软粘土地基处理方案的分析

第一篇：软粘土地基处理方案的分析

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



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下载更多经典案例，请登录中国检测网www.xiexiebang.com

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下载更多经典案例，请登录中国检测网www.xiexiebang.com

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下载更多经典案例，请登录中国检测网www.xiexiebang.com

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，显著缩短加下载更多经典案例，请登录中国检测网www.xiexiebang.com

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。

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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下载更多经典案例，请登录中国检测网www.xiexiebang.com

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，使软土与加下载更多经典案例，请登录中国检测网www.xiexiebang.com

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。灌注桩又下载更多经典案例，请登录中国检测网www.xiexiebang.com

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。

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第二篇：软弱粘土地基处理方案的分析

软弱粘土地基处理方案的分析

（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］.

［3］地基处理技术［M］.北京：中国环境科学出版社，1996. ［4］软土地基加固［M］.上海：上海科学技术出版社，1990.

第三篇：软土地基处理技术

软土地基处理技术

摘要：软土地基的处理质量是保证建筑物安全、高效运营的关键，也直接影响到地基的基础承栽力。目前在国内较为常用的地基处理方法有：垫层法、强夯法、和灰土挤密桩、石灰桩、砂桩、碎石桩、深层搅拌法和高压旋喷注浆法等。不同的软土地基应该结合工程的实际采取有效经济的处理办法。关键词：软土地基处理 主要类型 危害 地基承载力 地基土 变形

一、绪论

1、什么是软土

研究工程的软土地基处理，首先我们需要去了解什么是软土。具体该如何定义软土，各行业部门如建筑、铁路、公路等，根据行业特点和习惯，给出的定义或判定条件不尽相同。

例如，在建筑工程中认为：软（弱）土是指淤泥、淤泥质土、充填土、杂填土或其他高压缩性土。其中淤泥是在静水或缓慢流水环境中沉积并经生物化学作用而形成，为天然含水量大于液限、天然孔隙比大于或等于1.5的粘性土;天然含水量大于液限而天然孔隙比小于1.5、但大于或等于1.0的粘性土或粉土称为淤泥质土。[1] 此外公路工程中认为：软土为天然含水量大、压缩性高、承载力低的一种软塑到流塑状的粘性土，如淤泥、淤泥质土，以及其他高压缩性饱和粘性土、粉土等。淤泥和淤泥质土的特征解释为，在静水或缓慢流水环境中沉积，经生物化学作用而形成的饱和粘性土，含有机质，天然含水量大于液限。当孔隙比大于1.5时称为淤泥;天然孔隙比小于1.5而大于1.0时称为淤 泥质土。当土的烧失量大于5%时，称有机质土;大于60%时称为泥炭。[2] 关于软土定义，除以上所述的两点观点外还有一些，但大同小异。总而言之，工程界通常口语称呼的软土指天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、承载力低的土。

一般而言，软土是指近代水下沉积的饱和粘性土，是淤泥、淤泥质粘土、泥质粉土、泥炭、泥炭质土等一类土体的简称。软土广泛分布在我国沿海内陆平原或间盆地。不同地域软土的成因、结构和形态各不相同，但都具有基本相同的物理力学特征：天然含水量高、天然孔隙比大、渗透系数小、压缩性高、强度低，可呈灵敏性结构。如果软土作为工程建筑的地基，由于其承载力低、往往就会产生不同程度的坍滑或沉降。所以当一个工程在遇到地基土为软土时，如何做到正确且经济的处理就显得尤为重要。

2、软土地基的特性

软土的性质与地基土的成层构造、沉积年代、成因类型有密切关系。不同年代和成因的软土，其物理性质指标尽管可能相近，但作为地基，工程性质却可能相差很大，其大概特点总结如下：

1．含水量较高。因为软土的成分主要是由粘土粒组和粉土粒组组成，并含少量的有机质。粘粒的矿物万分之二为蒙脱石、高岭石和伊利石。这些矿物晶粒很细，呈薄片状，表面带负电荷，它与周围介质的水和阳离子相互作用，形成偶极水分子，并吸附于表面形成水膜，在不同的地质环境下沉积形成各种絮状结构。因此这类土的含水量比较高。

