 其承重能力相对较弱, 在软弱地基上进行建筑施工, 由于建筑材料和建筑结构的重量, 会对地基产生相当巨大的压力, 较为坚实的地基经过简单处理就能够承受这种压力, 软弱地基却不能。对软弱地基进行处理的过程中, 如果处理不当, 不能为其提高称重能力, 或承重能力提升高度不足, 就可能导致地基塌陷, 造成建筑倾斜, 进而使建筑墙体裂缝甚至倒塌。
2.2 处理不当造成受力不均问题
软弱地基处理不当还存在另外一种情况, 就是对软弱地基承受力提升不均匀, 主要形式是在对地基进行处理之后, 部分地基达到了建筑施工要求承重的标准, 剩余部分仍未达到受理标准, 就会出现建筑工程出现问题, 尤其是在路桥的建设中表现更为明显。路桥的建筑工程跨越长度较大, 由于地基处理不当, 会导致路桥出现分段陷落的情况, 承受力不足的区域出现塌陷, 而承重能力达标的区域非常正常, 造成道路波浪式起伏。这种问题对路桥的应用和使用寿命影响极大, 对社会的发展和人们出行的安全产生了极大的威胁, 需要施工单位的足够重视。
3 软土地基常用处理方法
软弱地基施工的处理, 就是这种情况, 软弱地基指的是由于土质具有高压缩性而产生的, 其主要是淤泥或淤泥土质以及冲填土等形式的地基土质, 这是由于其有较高的压缩性, 在其上进行建筑工程的建设是非常不利的, 对其进行处理也是必要的。为房主处理措施不当导致地基存在问题而影响建筑工程质量, 应依据科学的标准, 并根据施工的实际情况进行妥善处理。
3.1 换填垫层法
地表软弱为饱和淤泥质黏土, 一般在开挖后, 用碎石、矿淹等具有较好透水性的材料进行换填, 分层填筑采用风积砂填筑。风积砂属于低粘性土, 稳定性较高, 且具有良好的透水性, 即使遇水沉陷景也小, 但是在水分饱和的情况下, 极易变成流动的状态而失去承载力, 天然砂砾能够有效的弥补上述的不足。
3.2 高压喷射注浆法
高压喷射注浆法是在化学注浆技术的基础上。与高压射流切割技术相结合发展起来的, 其实质就是利用钻机钻到颅定的深度后, 通过钻杆将水泥浆液高压喷出, 以喷射流切割搅动土体, 同时一面旋转钻杆一面提升。使十粒与水泥浆凝固形成水泥土固结体, 从而增强地基的稳固性和防水件能。
3.3 复合地基处理法
这种方法丰芟包括粉喷桩、旋喷桩以及碎石桩等。但是对软地基处理的成本较高, 尤其是对软土层厚的高填士路堤。比如说采用粉喷桩处理方法, 软土层的厚度在10.0m以上, 填土设计标岛在80m以上的路堤, 粉喷桩之间的距离取1.0m, 喷粉量为50k/m, 其平均单价是压密注浆的3倍左右:采用旋喷桩的处理方法的成本更高, 平均单价是压密注浆的4倍左右。另外。采用复合地基处理方法中成桩的质最也很难得到保证, 理论上来讲。成据的有效长度能够达到25m。甚革是更高, 但是在实际的施工中反映, 粉喷桩的长度过长, 其质犀就难以保证, 并且喷粉量不足、搅拌不均匀、胶接不好等问题也普遍存在。在施工条件良好的情况下, 复合地幕处理方法也有其自身的优势, 比如说存结构反开挖的的过程中, 能够起到较好的支护作用, 并凡能够有效的减少施工后的沉降。
3.4 压密注浆碎石桩处理方法
这种技术足根据现场的实际情况, 并通过准确的计算、分析和证明所采用的一种全新的软土地基处理方法, 压密注浆碎石技术利用由固场地的桩位成孔、投碎石, 然后通过桩中的碎石状体进行沣浆, 等到水泥浆液逐步凝同后, 通过颓埋的注浆管向碎石状体以及刷尉的十体进行高压注浆, 提高桩体与周围土体的密实度, 这样也就形成了以注浆碎行桩、桩阃土以及改性的桩周土体形成的复含地摹。这种地基存使用的过程中不仅能够保证公路的安全, 同时也不会对原有的路堤造成破坏。
4 施工时的注意事项和施工要点
砂垫层的承载力由砂的级配及施工质量来决定, 砂垫层以中粗砂为好。施工中要做到适当加水, 分层压实。平振、插振、夯实、辗压和水撼法, 是常被采用的压实方法。制作砂石垫层也是必不可少的步骤, 即在砂垫层中掺入一定数量的碎石和卵石, 其中, 石子最大粒径应控制在5cm以下, 并均匀搅拌砂石。在挖基坑铺设砂垫层的过程中, 一定要避免扰动土层表面, 不能破坏坑底土的结构, 因此, 基坑开挖后应立即回填, 不能暴露过久或浸水, 更不得任意践踏坑底, 在地下水位以下施工时, 应采取排水或降低地下水位的措施, 使基坑保持无积水状态, 在淤泥质粘土等软弱的基坑表层上铺抗拉强度较高的合成纤维布或竹筋等, 再在上面填砂或石, 可以增加地基的强度和防止地基的侧向移动。
结束语
建筑行业的发展是社会发展的必然趋势, 也是经济进步的前提条件, 它确保了人们生活质量的提升, 软弱地基处理技术实施问题可能会造成建筑质量, 给人们的生产和生活造成严重的损失。通过研究可以看出, 软弱地基处理中存在的问题, 其影响因素是多方面的, 对应的解决对策也是多种的, 面对不同种类的问题, 采取哪种方式进行合理解决, 是施工人员需要关注的问题。
参考文献
某工程软弱地基的处理 篇5
在软弱地基的处理理上，采用适当方法十分重要，方法不当会造成经济上的浪费，希望本文通过对具体工程地基处理的论述，对同行能起到抛砖引玉的作用。
工程概况: 某养老院位于水运繁忙的白泥河西岸，占地总面积为41000㎡，该工程包括建六栋二层地病区楼、一栋4层的办公楼、两栋3层的值班宿舍、一栋二层的职工饭堂及病人厨房、洗衣房、配电房、车库、仓库等辅助用房。
设计单位布置堪察钻孔59个，其中控制性钻孔（技术孔）11个，一般性钻孔（鉴别孔）48个。
工程地貌及环境
场地西北面为广和公路，东面为白泥河，水、路交通十分便利。地貌类型为珠江三角洲冲积平原，场地原为六块低洼鱼塘，经人工与机械吹填砂平整，地形较为平坦，地面相对标高为5.28～8.05M。第四系覆盖层厚度17.20～20.15M，由人工填土层，海相沉积地淤泥、淤泥质土层、淤泥质砂层，以及河流相冲积粘性土层、冲积砂层及残积层组成，下伏基岩为石碳系生物碎屑沉积石灰岩组成。
岩土的分布及性质：
据钻孔揭露，按成因类型及岩性，岩土层由上至下可划分为：
1、人工填土层主要为吹填砂组成，局部为杂填土或素填土，吹填砂土的组成物主要为细砂，含少量的粘性土，呈浅黄色、很湿、松散状；杂填土或素填土则在鱼塘道路中，据钻探揭露，混杂有建筑垃圾和生活垃圾，硬质物含量约占10％～25％，稍经压实，局部松散状。本层平均厚度为2.54M，承载力特征值60KPA。
2、海相沉积，据钻探显示，海相沉积有3个亚层，1）海相沉积淤泥层，本层场区内均有分布，呈灰色，组成物主要为粘粒，富含有机质及腐植质，局部含少量粉细砂及贝壳碎片，饱和，呈流塑状，局部软塑，层厚3.3～9.70M，承载力特征值50KPA;2）淤泥质粗砂层，本层主要由淤泥质粗砂组成，呈灰～灰黑色、深灰色，含粘粒及有机质，饱和，松散状，承载力特征值50KPA；
3）淤泥质土层，本层主要由粘粒组成，含及有机质及腐植质，饱和，呈软塑状，承载力特征值60KPA；顶面埋深7.40～12.30M，层厚0.60～4.00M，本层顶面标高-6.15～-1.34m。
3、河流冲积层，钻探资料将其分为4个亚层：1）冲积粘性土层，主要由粘土、粉质粘土组成，呈可塑状，粘性较好，局部有砂；本层顶面标高-1.30～-3.60M，顶面埋深7.8～10.40M，层厚1.3～2.70M，平均厚度2.17M；承载力特征值90KPA。2）冲积粉砂层，呈灰黄色，饱和，松散状；本层顶面标高-10.65～-2.93M，顶面埋深9.00～16.80M，层厚0.45～3.10，平均层厚1.45M，承载力特征值80KPA。3）冲积中砂或砾砂层，主要由中砂组成，局部含砾砂，呈灰白～浅黄等色；本层顶面标高-10.70～-2.65M，顶面埋深10.20～16.80M，层厚0.70～14.70M，平均层厚4.54M，承载力特征值145KPA。4）冲积粉质粘土，主要由粘土、粉质粘土或砂质粘土组成；呈可塑状，局部有砂感；本层顶面标高-13.81～-6.15M，顶面埋深13.00～21.00M，层厚1.40～20.00M，平均层厚6.64M；承载力特征值160KPA。
4、残积层由粉质粘土组成，呈浅黄色，稍湿，一般上部可塑，下部软塑，为石灰岩风化残积土；本层顶面标高-31.26～-6.58M，顶面埋深12.80～37.50M，层厚0.60～8.10M，平均层厚2.25M；承载力特征值120KPA。
