软 弱 地 基 的 处 理 方 法

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1、对对 软软 弱弱 地地 基基 的的 处处 理理 方方 法法 的的 探探 讨讨On soft ground treatment of Discussion摘要：软弱地基是一种不良地基，因此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。目前，针对软弱地基的不同构成和厚度有很多不同的处理方法，本文结合作者自身的工程实践,作对软弱地基的不同种类和厚度问题作一些探讨；对厚度较大，地下水位变化幅度较大或地下水具有较强腐蚀性的地区，应采用深层搅拌形成的水泥土桩的方法；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;一般软土厚度小于5m，地下水位较深不具有较强腐蚀性时

2、，较为适宜用松木桩处理。各种处理方法都有较强的针对性， 详细介绍了深层搅拌法，化学灌浆法，松木桩处理法。关键词：软弱地基，地基处理，深层搅拌法，化学灌浆法，松木桩处理软弱地基。软弱地基是一种不良地基。由于软土具有强度较低、压缩性较高和透水性很小等特性，因此在软土地基上修 建建筑物，必须重视地基的变形和稳定问题。在软弱土地基上的建筑物往往会出现地基强度和变形不能满足设计 要求的问题，因而常常需要采取措施，进行地基处理。处理的目的是要提高软弱地基的强度，保证地基的稳定， 降低软弱土的压缩性，减少基础的沉降和不均匀沉降。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、河流相和海湖相沉积而

3、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；一般软土厚度小于 5m，地下水位较深不具有较强腐蚀性时，较为适宜用松木桩 处理。对表层软土可采用换土法，挖除软土换填砂壤土、灰土、粗砂。 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；详细介绍了深层搅拌法，化学灌浆法，松木桩处理 法。1.深层搅拌法

4、的应用；深层搅拌法适于处理淤泥、淤泥质粘土、粉土和含水量较高且地基承载力标准值不大于 120KPa 的粘性土等地 基。当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，冬季施工时应注意负温对处理效果的 影响。工程地质勘察应查明填土层的厚度和组成，软土层的分布范围、含水量和有机质含量，地下水的侵蚀性质等。深层搅拌设计前必须进行室内加固试验，针对现场地基土的性质，选择合适的固化剂及外掺剂，为设计提供 各种配比的强度参数。加固土强度标准值宜取 90d 龄期试块的无侧限抗压强度。1.1 设计深层搅拌法处理软土的固化剂可选用水泥，也可选用其它有效的固化材料。固化剂的掺入量宜为被加固土重 的

5、7%15%.外掺剂可根据工程需要选用具有早强、缓凝、减水、节约水泥等性能的材料，但应避免污染环境。搅拌桩复合地基承载力标准值应通过现场复合地基荷载试验确定，也可按下式计算：fspk=mRa/Ap + （1-m）fsk （1）式中fspk 复合地基的承载力特征值；m 面积置换率；Ap 桩的截面积；fsk 桩间天然地基土承载力特征值； 桩间土承载力折减系数，当桩端土为软土时，可取 0.51.0，当桩端土为硬土时，可取 0.10.4， 当不考虑桩间土的作用时，可取 0；Ra 单桩竖向承载力特征值，应通过现场单桩荷载试验确定。单桩竖向承载力标准值也可按下列二式计算， 取其中较小值：Ra =fcu，kA

6、pRa=qsUpl + Apqp式中fcuk 与搅拌桩身加固土配比相同的室内加固土试块（边长为 70.7mm 的立方体，也可采用边长为 50mm 的立方体）的无侧限抗压强度平均值； 强度折减系数，可取 0.350.50；qs 桩周土的平均摩擦力，对淤泥可取 58KPa，对淤泥质土可取 812KPa，对粘性土可取 1215KPa；Up 桩周长；l 桩长；qp 桩端天然地基土的承载力标准值，可按国家标准建筑地基基础设计规范GBJ7-89 第三章第二节的 有关规定确定； 桩端天然地基土的承载力折减系数，可取 0.40.6.在设计时，可根据要求达到的地基承载力，按（1）式求得面积置换率 m.深层搅拌桩