2．透水性差。软土的渗透系数一般在1×10-6～1×10-8cm/s之间，所以在荷载作用下固结速度很慢。当地基中有机质含量较大时，土中可能产生气泡，堵塞渗流通道而降低其渗透性。所以在软土层上的建筑物基础的沉降拖延很长时间才能稳定，同样在荷载作用下地基土的强度增长也是很缓慢的。

3．压缩性较高。一般正常固结的软土层的压缩系数约为0.5～1.5Mpa-1，最大可达到4.5Mpa-1；压缩指数约为0.35～0.75。天然状态的软土层大多数属于正常固结状态，但也有部分是属于超固结状态，近代海岸滩涂沉积为欠固结状态。欠固结状态土在荷重作用下产 1 生较大沉降。超固结状态土，当应力未超过先期固结压力时，地基的沉降很小。

4．流变性强。在荷载的作用下，软土承受剪应力的作用产生缓慢的剪切变形，并可能导致抗剪强度的衰减，在主固结沉降完毕之后还可能继续产生可观的次固结沉降。

3、软土地基的危害

软土地基的危害是承载力低，变形大，特别是不均匀变形大，而且变形稳定时间很长，几年甚至几十年。往往造成建筑物沉降大且不均匀，造成建筑物开裂，倾斜等。

例1：2009年6月27日上海闵行区“莲花河畔景苑”一在建13层住宅楼于清晨连根“卧倒”的事件。事后专家分析，最有可能是地基出现问题，因为莲花河畔景苑所在的区域属于上海流沙比较严重的区域，其地基是属于我们常说的软土地基，如果地基不经过加固处理，很容易引起房屋倾斜。专家认为由于是对土芯取样出现问题，导致设计存在偏差；或者是打桩不深、水泥标号等存在问题。因为地桩的水泥有高标要求，如果没有达到会发生断裂。

例2：2010年8月，福建正得房地产开发有限公司开发的格林兰景3号楼地基塌陷一事，以及各地不断传来的“楼薄薄”、“楼脆脆”、“楼歪歪”等新闻，如此多的房屋出现质量问题，已经让老百姓不寒而栗。

例3：2004年4月4日下午4点左右，福建罗长高速公路马尾到琯头段长柄高架桥往北500米处发生大面积塌方，塌方路段长度约70米，塌陷落差达15米左右。陷下去的公路上有一辆小轿车。驾驶员心有余悸地告诉记者，当时的感觉就像乘电梯往下掉，所幸人车都没有受损。据福建省高速公路公司负责人介绍，造成事故的主要原因是路基软、土质差，淤泥又深又厚，雨季来临使地下淤泥产生流动。

根据以上三个例子可见，工程中软土地基处理的重要性和必要性。

二、软土地基处理目的和意义以及发展现状和存在问题

1、软土地基处理的目的和意义

意义：众所周知，地基与建（构）筑物的关系极为密切，建（构）筑物的安全与正常使用，地基基础起着非常重要的作用。据调查统计，世界各国各种土建，水利、交通等类的工程事故中，因地基问题造成的工程事故的比例最大。软基处理恰当与否，关系到整个工程质量、投资和进度，其重要性已越来越多的被人们所认识。

目的是：利用换填、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和热学等方法对地基土进行加固，2 用以改良地基土的工程特性。

1、提高地基的抗剪强度

2、降低地基的压缩性

3、改善地基的透水特性

4、改善地基的动力特性

5、改善特殊土的不良地质特性

2、软土地基处理技术的发展现状和存在的问题 2．1发展现状

近40年来，国外的地基处理技术发展的十分迅速，老方法得到改进，新方法不断涌现。在20世纪60年代中期，从如何提高土的抗拉性质这一思路上，发展到土的加筋法；从如何有利于土的排水和排水固结这一基本观点出发，发展到了土工合成材料、砂井预压和塑料排水带；从如何进行深层密实处理的方法考虑，采用加大击实工的措施，发展到了强夯法和振动水冲法等。另外，国外现代工业的发展，对地基工程提供了强大的生产手段，如能制造重达几十吨的强夯起重机械；潜水电机的出现，带来了振动水冲法中振动器等施工机械；真空泵的问世，建立真空预压法，生产了大于20MPa气压的空气压缩机，从而产生了高压喷射注浆法。通过不断的发展使得如今对软土地基处理变得更加简单快捷。