5、石炭系生物碎屑石灰岩层，微风化石灰岩，呈灰～深灰色，微晶结构，块状构造。有三个钻孔揭露有溶洞，洞高0.80~8.70M,其顶面标高为-15.82~-12.94M；本层顶面标高-32.61～-9.76M，顶面埋深15.70～38.85M，层厚1.00～5.40M；承载力特征值FRK=88.90MAP。
根据场地的地质情况及周边已建的病区基础使用情况，本场地宜用地基础形式：
1、预应力混凝土管桩基础；
地基基础缺陷处理及地基加固 篇6
[摘要] 地基稳固是保证建筑物安全的基础和前提，本文结合实际，详细阐述了地基基础缺陷处理的一般原则、处理措施，对地基基础缺陷处理及加固有一定借鉴作用。
[关键词] 地基；缺陷处理；加固
强夯法常用来加固砂土、粘性土、杂细土等各类地基，可提高地基的强度并降低其压缩性，并改善其抗振动液化能力和消除土的湿陷性。在雨水充沛的广东地区1个新建500KV变电站的地基加固中，采用强夯法来加固新回填粘土的地基，尚属首次。由于用强夯法加固新回填粘土地基，其加固效果存在一些质量缺陷。在进行了原因分析后，结合工程的实际情况，提出了切实可行的处理方法。
地基基础缺陷的处理应综合考虑下列因素：一、地基基础缺陷的种类及其对建筑物使用、安全、耐久性等方面的影响；二、上部结构的整体性、安全度、使用要求等具体情况对地基基础变形的适应性；三、地基基础变形、结构变形的数值，发展速度和趋势；四、地基基础缺陷和加固上部结构的可能性和经济性。
地基基础处理的措施有：对上部结构进行维护；对上部结构进行加固或减荷，基础加固、地基加固。上述几种措施有时不单独采用，有时需多种措施综合采用。这些措施的选择，往往需要对上部结构和地基基础作全面的考虑，提出不同的方案，进行经济和技术上的比较，从而选择合理的方案。必要时还应对缺陷形成的原因及现实，从使用和维护上采取相应的防范措施。
地基基础缺陷处理的一般原则如下：当地基基础的变形已经趋于稳定时，一般可不作地基或基础的加固。当地基不均匀沉降尚未趋于稳定时，一般考虑“等待沉降稳定”、“加速沉降稳定”和“制止沉降”三种方法处理。
等待沉降稳定的目的是不对地基基础进行处理，而仅对上部结构进行修补，从而减少地基处理费用，并避免上部结构的再度处理造成浪费。
加速地基沉降的目的和适用条件基本上与等待地基沉降稳定的方法相同，但可以缩短消极等待沉降稳定所需的时间。一般适用于独立基础下的地基处理，具体做法是临时的增加载荷，人为的有控制的进行地基浸水等。
制止沉降的目的是终止地基和上部结构的发展。具体做法是上部结构减荷或加固，基础加大底面积，地基加固等。这些措施的单独采用或综合采用应根据有关措施的适用条件并做经济比较后予以选定。
采用减少上部荷重的措施时，应考虑生产和使用条件的具体要求，并通过地基强度、地基变形的验算确定减荷的具体数据。在地基强度破坏丧失稳定以及上部结构严重损坏威胁安全的情况下，减荷亦可作为紧急情况下的安全措施后加固施工期间的安全措施。
上部结构加固是当上部结构安全度不足时采取的必要措施。而在地基基础加固比较困难时，亦可考虑用上部结构加固替代或配合地基基础的加固。其具体方法有增设圈梁等措施。
基础扩大底面积的加固，适用于地基承载力不足等情况。增大底面积应由地基强度验算确定。当地基强度满足要求而缺陷仅仅表现为不均匀沉降，变形过大时，采用增大基础底面积的加固，主要由地基变形计算来加以确定。
在建筑结构修缮中，地基加固常用的方法有；分批分段更换病弱地基土、加桩加固、用挖钻孔灌桩加固、压力灌浆加固(包括硅化法加固地基)等。地基加固方法的选定应充分了解地基范围内的地质情况。地基加固工作是在建筑物存在情况下进行的，因而施工比较困难。它既应保护地基的加固质量，收到极地加固的效果，又应采取措施保证上部结构的安全。
更换地基和震动打桩加固都可能引起地基附加沉降，上部结构变形会有新发展。采用此类方法应对生产附加地基沉降有所估计，必要时采取相应措施，挖钻孔灌桩，压力灌浆加固地基不使用权地基避免受到附加影响，但施工也比较复杂。地基加固后应做必要的质量检查，如贯入度实验等。加固前加固后都应作好沉降的观测记录工作。
更换病变的地基是基础加固中比较直观的一种。它适宜病变地基土层分布较浅，厚度较小的情况下采用。这种方法加固可导致地基的进一步沉降和破坏。因此加固施工的组织应视具体情况分期分段逐步进行。挖除软弱土层后常用砼、砖砌体或碎石夯实等材料加以填充。
打桩加固地基的设计原理有的是在打桩时使周围土壤加密，有的是用桩承重，也有两者同时采用的。被打入的桩可为木桩、钢管桩、钢筋砼桩等。在加固量较大时宜将桩拔出重复使用，而在桩孔内填实粗砂、砼、石灰等材料。
挖钻孔桩加固地基的原理相似于打桩加固地基。挖孔桩的典型方法是石灰灌桩，它用挖孔代替了打桩拔桩成孔，用生石灰吸水膨胀的原理是周围土加密。生石灰熟化吸水也不降低地基的含水量，该方法适用于加固湿陷性黄土地基及含水率较高的软弱地基。
压力灌浆加固地基是将某种液体灌入地基基础中，填塞孔洞，缝隙，胶结土壤颗粒，从而达到减少增大强度的目的。压力灌浆加固地基基础的具体方法很多，应用十分广泛。其中硅化法加固已有建筑物的地基效果很好，但费用较高，一般仅用于重要部位的加固，其原理是将硅酸钠等溶液压入到地基中，发生化学反应，产生硅胶，将土的颗粒胶结起来，从而增大地基的强度，减少其压缩性和透水性。硅化适用于粉质土和有一定渗透系数的粘质土。视土纸渗透性的大小可选用三种方法：一、压力双液硅化法；二、电动双液硅化法；三、压力单液硅化法。压力双硅化法是将水玻璃与氯化钙轮流压入土中，适用渗透系数为0.1—80米/昼夜以下的各类土加固。压力单液硅化法是将水玻璃压入土中，适用渗透系数为0.2—2.0米/昼夜的地下水位以下的湿陷性黄土和粉沙土加固。硅化法不适用于为沥青、油脂、石油化合物所浸透的土壤以及PH值大于0.9的土壤。施工前须作出硅化加固的施工组织设计，其内容包括：注液管及电相管的布置和打入深度、化学溶液浓度和用量、注液方法、灌注速度以及硅化后的加固效果的估计等，必要时硅化设计前应先做实验。
参考文献：
[1] 叶观宝．地基加固新技术（第一、二版）[M]． 北京： 机械工业出版社，1998
软弱地基加固处理 篇7
当地基持力层的承载力满足不了建筑物的要求, 而软弱土层的厚度又不是很大时, 可将基础底面以下一定范围的软弱土层部分全部挖去, 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) 或其它性能稳定、无侵蚀性的材料, 并压 (夯、振) 实至要求的密实度, 即为换填法。砂石垫层实际上是换填法的一种, 是现实施工中常用的换填方法, 应用范围广泛, 尤其在住宅施工中的地基换填及道路路基换填, 它具有施工简易、工期短、造价低等优点。
2 砂石垫层的适用范围和主要作用
2.1 砂石垫层的适用范围
砂石 (砂砾、砂卵石) 垫层主要适用于中小型建筑工程的浜、塘、沟等的局部处理;适用于一般饱和、非饱和的软弱土和水下黄土地基处理;不宜用于地下水位较高, 且地下水流速快、流量大的地基处理;不宜用于大面积堆载、密集基础和动力基础的软土地基处理。
对于房屋建筑工程, 此法适用于3 m内的软弱、透水性强的粘性土层处理;垫层厚度一般在0.5 m～2.5 m之间为宜, 若超过3 m, 则费工费料, 施工难度也较大, 经济费用高;若小于0.5 m, 则不起作用。
2.2 砂石垫层对于地基处理的主要作用
(1) 提高基础底面以下地基浅层的承载力。
地基中的剪切破坏是从基础底面下边角处开始, 随基底压力的增大而逐渐向纵深发展的, 因此当基底面以下浅层范围内可能被剪切破坏的软弱土置换为强度较大的垫层材料置换后, 可以提高地基承载能力;
(2) 减少沉降量。
一般情况, 基础下浅层的沉降量在总沉降量中所占比例较大。由于土体侧向变形引起的沉降, 理论上也是浅层部分占的比例较大。以垫层材料代替软弱土层, 可大大减少这部分的沉降量;
(3) 加速地基的排水固结。
用砂石作为垫层材料, 由于其透水层大, 在地基受压后便是良好的排水面, 可使基础下面的空隙水压力迅速消散, 避免地基土的塑性破坏, 且可加速垫层下软弱土层的固结及其强度的提高。
3 砂石垫层设计要点
3.1 垫层厚度的确定
垫层厚度Z应根据需要置换软弱土的深度或下卧土层的承载力确定 (垫层内应力分布见图1) , 并应符合下式要求:
Pz+Pcz
式中:Pz—相应于荷载效应标准组合时, 垫层底面处的附加压力设计值 (kPa) ;
Pcz—垫层底面处土自重压力值 (kPa) ;
faz——经深度修正后垫层底面处的地基承载力特征值 (kPa) ;
Pz可根据基础不同形式按扩散角原理简化计算, 公式如下:
条形基础:undefined
矩形基础:undefined
式中 b——条形基础或矩形基础底面的宽度 (m) ;
l——矩形基础底面的长度 (m) ;
P——基层底面压力 (kPa) ;
Pc——基础底面处土的自重压力值 (kPa) ;
Z——基础底面下垫层的厚度 (m) ;
θ——垫层的压力扩散角;
1-基础;2-砂石垫层;3-回填土
3.2 垫层宽度的确定
垫层的宽度应满足基础底面应力扩散角的要求, 可按公式:b′+b=ztgθ确定, 其中θ为压力扩散角, b为条形基础或矩形基础底面的宽度。底面宽度确定后, 再根据开挖基坑要求的坡度延伸至底面, 即得到砂垫层的设计断面, 并应满足垫层顶面每边超出基础底面不宜小于300 mm。或从垫层底面两侧向上按当地经验要求放坡。大面积整片垫层底面宽度, 常按自然倾斜角控制适当加宽。 (见图2)
1-柱基础;2-砂或砂石垫层;3-回填土;4-设备基础a) 柱基础垫层; b) 设备基础垫层
3.3 砂石垫层沉降量验算
建筑物基础沉降量等于垫层自身的变形量和软弱下卧层的变形量, 总和为s
undefined;undefined
其中:sc为垫层自身变形量;sp压缩层厚度范围内各土层压缩变形之和;a为基底压力扩散系数;δi为第i层土的平均压力系数与基础底到第i层底距离的乘积;ψ为沉降计算经验系数;E1为垫层压缩模量;Esi为软弱下卧层的压缩模量。
4 砂石垫层材料要求和施工要点
4.1 材料要求
在施工中一般采用级配良好的、质地坚硬的石屑、中砂、粗砂、跞砂、圆砂、角砾、卵石、碎石等材料, 其颗粒的不均匀系数undefined≥5;不含有植物残体、垃圾等杂质、且含泥量不应超过5%。为了保证基底土质良好渗透性, 不宜使用含有淤泥杂质的土和砂。通常采用10～40 (mm) 的普通碎石, 施工时, 为防止含尘过多, 可事先冲洗干净后, 再与粗砂混合搅拌均匀使用。
砂石垫层是以置换有可能被剪切破坏的软弱地基土质, 从而提高地基承载能力, 所以它的构造要一定的厚度;同时还应有足够的宽度, 以防止向垫层两侧挤出。
4.2 施工要点
(1) 砂石均需机械拌和均匀后方可分层夯填;
(2) 施工前要统一放置标高及清除基层的杂草浮土, 同时应严禁搅动下卧层及周边土层;
(3) 为防止下雨造成边坡塌方, 施工作业前应在基坑内及四周采取排水措施, 从而确保边坡稳定;
(4) 如基底尚存在较小厚度淤泥质土, 为防止夯实或碾压时冒出泥浆或脱层, 可在施工前往该处抛石挤密, 或将基层压入置换再作底层;
(5) 应分层分级夯铺, 每层铺设厚度应小于300 mm, 如采用大型碾压机械, 其铺设厚度可控制在500 mm以内。
5 砂石垫层施工质量检验
垫层的施工质量检验必须分层进行, 即每夯压完一层, 检验该层的平均压实系数。检验方法常用的有环刀法、贯入法、灌砂法、灌水法、静力试验等。当其干密度或压实系数符合设计要求后, 才能铺填上一层。
垫层施工完毕后, 除检验施工质量外, 还须对地基强度或承载力进行检验, 检验方法可选择贯入试验、静 (动) 力触探、十字板剪切强度和静荷载试验, 检验数量, 对大基坑每50 m2～100 m2不应少于1个检验点或每100 m2不少与2点;对基槽每10 m～20 m不应少于1个点;每单位工程不应少于3点;每一独立基础下至少应有1点。
6 砂石垫层加固处理应用实例
湖南某五层砖混结构住宅楼 (设计等级为丙级) , 采用墙下钢筋混凝土条形基础, 作用与基础顶面荷载为FK=200 KPa, 基础埋深1.3 m, 地基形式为32 m×12 m矩形, 土层分布情况是:第一层为粘性素填土, 厚1.3 m, λ=18 kN/m3;第二层为淤泥质土, 厚10 m, γ=17 kN/m3, fak=80 kPa;第三层为粉土, 厚6 m, γ=19 kN/m3, fak=180 kPa
rG取20 kN/m3, 我们采取换填砂石垫层法使地基承载力达到设计要求 (设砂石垫层fak=150 kPa) 。
1) 确定基础宽度
利用公式:undefined计算基础宽度
其中fa=fak+ηd·rm (d-0.5)
=150+18× (1.3-0.5)
=164.4 kPa
基础宽度:undefined
2) 计算垫层底面宽度b′
设垫层厚度为1.0 m, z/b=0.69>0.50, 查表得θ=30°, tgθ=0.58
则b′=b+ztgθ=1.45+2×1.0×0.58=2.61 m
3) 验算能否满足Pz+Pcz≤faz
基底处土的自重压力Pc=18×1.3=23.4 kPa
所以:垫层底面处的附加压力:
undefinedkPa, 于是
undefinedkPa,
又Pcz=18×1.3+17×1.0=40.4 kPa, 而undefined
Pz+Pcz=78.1+40.4=118.5 kPa>faz=111.6 kPa
故:垫层厚度为1.0 m不能满足下卧层承载力要求。
这样就需要重新假设垫层厚度Z, 再重复以上2) 、3) 步计算, 直到满足下卧层承载力要求, 据此便算得最小垫层厚度Zmin=1.20 m, 对应的垫层宽度b′=2.85 m。为了便于施工, 我们取基础宽度b=1.5m, 垫层宽度b′=3.0 m, 垫层厚度Z=1.20 m。
4) 垫层的几何尺寸确定后, 根据《建筑地基基础设计规范》 (GB50007-2002) 要求, 该住宅楼地基应作变形 (沉降) 计算, 由于本垫层换填材料-砂石为粗粒换填材料, 所以在地基变形计算中, 可忽略垫层自身部分的变形值, 该住宅荷载作用下地基变形即为压缩层厚度范围内各土层压缩变形之和。于是可采用如下公式计算地基变形量:
undefined
其中:s为地基变形量;δi为第i层土的平均压力系数与基础底到第i层底距离的乘积;ψ为沉降计算经验系数;b为基础宽度;Esi为软弱下卧层的压缩模量。
该住宅为砌体结构, 其地基变形特征为基础的局部倾斜, 变形允许值为:局部倾斜=0.002;根据该工程具体荷载情况选取1、2、3、4、5、1′、2′、3′、4′、5′十个点作为沉降计算点。 (详见下图3)
我们把算出的计算点地基沉降值、相邻两计算点地基沉降差、局部倾斜等数据填入表1:
从计算结果可知:该住宅的局部倾斜最大值为0.0009小于局部倾斜允许值0.002, 即地基基础设计满足地基变形要求。
5) 地基基础设计完成后, 我们选用中砂掺和粒径为20 mm～40 mm的普通碎石45%作为垫层铺设材料, 施工前认真检查砂、石等材料质量及砂石拌和均匀程度;施工时垫层铺设材料的含水率严格控制在10%～12%, 垫层分层铺设, 每层铺设厚度为200 mm, 施工过程中及时检查并严格控制份层厚度、压实遍数、压实系数;采用重200 kg的蛙式夯进行夯实, 每层夯压5遍。该工程砂石垫层每层施工完毕后, 对施工质量进行了检验, 检验结果是压实系数均达到设计要求, 整个垫层施工完毕后, 经载荷试验检验, 地基承载力达到210KPa, 满足设计要求, 且在该住宅正常使用两年后进行沉降实测, 其局部倾斜为:0.000 5低于设计的局部倾斜最大值0.000 9, 显然满足规范规定的地基变形要求。实践证明:砂石垫层在该工程软弱地基处理中取得了很好的效果。
7 结束语
总之, 采用砂石垫层进行软土地基处理, 应根据建筑物体型、结构特点、荷载性质和地质条件等综合分析, 严格按国家有关专门规定进行换填材料选择、换填垫层设计 (包括承载力和变形控制) 及精心施工, 这样才能使地基承载力得到较大的提高, 使砂石垫层充分发挥它在工程软弱地基处理中的作用。
摘要：本文详细分析介绍了砂石垫层加固处理建筑工程软弱地基的适用范围、主要作用, 对其加固设计与施工要点及质量检验方法进行了详细阐述;并结合工程应用实例, 对其处理软弱地基效果进行了科学论证和评价。
关键词：砂石垫层,软弱地基,加固处理,设计与施工,质量检验
参考文献
[1]牛志荣主编《地基处理技术及工程应用》北京:中国建材工业出版社, 2004.