7、平面布置可根据上部建筑对变形的要求，采用柱状、壁状、格栅状、块状等处理形式。可只在基 础范围内布桩。柱状处理可采用正方形或等边三角形布桩形式，其桩数可按下式计算：n=mA/Ap （9.2.3）式中n 桩数；A 基础底面积。当搅拌桩处理范围以下存在软弱下卧层时，可按国家标准建筑地基基础设计规范GBJ7-89 的有关规定进 行下卧层强度验算。搅拌桩复合地基的变形包括复合土层的压缩变形和桩端以下未处理土层的压缩变形。其中复合土层的压缩变 形值可根据上部荷载、桩长、桩身强度等按经验取 1030mm.桩端以下未处理土层的压缩变形值可按国家标准 建筑地基基础设计规范GBJ7-89 的有关规定确定。深层搅拌

8、壁状处理用于地下挡土结构时，可按重力式挡土墙设计。为了加强其整体性，相邻桩搭接宽度宜大 于 100mm.1.2 施工a.深层搅拌法施工的场地应事先平整，清除桩位处地上、地下一切障碍物（包括大块石、树根和生活垃圾等） 。场地低洼时应回填粘性土料，不得回填杂填土。基础底面以上宜预留 500mm 厚的土层，搅拌桩施工到地面，开挖基坑时，应将上部质量较差桩段挖去。b.深层搅拌施工可按下列步骤进行：1）深层搅拌机械就位；2）预搅下沉；3）喷浆搅拌提升；4）重复搅拌下沉；5）重复搅拌提升直至孔口；6）关闭搅拌机械。c.施工前应标定深层搅拌机械的灰浆泵输浆量、灰浆经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间和起吊设备提升

9、速度 等施工参数，并根据设计要求通过成桩试验，确定搅拌桩的配比和施工工艺。d.施工使用的固化剂和外掺剂必须通过加固土室内试验方能使用。固化剂浆液应严格按预定的配比拌制。配 备好的浆液不得离析，泵送必须连续，拌制浆液的罐数、固化剂与外掺剂的用量以及泵送浆液的时间等应有专人 记录。e.应保证起吊设备的平整度和导向架的垂直度，搅拌桩的垂直度偏差不得超过 1.5%，桩位偏差不得大于 50mm.f.搅拌机预搅下沉时不宜冲水，当遇到较硬土层下沉太慢时，方可适量冲水，但应考虑冲水成桩对桩身强度 的影响。g.搅拌机喷浆提升的速度和次数必须符合施工工艺的要求，应有专人记录搅拌机每米下沉或提升的时间，深 度记录误

10、差不得大于 50mm，时间记录误差不得大于 5s，施工中发现的问题及处理情况均应注明。 1.3 质量检验a.施工过程中应随时检查施工记录，并对每根桩进行质量评定。对于不合格的桩应根据其位置和数量等具体 情况，分别采取补桩或加强邻桩等措施。b.搅拌桩应在成桩 7d 内用轻便触探器钻取桩身加固土样，观察搅拌均匀程度，同时根据轻便触探击数用对比 法判断桩身强度。检验桩的数量应不少于已完成桩数的 2%.c.在下列情况下尚应进行取样、单桩荷载试验或开挖检验：1）经轻便触探对桩深强度有怀疑的桩应钻取桩身芯样，制成试块并测定桩身强度；2）场地复杂或施工有问题的桩应进行单桩荷载试验，检验其承载力；3）对相邻桩

11、搭接要求严格的工程，应在桩养护到一定龄期时选取数根桩进行开挖，检查桩顶部分外观质量。d.基槽开挖后，应检验桩位、桩数与桩顶质量，如不符合规定要求，应采取有效补救措施。2.化学灌浆法的应用2.1 工程概况 广州市内环路南田东段 k1229782427647 路段（长 198m，宽 36m40m）工程地质条件较差，上部地层 （主要受力层）主要由杂填土（厚度 13m32m，平均 20m）、淤泥或淤泥质土（厚度 04m14m，平 均 064m）、粉、细砂（厚度 06m36m，平均 18m）组成。由于杂填土结构疏松（fk90kPa）、淤泥或 淤泥质土呈软流塑状（fk50kPa）、粉、细砂饱和松散（标贯试