2.2现有软土地基处理方法所存在的问题

为什么在世界各国各种土建，水利、交通等类的工程事故中地基问题造成的工程事故的比例最大，现有的处理方法中存在哪些问题？

(1)未能因地制宜合理选用处理方法。在合理选用地基处理方法方面有时存在一定的盲目性。例如饱和软粘土地基不适宜采用振密、挤密法加固。根据工程地质条件和地基加固原理，因地制宜合理选用处理方法特别重要。在这方面，现在的问题是对几个技术上可行方案进行比较、优化不够。采用的不是较好的方法，更不是最好的方法。有时工程问题是解决了，但造价高和工期长。

(2)不能正确评价每种地基处理方法的适用性。人人都承认每种地基处理方法都有一定的适用范围，但遇到具体问题就会盲目扩大其应用范围，对这种情况施工单位更应注意。

(3)施工单位素质差影响地基处理质量。这方面最典型的例子是搅拌桩施工。几年前上海市建委发文禁用粉喷深层搅拌法，接着不少地区也采取类似措施。深层搅拌法不能满足地基处理要求并不是深层搅拌法工法本身不成熟，也不是深层搅拌法加固地基设计方法不对。影响施工质量主要是施工单位素质和施工机械两方面问题。先分析施工单位素质存在的问题。前些年，地基处理施工队伍的快速膨胀，造成绝大多数施工队伍缺乏必要的技术培训，熟练技术工人缺乏是普遍现象。除此之外，还存在偷工减料现象。其它地基处理方或轻或重也存在类似问题。

(4)施工机械简陋影响地基处理水平和质量。近二十几年来，我国地基处理施工机械发展很快，许多已形成系列化产品。但应看到与我国工程建设需要相比较，差距还很大。还以深层搅拌法为例，不能很好保证施工质量不仅与施工单位素质有关，也与目前应用的施工机械水平有关。简陋的机械要保持稳定良好的施工质量是困难的。

(5)地基处理理论落后于实践。从实践一理论一再实践的角度看，实践先于理论是一般规律，对土木工程更是如此。但重视理论研究，用理论指导实践也是很重要的。对地基处理各种工法及一般理论缺乏深入系统的研究也是发展中存在的问题之一。

(6)不少工法缺乏完善的质量检验手段。完善的质量检验手段是保证施工质量的重要措施。目前不少工法缺乏完善的质量检验手段。

三、简要介绍常用的软土地基处理方法及其原理

随着现代工程技术的发展进步以及新的加固技术、新型材料的不断研发，使得软土地基处理技术日趋完善。(1)换土垫层法

换土垫层法的原理是：将基础底面以下不太深的一定范围内的软弱土或不良土挖去，以质地坚硬、强度较高、性能稳定、压缩性较小、具有抗侵蚀性的砂、砾、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、矿渣等材料分层充填，并同时以人工或机械方法分层压、夯、振动，使之达到要求的密实度，形成良好的人工地基。垫层能有效扩散基底压力，提高地基承载力、减少沉降、加速软弱土层的排水固结、防止冻胀、消除膨胀土的胀缩作用等。适用于各种软弱土及山地不良地基的浅层处理。使用的主要材料：砂、砾石、石渣、粉煤灰、矿渣等。使用的主要机械设备：人工挖土或机械挖土、垫层材料运输、压实或夯实机械。

(2)挤淤置换法

挤淤置换法的原理是：依靠换填材料的自重以及借助于其他外力，如压载、振动、爆炸、强夯或卸荷等，使软弱层遭受破坏后被强制挤出而进行的换填处理。适用于厚度较小的淤泥地基。

(3)强夯置换法

强夯置换法是一种普遍运用的方法，其原理是采用边填碎石边强夯的强夯置换法在地基中形成碎石墩体，由碎石墩、墩间土以及碎石垫层形成复合地基，以提高地基承载力、减少沉降。适用于人工填土、砂土、粘性土和黄土、淤泥和淤泥土地基。使用的主要材料：碎石、矿渣等。使用的主要机械设备：夯锤、起重设备、脱钩装置及运输装卸机械。

(4)碎石桩(置换)法

原理是在软粘土地基中采用沉管法或其它方法设置密实的砂桩或碎石桩，以置换同体积的粘性土形成砂石桩复合地基，以提高地基承载力。同时砂石桩还可以同砂井一样起排水作用，以加速地基土固结。适用于软粘土地基。使用的主要材料：砂或碎石、砾石。使用的主要机械设备：打桩机。