[2]林宗元主编《岩土工程治理手册》沈阳:辽宁科学技术出版社, 1993.
[3]《建筑地基基础设计规范》 (GB50007-2002) [S];北京:中国建筑工业出版社, 2002.
[4]叶书麟主编《地基处理工程实例应用手册》北京:中国建筑工业出版社, 1998.
[5]《建筑地基处理技术规范》 (JG J79-2002) 北京:中国建筑工业出版社, 2002.
软弱地基加固处理 篇8
念伦水库是广西上思县重点小(1)型水库,水库主要由1座主坝、3座副坝、1座泄洪闸、1座灌溉放水涵管等建筑物组成。
水库距离县城7 km,集雨面积为48.3 km2,总库容为888 m3,正常蓄水位为198.34 m,设计洪水为100年一遇,相应洪水位为200.22 m,校核洪水为1 000年一遇,相应洪水位为200.80 m。水库设计灌溉面积约为800公顷,历年最大灌溉面积400公顷。施工项目内容包括主坝加固1座、副坝加固3座、排洪道工程、放水设施、上坝公路、管理站工程、机电设备及金结安装工程、金属结构设备及安装工程等。
2 工程地质条件
念伦水库坝址区为黄及黄褐色粉质黏土、黏土,局部为粉土。前两者结构密实,硬塑状,少量成可塑状,含铁锰质黑色斑点,略具砂感。此层分布较广泛,厚度一般为5～9m,无区域性大断裂及地裂通过。
念伦水库大坝坡脚存在大量淤泥,为淤泥质土,深达3～4 m,为软弱地基,地下水位变化幅度较小且地下水不具有较强腐蚀性。由于该软工具有强度较低、压缩性较高和透水性很小等特性,因此在软土地基上修建齿墙,必须重视地基的变形和稳定问题。
3 软弱地基处理方案比较
3.1 方案一:高喷灌浆方案
高喷灌浆法是指借助高压脉冲泵使注入剂(如水泥浆、水)形成高压喷射流,通过喷射装置高速水平喷入土体,借助高压喷射流对土体进行切割、搅拌,使水泥浆与土质形成新的混合体,重新排列,最终凝结成新的复合材料,从而起到防渗或提高承载力的作用。高喷灌浆普遍用于工民建基坑防渗及支护,也用于水库防渗,如百色市澄碧河水库大坝防渗、钦州市沿海工业区大风江抽水工程的闸坝坝基处理。
适用范围包括淤泥质土、粉质黏土、砂土、砾石、卵(碎石)石等松散地层。
采用高喷灌浆使用的设备较多,结构较大,占用场地较多,用电功率也较大。
施工中容易出现安全问题、定向(即是否成墙、是否封闭)问题,以及因弃浆多引起的环境污染问题。
3.2 方案二:清淤换填方案
采用清淤换填法,施工费用较高。施工时正值雨季,会有大量淤泥重新淤满基坑,并且无法为清淤提供可行便道。
3.3 方案三:松木桩处理方案
一般软基厚度小于5m时使用松木桩处理较为理想。由于内坡坡脚上长年积水,施工时正值春季多雨季节,其他方案的设备、材料进场十分困难,而且工期较紧张,同时上思县山区松树资源十分丰富,木材便宜,可就地取材,减少了工程量,经对比以上3个方案后,决定采用方案三。
4 打桩施工工艺
(1)选择正确桩长的松木桩。为了便于打桩,桩长不宜超过4m。本次施工采用4 m桩长的木桩。大端直径为15 cm,且外形直顺光圆,小端削成30 cm长的尖头,以利于打入持力层及人工扶正松木桩。桩位按间距50 cm梅花状布置。
(2)待准备好工程所需总桩数的80%以上的木桩时,调入挖掘机进行打桩施工,避免挖掘机待桩窝工。
(3)将挖掘机的挖斗倒过来扣压桩至软基中。
(4)按压稳定后,用挖斗背面击打桩头,直到没有明显打入量为止,确保松木桩垂直打入持力层。
(5)严格控制桩的密度,确保软基的处理效果。最后,抛入40 cm厚片石,通过其与松木桩之间的嵌挤作用,较好地将基础砼与淤泥隔开来,使基础砼不会因淤泥的影响而降低强度。经过上述方法处理后,即可进入常规的齿墙基础施工阶段。
5 打桩效果分析
松木中含有大量的松脂,松脂可以很好地防止地下水和细菌侵蚀松木。上思县当地松树资源十分丰富,价格便宜,符合就地取材的原则。松木桩处理软基不受雨天的影响,进度快,工作量小,适宜抢工期。现该齿墙工程已完工6个多月,经观察没有明显沉降,效果较好。由此可见,打松木桩不失为一种处理软基的有效手段。
6 结语
随社会发展,楼房高度越来越高、房屋荷载越来越大,建筑中采用混凝土桩也就越来越普遍,松木桩也逐渐为人们所淡忘。但是,在某些条件下,松木桩是很有使用价值的。因为松木具有的奇特性质:被砍伐的松木暴露在空气中2个月就开裂、弯曲;在半湿半干环境中,半年就腐朽不堪;但全部淹在水中的松木,却不会开裂、腐朽。松木的这种特性尤其适用于饱和软黏土分布地区作桩,即可发挥它不易腐朽的特性,又因所需的沉桩力小而不至于把桩损坏。短木桩处理软弱地基时,具有施工方便、经济效益明显的优点,可避免大量开挖土方,因而在松木资源较为丰富的地区,用松木桩处理软弱地基在经济和技术上是可行的。如果在工程施工过程中遇到软土地区的堤防护岸、低层民居、道路涵洞、市政涵管之类轻荷载、沉降不敏感的建构筑物时,且当地的松木资源丰富、价格低廉,用松木桩处理软弱地基不失为一种处理软弱地基的有效手段。
7 建议
(1)松木桩应使用“原木”,不要将其锯成别的形状,尤其不能将其对半锯开变成半圆状,因为半圆桩极易弯曲,会很快失去效用。
(2)不要把“松木桩”推广为“杉木桩”或其他桩。大部分常见木材是忌水的,在水中很快就发黑、变形和腐败,杉木尤其如此,切不可用。
(3)淤泥地区地基土的水平抗力很小,松木桩群上端很容易出现整体水平位移,使地面设施出现损坏。因此,即使不考虑地震水平荷载需要,也应在松木桩间铺设一块石层,尽量提高桩群的水平刚度。块石层只能人工铺设,要尽量把松木桩一根一根挤紧。
(4)松木桩复合地基的设计方法和普通复合地基相似,只不过桩心距往往很小,大抵在0.4～0.7 m左右。
(5)要使地基承载力能达到130～150 kPa,这不但要按工程的需要、布桩密度和桩端持力层而定,还需考虑到松木桩所能承受的沉桩冲击力。
(6)进行软土地基的设计之前必须认真进行工程地质勘察和土工试验,只有查清土层和土质的情况,才能正确地进行设计和施工。同时,必须从场地的土层和土质的特点出发,对地基与基础的结构、施工及使用等方面进行综合考虑,合理地选择地基处理方案。
摘要：文章结合笔者的工程实践,对用松木桩处理软弱地基的问题进行探讨,阐述了该方法的经济性、适用范围、效果及可行性,希望能为以后同类工程的施工提供借鉴。
关键词：松木桩,地基处理,除险加固
参考文献
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[8]彭国才.松木桩基础处理在防洪排涝工程中的应用[J].甘肃水利水电技术,2004(2).
软弱基础沉井下沉地基加固技术 篇9
1 工程概况
沉井结构尺寸为49.55 m×31.1 m×20.5 m,并列两座,间隔12 m,沉井下沉深度为18.5 m,属于超大规模沉井结构。两个沉井采取现场井位3次预制成型,延时下沉,采取排水下沉工艺。该结构的基础为ϕ800 mm钢筋混凝土灌注桩。
本工程特点是淤泥土层上制作和下沉沉井结构。淤泥土承载力仅为45 kPa,含水量58.5%,饱和度97.8%。由于该土层流塑性很大,在下沉施工中要采取地基加固措施防止土涌,控制两座沉井相对位置和封底位置,防止桩基础倾斜。
2 加固方案选定
结合工程实际情况,在借鉴以往经验的基础上,确定在沉井砂垫层施工后,采取井内区域注浆加固,两个井之间以及沉井外侧区域则用水泥搅拌桩(ϕ650日本三轴搅拌机SMW工法)加固的措施。注浆和深层水泥搅拌桩加固方案如图1所示。
3 加固施工技术
3.1 注浆加固
在沉井内区域加固时,为了减少注浆对新建钻孔灌注桩桩身的影响,不能用高压喷射注浆(旋喷桩)加固,而是在结构制作之前对沉井范围内群桩顶部区域进行分层劈裂注浆加固。同时也起到防止承压水影响封底施工的作用。
在黏土层中注浆加固是以脉状劈裂注入的方法为主,脉状劈裂注入的加固机理是浆液在土层中形成纯浆液的固结脉(起到框架作用),同时一些脉压密周围土层。为了提高脉的固结强度,应选择悬浊型浆液(一般为水玻璃+水泥+矿碴),劈裂注浆法施工可适用于渗透系数不大于10 m/s～6 m/s的黏性土层地基加固,而且它的注浆压力远低于高压旋喷桩,可避免对桩产生过大的侧向挤压力。
加固区域范围为两个沉井底部平面内桩顶上部1 m～4 m。注浆的间距可以在1 m左右布置。注浆施工中应采用跳孔施工,以防止串浆,提高注浆孔随时间增长的约束能力。
采用注双液浆加固土体具体施工步骤是,先进行打孔,至设计高程后,再预埋塑料花管,用泥浆护壁,经过24 h后形成了护壁泥壳才可以开始分层注浆。根据花管的分节(一般为0.33 m/节),分段进行压力注浆。
3.2 搅拌桩加固措施
由于沉井在淤泥层中下沉,为防止井壁外侧的土体从刃角底下反涌上来,对刃角设计高程井壁外侧的土体进行水泥土搅拌桩加固,加固带从井壁外3 m处向外,采用两排ϕ650搅拌桩加固,加固深度到21 m,水泥掺量为20%。另外,考虑结构制作换填层设计要求,要在淤泥土层中开挖,为保证深基坑开挖作业,又增加一排搅拌桩(桩长约10 m)作为防护措施,在换填段搅拌桩的设计时参考重力挡土墙设计理论来考虑。
另外,为防止两个井下沉时候的相互影响,对两井之间的土体进行加固形成一道可靠的挡土墙。土体采用3排水泥土搅拌桩加固处理,加固区宽度约为5 m,加固深度为21.5 m。
SMW工法围护搅拌桩采用ϕ650 mm进口三轴搅拌机(PAS-120VAR)施工,桩机套打成孔确保成桩质量,桩间搭接宽度为200 mm。水泥土搅拌桩采用32.5普通硅酸盐水泥,水泥浆液的水灰比在1.5～1.7之间,水泥的掺入比为20%。
根据要形成有效挡土墙的技术要求,考虑在迎向基坑的一排搅拌桩参照SMW工法采取隔孔套打的施工方式,提高墙身的整体性,另外的两排采取搭接200 mm的常规施工方法。
3.2.1 选用进口三轴搅拌机
采用进口ϕ650三轴搅拌机进行水泥土搅拌桩施工,该设备具有施工效率高(采用1喷1的工艺),成桩精度高(L/200～L/400),桩身搅拌均匀,桩机定位准确等优点,套打成孔,避免围护桩发生错位、开叉等不良现象。
3.2.2 三轴搅拌桩施工方法
1)三轴搅拌机施工工艺。
a.三轴搅拌机施工前,必须先进行场地平整,清除施工场地内地上及地下障碍物,根据场地下的软土情况,必须铺设钢制路基箱。施工场地路基承重荷载以能行走履带式重型桩架为准。b.根据提供的坐标基准点,按照设计图进行放样定位及高程引测工作,并做好永久及临时标志。放样定位后做好测量技术复核单,并请监理进行复核验收签证确认无误后进行搅拌施工。c.搅拌桩加固地带的山皮石要清除干净,并用砂回填至不受海水影响高程。在三轴搅拌桩施工过程中会涌出大量泥浆应及时处理,以保证搅拌桩正常施工,并达到文明施工的要求。 d.放置定位型钢,桩机就位并校对桩位和钻杆垂直度。e.启动钻机以不大于1.2 m/min的速度切土下沉,同时开启注浆泵、空压机,将水泥浆和压缩空气灌入土中。f.待钻管下沉至设计高程后,在桩底部分适当持续搅拌注浆,然后按不大于0.8 m/min的速度喷浆提升钻管,边搅拌边喷浆至设计桩顶高程。g.安装型钢定位装置,使其正确就位。h.施工完毕后做好每次成桩的原始记录,移位至下一个顺序桩。
2)搅拌桩施工质量保证措施。
a.在搅拌桩施工过程中使用质量控制表对整个施工过程、每一道工序实施过程控制,做到每一道工序责任落实到人。在给全体职工进行详尽的技术交底后,为所有职工及民工按照各自岗位制作操作规程卡,使每个人明确各自的任务及操作要求。b.对测量使用的经纬仪要鉴定合格后才可使用,利用经纬仪把桩位准确定出,施工过程中桩位误差必须小于5 cm。c.在钻杆上做好标记,控制桩长误差小于10 cm。在桩架上焊接一半径为5 cm的铁圈,高5 m处悬挂一铅锤,利用经纬仪校直钻杆垂直度,使铅锤正好通过铁圈内,即把钻杆垂直度误差控制在0.5%以内。d.浆液配比必须严格控制,安排专人负责抽查浆液质量,对不合格的浆液作为废浆处理。e.水泥用量须严格控制,每根桩的水泥用量必须严格按照设计要求的用量加以实施。f.为防止搅拌桩出现断桩,供浆必须连续进行。施工中因故停浆,应将钻机钻杆下沉0.5 m,供浆恢复后,喷浆30 s后重新提升钻杆。g.底部喷浆应超出桩端20 cm左右,并喷浆座底30 s,使浆液完全达到桩端。h.钻杆的提升速度对桩身质量影响很大,故必须严格按照设计要求的提升速度提升钻杆。i.做好详细的搅拌桩施工过程记录、各项技术参数和工程意外情况的记录。j.材料要严格把关,材料运至工地应及时提交质保书,不合格材料严禁使用。
4 施工效果
1)通过对两井40 d下沉施工的监测,监测结果表明:下沉过程中排泥量控制在设计规定内,地表也未发生较大沉陷变化,井内未发生涌土现象,两井相对位置在规范允许范围内。2)通过注浆加固,桩基础部分土体也对封底施工起到止水作用,承压未能冲破沉井刃角下土层而发生涌水现象。同时提高地基土承载力,使计划三次制作两次下沉方案调整为三次制作一次下沉方案,提高施工进度,降低施工成本。3)本工程实践证明:在软弱地基中施工类似工程可采用深层水泥搅拌桩和注浆加固技术。
摘要：结合工程概况,选用深层水泥搅拌桩和注浆对地基进行加固,对其注浆加固技术及搅拌桩加固措施进行了阐述,通过采用深层搅拌桩和注浆加固技术对软弱地基进行加固,保证了超大规模沉井水沟的质量和安全。
关键词：软弱基础,水泥搅拌桩,注浆加固,施工工艺
参考文献
强夯置换法加固软弱地基应用实例 篇10
强夯法多年来广泛应用在建筑、港口、码头等多种工程的地基加固上。强夯加固非饱和土,效果显著已经得到大家的认可,加固饱和砂土地基,夯后效果也很明显,对于厚层的淤泥质土,由于土体渗透性差,土体内的水排出困难,因此对夯击工艺和施工参数要求更加严格,本文介绍采取强夯置换与排水板结合使用的加固方法,取得了较好的效果,值得类似地基加固借鉴。