(5)振冲置换法

振冲置换法的原理是利用振冲器在高压水流作用下边振边冲在地基中成孔，在孔内填入碎石、卵石等粗粒料且振密成碎石桩。碎石桩与桩土间形成复合地基，以提高承载力，减小沉降。适用于不排水抗剪强度不小于20kPa的粘性土、粉土、饱和黄土和人工填土等地基。使用的主要材料：碎石、砾石。使用的主要机械设备：振冲器、起重机或施工专用平台和水泵。

(6)加载预压法

原理是在建造建筑物之前，天然地基在预压荷载作用下压密、固结，地基产生变形，地基土强度提高，卸去预压荷载后再建造建筑物，完工后沉降小，地基承载力也得到提高。堆载预压有时也利用建筑物自重进行。当天然地基土渗透性较小时，为了缩短土体排水固结的排水距离，加速土体固结，在地基中设置竖向排水通道，常用形式有普通砂井、袋装砂井、塑料排水板等。当采用竖向排水通道时，也分别称为袋装井法、袋装砂井法或塑料排水带法等。［7］适用于软粘土、粉土、杂填土、冲填土、泥炭土地基等。使用的主要材料：堆载用料可用土石方或其他填料;垫层材料用渗透系数大于10-3 m/s、含泥量小于3%、级配较好的中粗砂；竖向排水通道之砂井法需用同垫层材料要求相同的砂，袋装砂井法还需聚丙烯机织土工物，塑料排水带法需塑料排水带。使用的主要机械设备：堆载用料的运输、装卸机械，也可用人工运输，静压沉管机械、锤击沉管机械，动力螺旋钻机，袋装砂井专用打设机，塑料排水带插板机。

(7)降低地下水位法

原理是通过降低地下水位，改变地基土受力状态，其效果如堆载预压，使地基土固结。在基坑开挖围护设计中可减小作用在围护结构上的土压力。适用于砂性土或透水性较好的软粘土层。

4(8)石灰桩法

原理是通过机械或人工成孔，在软弱地基中填入生石灰或生石灰块加其他掺合料，通过石灰的吸水膨胀、放热以及离子交换作用改善桩周土的物理力学性质，并形成石灰桩复合地基，可提高地基承载力、减少沉降。适用于杂填土、软粘土地基。使用的主要材料：生石灰。使用的主要机械设备：打桩机或洛阳铲成孔。

(9)深层搅拌法

原理是利用深层搅拌机将水泥或石灰和地基土原位搅拌形成圆柱状、格栅状或连续墙水泥土增强体，形成复合地基以提高地基承载力，减小沉降。深层搅拌法分为喷浆搅拌法和喷粉搅拌法两种，也可用它形成防渗帷幕。适用于淤泥、淤泥质土和含水量较高、地基承载力不大于120KPa的粘性土、粉土等软土地基。用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性时宜通过试验确定其适用性。使用的主要材料：水泥。使用的主要机械设备：深层搅拌机，按搅拌轴分为单轴和双轴两种，按喷射方式分为浆液喷射和粉体喷射两种。配套设备：浆液喷射主要有灰浆搅拌机、灰浆泵，粉体喷射主要有粉体发送器、空气压缩机以及计量器等。

(10)高压旋喷注浆法

原理是利用钻机将带有喷嘴的注浆管钻进预定位置，然后用20Mpa左右的浆液或水的高压流冲切土体，形成水泥土增强体。有单管法、二重管法、三重管法。在喷射浆液的同时通过旋转、提升形成定喷、摆喷和旋喷。可形成复合地基以提高承载力，减少沉降，也常用它形成防渗帷幕。适用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等地基。当土中含有较多的大块石，或有机质含量较高时应通过试验确定其适用性。使用的主要材料：水泥。使用的主要机械设备：钻机、高压泵、泥浆泵、空气压缩机、注浆管、喷嘴、流量计、输浆管、制浆机等。