2 工程地质概况
工程位置距长江约1 100 m,地貌单元属于长江冲积平原,主要为河流相的第四系冲积物。场区地下水位埋深0.1 m～1.6 m,地层结构简述如下:①耕土:黄褐色,松散,由黏性土组成,含有大量植物根系;主要分布在场区北半部分,厚度0.20 m～2.60 m,平均0.68 m;层底标高5.41 m～8.60 m,平均6.33 m。①-1杂填土:褐色,松散,稍湿～湿,主要由黏性土和建筑垃圾及少量生活垃圾组成。主要分布在场区南半部分,厚度2.50 m～3.50 m,平均3.00 m;层底标高5.64 m～5.65 m,平均5.65 m。②粉质黏土:局部为黏土,黄褐色,可塑～硬塑,在接近水位或水位以下多为软塑。切面较光滑,韧性、干强度较高,含有少量铁锰质结核。该场区分布普遍,厚度0.30 m～3.70 m,平均1.92 m;层底标高3.30 m～6.18 m,平均4.89 m;该层标准贯入平均值为2.2击,属中等压缩性土。②-1粉土:灰褐～灰黄,湿～很湿,稍密。切面粗糙,干强质、韧性低,摇振反应迅速,见有少量云母碎片和较多铁质氧化物。该层局部出现,厚度0.50 m～2.80 m,平均1.35 m;层底标高2.31 m～5.50 m,平均3.69 m。③淤泥质粉质黏土:灰褐色,软塑～流塑,干强度、韧性低,摇振反应中等～迅速。偶见钙质结核。场区普遍分布,厚度1.00 m～7.10 m,平均4.49 m;层底标高-3.65 m～2.85 m,平均-1.43 m。该层标准贯入锤击数平均值为4.9击。属中等压缩性土。③-1粉洗砂:灰色,松散～稍密,饱和,均粒,主要矿物成分为长石、石英,含有少量云母碎片,夹有大量粉土夹层,偶见白色螺壳及腐烂植物体。场区分布较普遍,厚度1.00 m～15.40 m,平均6.37 m,层底标高-12.79 m～3.66 m。
3 设计参数
1)在大面积施工前,先进行了试夯,试夯面积1 800 m2,设计要求:设计堆载为320 kPa。
2)试夯工艺参数选择如表1所示。
4 试夯施工过程简介
4.1 施工说明
强夯机械采用杭州产W200A型履带式起重机,点夯夯锤使用ϕ2.2 m铸钢锤,锤重16 t,满夯夯锤使用ϕ2.4 m混凝土锤。强夯前,场地回填石料1 m,一遍结束后再回填0.8 m左右,点夯结束后,填料厚度根据场地标高调整。
4.2 施工顺序
1)排水处理。对场地进行初平:在强夯区域内挖设100 cm×100 cm的盲沟,纵横布置,间距为23 m×95 m,经验收合格后进行石料回填,形成排水板顶层的横向排水通道(见图1)。
2)插塑料排水板SPBⅡ型,一般深度为5 m～12 m。
3)场地第一次铺废弃硬质粒料,厚度约为1 m,推平后用YT25拖式振碾式压实机进行振动碾压30遍。
4)进行点夯,夯能采用设计夯击能量和夯击数,采用三角形布点,分3遍跳打,每遍14击。夯完后填料整平场地。
5)最后采用YT25拖式振碾式压实机进行振动碾压60遍。
4.3 试夯小结
1)夯击时第1遍平均坑深1.55 m,最后两击平均下沉量3.5 cm;第2遍平均坑深1.35 m,最后两击平均下沉量2.5 cm ;第3遍平均坑深1.30 m,最后两击平均下沉量2.15 cm。强夯过程中可看到水从排水板处渗出,同时每个夯坑夯完后2 h左右有水渗出并形成积水,各夯坑积水高度不等,将坑内水抽干,2 d后不再有水渗出。2)局部夯击时,没有达到贯入度要求的,进行了填料补夯;施工过程中确保排水畅通,控制土体含水量,保证冲碾过程中不出现弹簧、翻浆现象。
5 夯后检测与试验结果
5.1现场检测
1)选取检测点。现场会同业主、监理选取6点进行静载荷试验,分别为A1区4832,A2十一区22-23,A10区K22,B1区701,B2区4015,B5区17。2)加载方式。现场试验最大加载量按复合地基承载力特征值的两倍即700 kPa进行,分为10级,每级加载量为70 kPa;静载荷试验承压板2.9 m×2.9 m,板底铺设10 mm中粗砂找平,采用油压千斤顶加载,工字钢搭设堆载平台,砂袋堆积提供反力,最大压重量700 t。
5.2检测结果
试验结果表明,6处试验点的P—S曲线均呈缓变型,承载力特征值取值按s/b=0.01取值,且取值不超过最大加荷值的1/2结果6处试验点的承载力特征值均满足设计要求的350 kPa。具体试验结果如表2所示。
6体会
1)本工程采取强夯置换饱和淤泥质土结合排水板加盲沟和明沟的降排水措施加固地基是有效的。2)强夯施工排水是关键,场区外围排水沟的积水控制在50 cm,夯坑内积水及时排走,不得超过24 h。3)强夯置换时,会产生很大的超孔隙水压力,造成软土的隆起和挤出,因此采取跳夯更有利于孔隙水压力的消散。4)强夯施工时,严格控制最后贯入量,达不到要求的,加料进行补夯,这样能起到调整深层软土层不均匀沉降的作用。
摘要：介绍了强夯置换法加固软弱地基的工程实例,工程实践表明:通过强夯置换法加固淤泥质粉质黏土,大幅度地提高了地基承载力,为类似地质的地基加固提供了一些经验。
关键词：强夯,排水板,地基承载力
参考文献
[1]YSJ 209-92,强夯地基技术规程[S].
[2]JGJ 79-2002,建筑地基处理技术规范[S].
地基方案的选择及加固处理技术 篇11
关键词 工程地质；地基；方案；加固
中图分类号 TU 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)011-0141-01
工程地质勘察是工程建设的首要阶段，其勘察成果是基础设计的主要依据之一。我国地域辽阔，地质情况复杂多变，从沿海到内地，由山区到平原分布着多种多样的地基土，这些不同成因的岩土工程特性（压缩性指标、抗剪强度指标，孔隙比、含水量及液性指数等）差异很大。因此，在工程地质勘察中查明其成因类型、分布规律、埋藏条件及其土的性质，针对各种复杂的工程地质条件，在保证工程设计和工程建设质量的前提下，充分挖掘地基土的潜力，合理地选择地基与基础设计方案，可降低工程造价，缩短建设工期。地基的处理方法众多，每种处理都有各自的局限性、使用条件和优缺点，我们应该针对具体工程、具体要求来选择不同地基处理方案。
1 地基基础的方案选择
不同地基岩土宜选用不同基础方案。
1.1 天然地基
在工程建设中，应充分利用地基土的工程地质条件，尽可能地选用天然地基。自然界土层的物理力学性质指标及地基承载力差别较大，在考虑选用天然地基时，应结合基础形式及上部结构综合考虑。首先应选择上部承载力较高的土层作为天然地基持力层，并验算其下卧层的承载力是否满足要求，如不满足要求，可使基础尽量浅埋，以增加持力层的厚度，但应满足冻土深度要求；也可以加宽基础以减小上部结构对地基单位面积承载力的要求。选择天然地基时应满足地基承载力、地基变形及边坡稳定三个条件，一般当地基土的承载力较高、压缩性较小且比较均匀时，满足承载力要求时也会满足变形和稳定的条件，即可选用天然地基。但对于地质复杂、土质不均、地基软弱、建筑物荷载很大或结构荷载相差悬殊时，即使承载力满足要求也需进行变形验算，两者均满足要求时方可选用天然地基。对于经常受水平荷载作用的高耸构（建）筑物、挡土结构以及建造在斜坡上的建（构）筑物或开挖深基坑及遇有软弱土层时，需进行稳定性验算，满足要求后方可选用天然地基。