以上论述的几种软土地基处理方法，仅仅是众多处理方法中较具代表性的，在各个不同的工程建设过程中，建设人员要针对不同的地质条件、技术条件、设备条件、资金力度等因地制宜的采用一种最为经济合理，施工方便的地基处理技术。本文将要重点介绍的喷粉桩加固地基处理技术，就是一种具有加固工艺合理、施工简单、技术可靠、成本低廉、进度快、无振动、无噪音、工期短、占地面积小等优点的处理技术。

四、喷粉桩加固地基的处理方法

1、喷粉桩加固地基处理技术的概述

粉喷桩是粉体喷射深层搅拌桩加固软土技术的简称。国外定名为DJM工法(Dry Jet Mixing Method)喷粉桩最早是由瑞典和日本于20世纪60年代后期提出的加固地基的技术工艺。80年代初，国内开始研究，1984年7月在广东省云浮硫铁矿铁路专用线上用石灰搅拌桩加固单孔4.5m盖板箱涵软土地基获得成功，1985年4月通过铁道部部级技术鉴定。此后，很多设计单位将喷粉桩技术进行了推广应用，特别是地下水位较高的地区。

2、该技术的工作原理

通过喷射搅拌机将粉状加固料如水泥、石灰粉等用压缩空气喷入地基深部凭借搅拌机的回转钻头叶片使加固料与原位软土混合就地搅拌形成具有整体性、水稳性及一定强度的桩体。桩体中的加固料与软土产生一系列物理化学反应使软土硬结从而使桩体与桩间土一起组成复合地基起到加固地基的目的。

2.1喷粉桩所采用固化剂的分类

当前在实际工程中喷粉桩所用的固化剂主要是水泥或石灰两钟，喷拌成水泥土桩或石灰土桩。

采用水泥作为固化剂时，水泥的水化与其在混凝土中的变化机理不同，混凝土的硬化是水泥在粗骨料中进行，而水泥土硬化是水泥在具有活性的粘土介质中进行，作用缓慢而复 5 杂。采用生石灰作固化剂时，石灰在土层中吸水、膨胀、发热和进行复杂的离子交换，土微粒凝聚、火山灰、碳酸钙、固结等一系列物理化学反应，生成复杂的化合物，这些化合物在水和空气中逐渐硬化、使土粒得到牢固结合和加强，促使周边土体固结，从而形成较高强度的石灰土。

3、喷粉桩处理的特性

喷粉桩是由水泥或石灰作固化剂而形成的灰土桩，因为它既不能掺入高强度的粗石骨料，也不能通过用配置钢筋的方法来提高自身的承载力，所以喷粉桩仅考虑竖直荷载的作用，不象砼桩那样，承受竖向力的同时还能承受水平力。喷粉桩自身性质介于刚性桩（钢筋混凝土灌注桩、钢筋混凝土预制桩、木桩、钢管桩等）与柔性桩(碎石桩、砂桩、土桩等)之间的一种桩型，它的刚度、抗压强度和抗侧向压力作用均小于刚性桩而大于柔性桩。由于喷粉桩所用的固化剂是在钻孔过程中、通过钻杆喷入土层中的，桩载面中心的钻杆占去一定的空间，钻头叶片距端头越近搅拌力矩越大，使灰土搅拌愈均匀；因此桩身截面的强度是不均匀的，中心轴处强度最低，沿截面经向由中心轴向外边缘强度逐渐增强，在喷粉桩施工过程中应空杆复钻一次，以便提高混合土的均匀性是非常必要的。喷粉桩的轴向应力分布是不均匀的，从桩顶自上而下轴向力逐渐减小，最大轴向力位于桩顶3-5倍桩径范围内，再往下轴向力收敛很快，所以，喷粉桩的破坏机理是，以浅层桩向纵向压缩变形增长，外荷载继续增加，桩向达到抗裂极限状态，而使桩体失去传力功能。

4、喷粉桩在工程施工中的应用

1、提高基础地耐力：喷粉桩适用于加固软土地基，增强软土地基的承载力，使之提高建筑物的基础地耐力。

2、加固软土边坡：当此次工程进行建筑物基坑开挖时，我们遇到地面宽度不够使放坡受到限制，开挖边坡的稳定性不够等问题。由于喷粉桩可用于加固软土边坡，所以采用单个喷粉桩互相搭接而形成竖壁状墙体作护岸结构，这样比起砼连续墙、预制钢筋砼桩、钢板桩等护岸方案，不但施工简便，而且经济效益可观。