1.2 软弱粘性土
对于厚度较大的软弱粘性土可采用换土垫层法、灰土桩、深层搅拌法、抛石挤淤、设置砂桩或排水带堆载预压固结法等提高地基承载力。对于面积不大及埋藏较浅的软弱粘性上可挖除后回填或将基础加深，对于宽度不大的条形基础可采用基础地梁跨越。
1.3 饱和粉细砂、饱和粉土
在处理液化地基土时，应根据液化等级及建筑物的性质综合确定处理方案。如对于丁类建筑物轻微及中等液化场地可不采取措施，严重液化场地可对基础和上部结构处理。对于丙类建筑物轻微液化及中等液化场地可加强基础和上部结构，严重液化场地应全部消除液化沉陷或部分消除液化沉陷影响并且对基础和上部结构处理。对于乙类建筑物轻微液化场地可部分消除液化沉陷或对基础和上部结构处理，中等液化场地可部分消除液化沉陷且对基础和上部结构处理，严重液化场地应全部消除液化沉陷影响。对于需全部消除液化沉陷影响的场地，处理深度应大于液化深度下限，改善排水条件和增加土的密实度是处理液化地基的有力措施。振冲挤密碎石桩及振冲置换碎石桩可有效地消散超孔隙水压力，增加土的密实度。强夯法和灌浆法可增加土的密实度。也可采用桩基础将桩端深人液化深度以下稳定的土层中。用非液化土替换全部液化
土层。
1.4 湿陷性黄土
处理陷性黄土，应根据湿陷类型、湿陷范围、湿陷深度、场地的工程地质条件以及建筑物的类型综合确定。可选择部分消除地基的湿陷性和全部消除地基的湿陷性。处理深度可根据建筑物的性质和湿陷等级综合考虑。垫层法和灰土桩、上桩适合处理小范围的单体建筑物。强夯法及预浸水法适合处理大面积的湿陷性黄土。
1.5 膨脹土
膨胀土具有膨胀与收缩性，压力和含水量是影响膨胀与收缩的重要因素。此类土应调查当地的水文地质条件和区域气候条件，测定土的含水量、自由膨胀率和不同压力下的膨胀率，确定地基的胀缩等级。根据场地的工程地质条件、水文地质条件的复杂程度、以及对建筑物产生的影响可选用天然地基，因荷载较大的建筑物能抵消地基的膨胀力，起到控制地基变形的作用，使地基变形变小，选用天然地基时，最好选择三层以上的建筑物。对需进行处理的膨胀土，应考虑湿陷深度、厚度及地下水位的影响。
1）当膨胀土埋藏在地表下3 m左右且膨胀土较厚或地下水位较深时，尽量利用上部的地墓土，将基础浅埋，合理选择基础形式，减小地基胀缩变形量。2）当膨胀土埋藏在地表下2 m～3 m，土层厚度在1 m～2 m
时，可全部挖除膨胀土并用无胀缩的粘性土、灰土及砂替换。3）当膨胀土埋藏较浅但土的厚度较大时，可采用换土垫层法进行处理。4）当膨胀土埋藏较深且土的承载力满足不了较高层数及载荷较大的建筑物的要求，可采用桩基础。
1.6 杂填土
杂填土一般不宜采用天然地基，但对于建筑垃圾和性能稳定的工业垃圾在采取机械压实措施加固基础并达到一定有效深度及加强上部结构刚度的措施后，仍可作为一般建筑物的天然地基持力层，但其地基承载力应根据载荷试验或其它原位测试手段取得。
2 地基加固处理技术
地基处理的对象主要包括软土地基和特殊土地基。
2.1 排水固结法
排水固结是在建筑物建造之前，在场地上堆载预压，使土体中部分孔隙水逐渐排出，达到地基固结，沉降提前完成，土体强度逐渐提高的目的。适用于各类淤泥、淤泥质土及其他类饱和软粘土。排水固结法除了设置不同间距和深度的砂井或塑料排水带外，必须具有一定的预压荷载和预压时间。预压荷载可通过堆载在地基中形成超静水压力来实现排水固结，即正压固结；如无条件施加预压荷载，可采用真空预压、降水预压、电渗排水等方法在地基中形成负超静水压力来实现排水固结，即负压固结。而预压时间须通过理论计算来确定。
2.2 密实法适用于非饱和的各种粘性土类
1）碾压法：利用压实机械，如：压路机、羊足碾等碾压机械对土进行压实。2）夯实法：利用冲击能来击实地基。按冲击能大小，分为重锤夯实和强夯两类。①重锤夯实：用起重机械将夯锤（锤重15 kg~30 kg）提高到一定高度（落距2.5 m~4.5 m）后，令其自由下落，利用冲击能量将地基夯实；②强夯法：夯击能量特别大，锤重100 kg~400 kg，落
距6 m~40 m。强夯后地基强度提高过程可分为强制压缩或振密、土体液化或结构破坏、排水固结压密、触变恢复和固结压密四个阶段。3）振密挤密法：将带桩靴的工具桩管打入软弱土层中，挤压土壤形成桩孔，从侧向将土挤密，然后再在桩管中灌入砂石或素土、石灰、灰土等填充料进行捣实，随着填充料的灌入逐渐拔出桩管，形成柔性桩体，并与原地基形成一种复合型地基，从而改善地基的工程性能。这种方法最适用于加固松软饱和土地基。根据施工方法和灌入材料不同，分为沉管挤密砂（或碎石）桩、振冲碎石桩、石灰桩、灰土桩、渣土桩等。
2.3 换填法
当建筑物基础下的持力层比较软弱，不能满足上部荷载对地基的要求时，可采用将基础下一定范围内部分（或全部）软土挖去，然后再回填强度较大的砂、碎石或素土等材料，经夯实处理使之成为建筑物基础的持力层。换垫法处理地基时按换填所用材料分为砂垫层、砂石垫层、碎石垫层、素土垫层等。适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟（塘）的浅层处理。
2.4 胶结法
将某些能固化的化学浆液，采用注入或机械拌入的施工方法，把土颗粒胶结起来，从而改善地基土的物理力学性质。主要有注浆法、深层搅拌法。注浆法是利用液压、气压或电化学方法，通过注浆管把浆液均匀地注入地层中，浆液以充填、渗透等方式，进入颗粒之间的孔隙或土体裂隙中，将原来松散的土体胶结成一个整体，形成强度高、防渗和化学稳定性好的固结体。按注入材料分为水泥注浆和化学注浆两类。深层搅拌法有粉喷桩及水泥搅拌桩，粉喷桩施工时，至设计孔深后，将钻杆端粉喷头以一定的速度边旋转边提升，喷粉系统以一定的喷粉压力将水泥定时、定量喷向搅拌的土体；水泥搅拌桩原理与粉喷桩相同，将一定水灰比的水泥浆喷入搅拌的土体中，以提高地基土的承载力。
2.5 特殊土地基处理
1）湿陷性黄土地基处理的机理是破坏湿陷性黄土的大孔结构，全部或部分消除地基的湿陷性，从根本避免或削弱湿陷现象的发生。常用方法有土（灰土）垫层、重锤夯实、强夯、化学加固、土（灰土）桩挤密等。
2）膨胀土地基应根据膨胀土的胀缩性、埋藏深度和厚度以及大气影响深度等因素来确定是否进行处理。当膨胀土位于地表下3 m，或地下水位较高时，一般不做处理。否则应用砂、碎石等材料进行换填，换填厚度应按设计确定。
3）在建筑场地范围内有岩溶、土洞和红粘土地基时，应综合考虑岩溶发育情况、土洞大小、红粘土的工程特性，结合工程要求、施工条件、经济与安全等方面问题，合理选择地基或结构处理方案。
3 结束语
上述各种地基处理方法都有各自的特点和作用机理，在不同工程地质中产生不同的加固效果。因此，须对每一具体工程进行综合考虑，通过对几种可能采用的地基处理方案进行技术经济比较，选择一种技术可靠、经济合理、施工可行的方案。
参考文献
[1]赵维炳,施建勇.地基处理及基础工程[M].中国水利水电出版社,2002.
[2]陈洪江.工程地质与地基基础[M].武汉理工大学出版社,2008.