3、基坑的施工：采用水泥作固化剂制成的喷粉桩，由于水泥与原位土混合后，原位土变成较密实的水泥土，大大降低软土的渗透系数，可有效地起到阻水作用，避免坑壁流砂发生。同时，由于喷粉桩下端入土深度校长，切断了地下水的渗透途径，使得基坑降水漏斗变陡，减小了由于降水量大对周围环境的危害，从而使基坑排水作业简便化，有利于基坑的施工。

具有的优点：

加固工艺合理、施工简单、技术可靠、成本低廉、进度快、无振动、无噪音、工期短、占地面积小、对环境无污染、对周围建筑物无影响、加固效果好等，更引人注意的还有：

（1）可以直接在含有地下水的地层中施工成型。

（2）虽然负温下固化料与土的反应减弱，但温度回升后，反应可继续进行，故在地温为-10℃以上的情况下进行施工，毫不影响桩的质量。

（3）施工过程中只向土层中喷射固化料干粉，无需向地层中注入附加水分，不但减少了施工污染，而且使固化料能充分吸收软土中的水分，从而增强加固效果。

（4）施工原料除原位软土外，仅掺入少量固化剂，因此施工工艺简单，施工成本低。

5喷粉桩施工程序：

1、平整场地，整套设备根据实际地形安装就位。

2、喷粉桩机自动纵横向移动，钻头对准孔位。

3、启动搅拌机，钻头正向旋转，实施钻进作业。为了不至堵塞钻头上的喷射口，钻进过程中不喷固化料，只喷射压缩空气，即确保顺利钻进，又减小负载扭矩。随着钻进，使 6 被加固的软土体在原位受到搅动。

4、钻至设计孔底标高后停钻。

5、再次启动搅拌机，反向旋转提升钻头，同时打开发送器前面的控制阀，按需要量向被搅动的疏松土体中喷射固化料——水泥粉（或石灰粉），边提升边喷射边搅拌，尽量达到搅拌均匀，使软土与固化料充分混合，喷射量与控制阀的开放大小成正比，与钻头的提升速度成反比。

6、当钻头提升至高出桩顶40cm～50cm时，发送器停止向孔内喷射粉料，桩柱已形成，将钻头提出地面。

7、为了确保固化剂与土体充分混合或感到某一根桩喷粉质量欠佳时，对原孔应复钻一次，以达到图纸设计要求。

8、实践证明：在喷粉过程中，当钻头提升到最后阶段时应注意控制，使钻头距地表面≥50cm时停止喷粉，不然粉体被带出地面而向空中飞散污染环境。

 6.1喷粉桩施工程序图

a.钻机定位 b.喷气钻井 c.终孔停钻 d.喷粉提升 e.成桩、钻头提至地面

1.喷钻机 2.钻架 3.钻杆 4.钻头 5.钻孔 6.成桩

结束语：

软土地基有极大的危害性，如果不处理或处理不当，就会造成地基失稳，使构造物沉降过大或不均匀沉降，对构造物造成不同程度的危害。软土地基的处理方法很多，但是结合实际情况，我国各地区的环境，土质皆有不同。前辈们的工程实践经验很宝贵，值得我们借鉴，但在实际工程中需要我们勇于探索，力求用最简单、最经济的施工方法完成任务。

参考文献：

[1]中国建筑科学研究院.《建筑地基基础设计规范》.北京:中国建筑工业出版社，2002 [2]交通部第一公路勘察设计院.《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》.北京:人民交通出版社，1996 [3]铁道第一勘察设计院.《铁路工程地质手册》[M].北京:中国铁道出版社，1999 [4]铁道第三勘察设计院.铁路工程设计手册:《桥梁地基和基础》[M].北京:中国铁道出版社，2002 [5]建设部综合勘察研究设计院.《岩土工程勘察规范》.北京:中国建筑工业出版社，2001 [6]殷宗泽、龚晓南．《地基处理工程实例》．中国水利水电出版社．2000 [7]翁春旭．处理软土地基排水固结法的技术经济分析． 2000