海上振动沉管碎石桩加固软弱地基 篇12
振动沉管碎石桩是利用振动沉管方式, 在软弱地基中成孔后, 在桩管内填入一定级配的碎石并将其振动密实, 形成较大直径由碎石构成密实桩体的地基处理方法, 可起到提高地基承载力、增强地基整体稳定性和减小地基沉降量的作用。胜利油田某人工岛位于渤海莱州湾西部浅海海域, 水深约为4.0m, 人工岛呈矩形布置, 岛顶有效面积150x90m2, 采用斜坡式砂石人工岛结构, 设计岛顶高程为3.8m, 根据地质勘察报告, 人工岛所处海域地基表面有一层淤泥质粘土层, 厚度约为8.0～9.0m, 抗剪指标较低, 压缩性大, 工程性质差, 含水量较高, 为保证人工岛边坡整体稳定并减小抛石沉降量, 采用海上振动沉管碎石桩对软弱地基进行加固处理。
1碎石桩加固软弱地基原理
碎石桩的加固机理根据地基土的土类不同而不同, 碎石桩在砂土和粉土地基中的作用主要是挤密作用、振密作用和抗液化作用, 碎石桩在粘性土地基中的作用主要是置换作用和排水作用。碎石桩在软弱粘性土地基中成桩后, 密实的碎石桩桩体置换了原体积相同的软弱土, 并与周围桩间土体共同组成复合地基, 由于复合地基中碎石桩桩体的强度和抗压缩性均高于周围软弱土, 上部荷载传递给地基的应力将随着桩体和桩间土发生等量的压缩变形而逐渐集中到碎石桩桩体上, 使碎石桩桩体承担了较大部分的应力, 桩间软弱土所承担的应力则相对减小, 故所形成的复合地基与天然地基相比, 承裁力得到提高, 沉降量有所减小, 从而提高了地基的整体稳定性和抗破坏能力。碎石桩桩体本身是良好的竖向排水通道, 同时碎石桩顶面一般均设置有反滤性和渗透性都较好的碎石褥垫层, 使得土体排水路径大为缩短, 加快了软弱土体的固结速度, 从而使桩间软弱粘性土含水量降低, 粘性土性质得到较大程度的改善, 土体的强度和对整体的约束能力得到提高。饱和粘性土的抗剪强度一般较低, 通过碎石桩的置换和排水作用, 挤压并置换了部分软弱土体, 改善了软弱粘性土的排水条件, 提高了软弱粘性土本身的物理力学性质, 使碎石桩与桩间土能够更有效的协同作用, 从而提高复合地基的承载能力和抗压缩性能, 桩间粘性土抗剪强度和碎石桩桩体本身的抗剪强度均比天然地基中的粘性土高, 故所形成的复合地基整体抗剪强度得到较大提高, 对建筑物边坡整体稳定极为有利。
2地基加固处理设计
根据工程地质条件和方案对比, 设计采用振动沉管碎石桩进行地基处理, 碎石桩设计桩径为0.5m, 采用正三角形布置, 桩中心间距1.2m, 桩长11m, 桩顶高程与海底高程相同, 均为-3.5m, 沉管深度为11.5m, 碎石桩底部贯穿至抗滑稳定安全度不足的滑动面以下2m处。设计要求碎石桩所用碎石为粒径2-5cm的自然级配, 且最大粒径不大于8cm, 含泥量不得大于5%, 采用未风化的干净砾石或扎制碎石。碎石桩施工顺序采用跳打形式, 并由内侧向外侧进行, 充盈系数按1.3控制, 单桩填料量不小于2.8m3。
3碎石桩施工
3.1 试桩
海上碎石桩在全国范围内施工较少, 胜利油田海上碎石桩施工更是第一次尝试, 为了更好的保证施工质量, 获得较为理想的施工参数, 初拟试桩方案如表1所示。
共进行三次海上试桩, 第一次打试验桩4根, 第二次打试验桩3根, 第3次打试验桩6根, 在试桩过程中, 项目参战各方均派有代表参与, 每打完一根试验桩, 均采用测绳测量碎石填料量是否满足设计要求, 再结合现场施工情况随时做出方案调整, 通过三次试桩, 最终确定了本工程碎石桩的施工方案。
3.2 施工工艺
通过三次试桩, 最终确定了本工程碎石桩的施工工艺如下:
1) 振动沉管至高程-15.00m;
2) 提管至高程-14.50m;
3) 填料, 向管内一次性加满2.84m3碎石, 满足设计充盈系数1.3的要求;
4) 填料完成后留振1min, 这样可使桩尖花瓣打开更充分, 保证下料顺利;
5) 分六次振动提管, 第一次振动提管高度为1m, 反插深度为0.3-0.5m, 留振时间为20s左右, 第二至第四次振动提管高度均为2.5m, 反插深度均为0.5m, 留振时间均为20s, 第五次提管高度为2.0m, 反插深度为0.3-0.5m, 留振时间为20s, 第六次直接振动提管出泥面;
6) 提管过程中需保持桩管处于振动状态, 提管速度控制在1m/min;
7) 工作电压为360-380V, 密实电流为40-50A。
3.3 施工关键点
1) 正式施工前应进行成桩试验, 以确定主要施工技术参数, 保证大面积施工质量, 成桩试验时宜邀请设计单位和勘察单位参与, 以便在试桩工程中能合理调整相关施工参数, 减小试桩数量。
2) 正式施工时, 要严格按照设计的桩长、桩径、桩间距、单桩填料量以及试验确定的桩管提升高度和速度、反插深度和留振时间、电机的工作电流等施工参数进行施工, 以确保碎石桩的施工质量。
3) 定位:对碎石桩船进行适当改造, 在船两侧均设置可使桩管自由移动的导向定位架, 并使两侧桩管间距符合设计桩距的偶数倍关系, 这样可同时施打两根桩。在一侧的导向定位架上设置2个GPS定位探头, 使这2个定位探头与桩管中心为一直线, 该直线须与船的纵向中心线保持平行, 在导向定位架上按设计桩距标明刻度, 这样可使得船每定位一次就可施打两排碎石桩。先进行船的纵向定位, 使船身与设计桩位线平行, 再进行船的横向定位, 使桩管中心线与设计桩位线重合, 移动桩机使桩管中心对准设计桩中心, 这样两根桩均已定位完成, 在打完两排桩后, 只需利用锚绳再进行船位移动即可进行另两排桩的施工。以上定位是成桩的关键, 涉及到桩位的准确度及施工进度。
4) 成桩:碎石桩插打采用由内向外的跳打方式进行, 设计桩长为11m, 施工时沉管深度为11.5m, 造孔深度比设计桩长深50cm, 桩管长度须大于沉管深度、设计高水位所对应的水深与打桩船的舷高之和, 并留有一定富裕度, 在桩管上自桩底至桩顶顺序标明刻度, 以便快速准确地确定沉管深度。碎石桩船抛锚定位后, 将桩管全部提出水面, 采用一次性尼龙绑扎绳绑扎好花瓣桩头, 保证花瓣桩头处于封闭状态, 防止沉管过程中桩管内进泥, 沉管前先进行桩管处的水深测量, 可采用探水器或插杆方式进行粗约水深测量, 水深测量完成后开始沉管, 先采用静压沉管, 当桩管在静压下沉管困难时, 开启振动器, 采用振动沉管方式进行沉管, 沉管过程中注意桩管的垂直度, 观察水面处桩管刻度, 当桩管下沉到水面处刻度等于沉管深度加桩管处水深时, 停止振动沉管, 再根据桩管在水面处的刻度提管50cm, 开始通过桩管上的加料漏斗填加碎石料, 施工前先根据桩管内径计算好满足设计要求的填料量位置, 在该位置开设一观察孔, 填料前通过称重大致确定单根碎石桩所需的填料量, 将这些碎石装入桩管后, 通过观察孔检查碎石在桩管内的高度, 并适当补充小部分碎石使桩管内碎石高度达到观察孔位置, 这样可快速确定加料量满足要求, 当桩管内碎石高度超过观察孔位置时, 表明管内填料不连续充实, 这时可适当开启振动, 使桩管内填料连续充实, 确保加料量满足设计要求后, 严格按试桩确定的工艺参数进行施工成桩。
5) 成桩施工应进行全过程记录, 施工记录应准确、真实反映施工情况, 施工记录内容应包括施工日期、时间、振动锤型号、沉管深度、桩尖高程、提管速度、反插深度、留振时间、留振电流及填料量。
6) 海上施工除应包括陆地施工的安全措施外, 尚应注意派专人收听天气预报, 规划好施工船只的避风港, 保证陆上与海上的通信畅通, 施工时须派驻守护船只, 编制海上施工应急预案, 根据碎石桩船情况制定停工和开工的气象、海况条件, 做到安全施工、文明施工, 保护海洋环境。
4质量检测
4.1 现场检测
海上振动沉管碎石桩施工完成后完全淹没于水下, 在碎石桩施工过程中主要由海检、监理及旁站人员全程跟踪, 在施工现场对每根桩的桩距、垂直度及灌注量进行检查, 对于桩径, 只要保证造孔用的桩管外径不小于设计桩径50cm即可保证桩径满足设计要求。考虑到是胜利油田海上碎石桩的首次施工, 为给后期海上碎石桩设计施工提供借鉴经验, 确定辅之以潜水员进行海里探摸, 重点检查碎石桩桩顶碎石与泥面高差情况和打桩船移位时碎石桩相接处的桩距, 通过海底探摸发现, 桩距均能满足设计及规范要求, 碎石桩桩顶碎石普遍高出泥面30～40cm, 局部高出泥面达60cm, 高出泥面部分的碎石呈锥形, 锥与锥之间有散落的碎石, 主要是由装料过程中碎石散落海底和施工技术参数尚不完善所致。
4.2 动力触探检测
动力触探属于原位测试技术, 是工程检测中常用的一种手段, 动力触探试验设备主要由圆锥探头、提锤架偏心轮、锤体、导向杆、触探杆组成, 试验时通过工程地质钻机起吊锤和落锤。本工程碎石桩的成桩效果采用重II型动力触探检测, 以确定桩体的密实度和连续性。根据设计和规范要求, 采用动力触探检测的桩数取总桩数的1%～2%, 连续5击的贯入深度不超过10cm为合格, 检测评定标准按表2执行。
检测过程中, 每贯入1m时, 将探杆转动一圈半, 以减小侧摩阻力的影响, 首先对检测船进行定位, 使检测探头对准所检测桩的设计中心, 当贯入2m后发现检测结果不理想时, 可能是海上定位误差和桩施工时的误差使得检测探头实际上未对准桩体, 重新调整检测探头位置, 每次调整30cm, 重新检测, 直至确保检测探头已对准桩体。经过动力触探检测, 该工程施工的振动沉管碎石桩平均击数均在10击以上, 桩身质量为良好, 表明按前述技术参数施工的振动沉管碎石桩成桩质量满足工程安全要求。
5结语
通过本工程的海上碎石桩施工实践表明, 振动沉管碎石桩作为一项处理软弱地基的技术, 在增加建筑物整体稳定性及减小沉降量方面适宜于滩浅海软基处理;正式施工前的成桩试验是保证大面积工程施工质量的关键, 也是海上振动沉管碎石桩施工必不可少的环节, 从潜水员的海底探摸结果可以看出, 后期仍需对碎石桩施工的技术参数或充盈系数做适当调整, 避免浪费碎石材料, 节约工程投资。
参考文献