第四篇：道路软土地基处理过程中学习心得

道路软土地基处理过程中学习心得

软基处理方法很多，具体处理方法大家都知道就不介绍了，仅说一下岩土勘察报告出来应怎么看，软土怎么判断，好如何进行下处理。

软土地基处理后如何来鉴定与评价所取得的效果，目前不完全的统计大体有两类办法：

1、以地基承载力为标准，或辅以触探。常用于建筑地基。

2、以计算的工后沉降为标准。常用于高速公路、市政道路方面的工程中。市政道路下处理时也参看第1条。

计算的工后沉降不超过规范许可值，这仅仅是计算结果而已。其可靠性极差。因此，有条件的地区和部门都在做“工后长期观察”，以求积累经验，供日后工程设计、施工参考。

于是，在填筑路基（或道基）前，在铺筑路面（或道面）前，在高速公路或市政道路交付使用验收之时，软土地基处理结果完善了没有？究竟可靠不可靠？对这个问题不能做出答复。

我不赞成软土地基处理设计过程中设计人员过分沉湎于各种沉降计算，因为计算结果的可靠程度太让人们质疑了。计算结果只能起到比较参考作用，不可能成为设计结果的依据。我认为，要认真阅读软土地基六个方面的资料，全面分析所在地段的软土特征。这六个方面是：

1、各土层土壤成因；

2、各土层土壤类别；

3、各土层土壤所处状态；

4、各土层土壤四大物理指标，K（压实系数），δ（干容重），ω（含水量），e0（天然孔隙比）；

5、规范所指软土和习惯所称软粘土所处层位与层厚；

6、钻探孔位地基承受不同荷载（路基、路面，折算成土柱高度）条件下的主固结沉降计算值，以及各钻探孔位承受不同填土荷载条件下的主固结沉降计算值的图示。

通过阅读以上材料可以形成清晰的概念：沿路线方向分布的软土地基，其弱软程度是不一样的（通过主固结沉降反映出来）；同一地层断面中软土仅仅只分布在若干层位中，或厚或薄，或深或浅；同一地层断面中软土层的弱软程度也是不一样的（通过K、δ、ω、e0反映出来），其中最直观的，也是最本质的参数应为δ（或K）和ω。通过这样的阅读使我们真正抓住处理重点所在，避免以笼统概念来“加封”软土地基，进而避免以笼统的规范来对待它。

那么，软土地层的δ（或K）和ω应该限定或处理到什么程度，什么限值为宜呢？原则上讲应该处理到脱离软土、软粘土范畴为宜。脱离软粘土范畴的具体标准又是什么呢？让我们来了解路基施工规范：规范规定填方路段路床顶面以下大于1.5m深度的路基压实度应该大于或等于0.90。路床顶面以下大于1.5m的填方路段，大体上相当于路基填土高度大于2.2m左右。那么，对于填方下面的天然地基，要求它具有0.85的压实系数是必要和恰当的。过去也有工程实践经验的。若以δmax（最佳含水量条件下的最大干容重）等于1.80g/cm3，土颗粒比重2.70计，当K=0.85时，土壤的孔隙率等于43.3%，孔隙比等于0.76，饱和含水量等于28.3%（土壤中的孔隙全由水份充满）。这是软粘土的界定含水量标准。当地基表层含水量大于28%～30%时，筑路机械几乎无法直接在地基表面上作业。

于是，经处理过的软土地基各地层应具有的标准是：K≥0.85，与其对应的δ≥1.53g/cm，ω≤28.3%。具备这一标准的地基土已经不再是软粘土，更不是软土了。

那么，达到上述标准的地层深度应该是多少呢？公路方面的相关规范从未提及到对地基的要求。建筑方面有持力层厚度为5m的说法（浅基础的持力层）。公路方面众多技术人员议论中的持力层厚度（针对填方高度5m以内）为5～6m。关于持力层厚度问题暂时没有可参考的资料，因为过去不曾重视过这方面的事情。但公路方面众多技术人员有一不成文的共识：软土地基处理重在上层。

有了初步的标准就可以有相应的鉴定办法。对经软土地基强夯法处理过的地基进行钻探取样，分层测定δ和ω值。同处理前的地层δ、ω值对照，变化了否？达到要求了否？取样检查深度暂时可取10m以内，以期积累经验。鉴定深度可暂定为5m。

第五篇：软土地基松木桩处理技术

一.软弱地基的种类及常见的处理方法

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，它们的共同特点是承载力低、压缩性高。目前对厚度较大的软弱地基一般采用各类钢筋混凝土桩进行处理，对含水量和孔隙比较大的软弱地基一般采用砂桩、石灰桩，化学灌浆或堆载预压等方法处理。各种处理方法都有较强的针对性，处理方法选择是否合理，直接影响到建筑物的设计是否安全和节约。在实际工程中，松木桩处理软弱地基的问题较少提及，笔者认为在条件许可的情况下采用短木桩处理某些软弱地基不仅施工较为便捷，而且费用也较为经济合理。二.用松木桩处理地基的实例

在实际工程中软弱地基普遍存在，对于一些层数较低、荷载较轻的建筑物地基或遇局部暗塘的情况，大多是采用松木桩处理地基的。下面就１１０ＫＶ鹿山变电所主控楼的地基处理作一简要介绍。（１）工程的地质概况

该工程位于鹿山附近，建筑面积６５０m２，两层全框架结构。地质剖面自上而下由杂填土、淤质粘土、含淤质砾砂卵石、粉质粘土及粘土构成。

淤质粘土呈软塑状，下部的含淤质砾砂卵石呈中密状，是较为理想的持力层。持力层的实际埋深约４米。当时曾考虑用砼短桩或换土垫层法处理，经技术经济比较确定了松木桩的处理方案。（２）松木桩的设计计算

在设计中短木桩用作挤密桩时可按下式设计： Ｓ=0.95d√(1+ e０)／(e０-e１)

n=Ａ/ＡＰ Ｓ――桩的间距（m）d――桩径（m）

e０――挤密前土的天然孔隙比

e１――挤密后作要求达到的孔隙比，可按地基所需的承载力设计值再根据《建筑地基基础设计规范》附录五附表５－３或５－４确定 n――每m２桩的根数

Ａ――每m２地基所需挤密桩面积，Ａ=(e０-e１)/(1+ e０)ＡＰ――单桩横截面积（m２）

在设计中，当桩端有硬壳层存在时，可作为端承桩，按下式计算： Ｐa=Ψα[σ]A-----------------(a)Ｐa――单桩承载力

Ψ―――纵向弯曲系数，与桩间土质有关，一般可取１ α―――桩材料的应力折减系数，木桩取0.5 [σ]――桩材料的容许压力，kＰa

本实例中柱下独立基础附加应力及自重总值为950KN。选③层为桩端持力层，地基土的容许承载力经综合分析后取值130kPa，基础埋深１.5米，经计算基础尺寸为2.6*2.9m2。持力层埋藏较浅，因而采用端承桩设计。根据（a）式，当以松木为材料，桩直径为15cm时，[σ]为2773.4kPa

Ｐa=1*0.5*2773.4*(0.15/2)2*π=24.5KN/根 每平方米所需桩数为

n=950/(2.6*2.9*24.5)=5.14根／m2 实取５根／m2 该工程的桩基底面积为210m2，所需桩数: 210*5=1050根

桩的布置按梅花形： 全部打桩完毕后，在桩顶面铺设20cm厚片石灌石子，加以夯实，然后再做基础。（３）经济效果分析

软弱地基的松木桩处理技术

根据建筑预算定额，φ15cm的松木桩2.5m长每根桩工料费为15元／根，总费用1050*15=1.575万元。若用12cm*12cm混凝土预制短桩约需5.1万元；若用换土垫层则需2.4万元，并且因地下水位较高，换土施工难度很大。显然用松木桩方案为首选。该工程1999年5月竣工两年多来，通过使用和观测证明，结构稳定安全。

三.松木桩处理软弱地基的适应条件

根据笔者在软土地基上工程建设的实践经验，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；再者，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，通过方案比较、合理地选择地基处理方案。一般软土厚度小于5m时较为适宜用松木桩处理，为了便于打桩，桩长不宜超过4m。作端承桩时，为了保证桩尖能进入持力层，上部可先开挖至基础的埋深后再打桩。桩的材料必须用松木，因松木含有丰富的松脂，这些松脂能很好地防止地下水和细菌对其的腐蚀，价格也较为便宜。松木桩适宜在地下水以下工作，对于地下水位变化幅度较大或地下水具有较强腐蚀性的地区，不宜使用松木桩。

实践证明，短木桩处理软弱地基时，有施工方便、经济效益明显的优点，它可避免大量的土方开挖，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，它不失为一种处理软弱地基的有效手段。