12、验锤击数平均 6 击，fk100kPa），满足不了 上部荷载对路基的要求，因而导致路基在通车后将产生较大沉降。为保证该段路基的稳定，提高地基土强度和变 形模量，以满足上部荷载对地基土承载力的要求，提出了对该段路基采取灌浆加固处理方案。这主要是基于杂填 土孔隙大，可灌性好，灌浆后其力学强度、抗变形能力和均一性会有所提高，整体结构得到加强；淤泥或淤泥质 土和粉、细砂通过钻孔灌入浓浆后，使土体压密和置换；杂填土之上已施工完的 30cm 厚 6水泥石屑稳定层为良 好的灌浆盖板。 2.2 灌浆加固机理 灌浆就是要让水泥或其他浆液在周围土体中通过渗透、充填、压密扩展形成浆脉。由于地层中土体的不均匀性， 通

13、过钻孔向土层中加压灌入一定水灰比的浆液，一方面灌浆孔向外扩张形成圆柱状浆体，钻孔周围土体被挤压充 填，紧靠浆体的土体遭受破坏和剪切，形成塑性变形区，离浆体较远的土体则发生弹性变形，钻孔周围土体的整 个密度得到提高。另一方面随着灌浆的进行，土体裂缝的发展和浆液的渗透，浆液在地层中形成方向各异、厚薄 不一的片状、条状、团块状浆体，纵模交错的浆脉随着其凝结硬化，造成结石体与土体之间紧密而粗糙的接触， 沿灌浆管形成不规则的、直径粗细相间的桩柱体。这种桩柱体与压密的地基土形成复合地基，相互共同作用起到 控制沉降、提高承载力的作用。 2.3 灌浆设计 2.3.1.灌浆标准 2.3.2. 强度控制标准 灌浆

14、后，杂填土承载力标准值（fk）要求达到 130kPa，淤泥或淤质土 fk 值 80kPa100kPa，粉细砂 fk 值大于 110kPa；复合地基承载力标准值不小于 130kPa。2.3.3.施工控制标准 施工控制标准是获得最佳灌浆效果的保证。本次灌浆对象之一的杂填土，由于均一性差、孔隙变化大、理论耗浆 量不定，故不单纯用理论耗浆量来控制，同时还按耗浆量降低率来控制，即孔段耗浆量随灌浆次序的增加而减少。2.3.4. 灌浆段选择 本次灌浆分两个灌浆段，即第一灌浆段为杂填土范围；第二灌浆段为淤泥或淤泥质土和粉、细砂范围。 2.3.5.浆材及配方设计 浆材采用两种配方的纯水泥浆，在第一灌浆段水灰比为

15、 05，在第二灌浆段为 075。若杂填土中局部孔隙较大， 导致灌浆量过大时，采用水水泥细砂07511 的水泥砂浆灌注。 2.3.6. 浆液扩散半径（r）的确定 由于杂填土均一性差，其孔隙率、渗透系数变化大，因而仅用理论公式计算浆液扩散半径显然不甚合理，现据大 量的经验数据，暂定 r 值为 15m。在现场进行灌浆试验后进一步确定 r 值。 2.3.7. 灌浆孔位布置 灌浆孔采取梅花形分布，假定灌浆体的厚度 b 为 166m，则灌浆孔距 L2（r2b24） 12215216624）1225m，最优排距 Rmrb2151662233m。 h. 灌浆孔孔深 根据工勘资料，暂定孔深 35m60m，平均约

16、 45m，以孔底到粘性土层为准。 2.3.8. 灌浆压力 由于灌浆压力与土的重度、强度、初始应力、孔深、位置及灌浆次序等因素有关，而这些因素又难以准确地确定， 因而本次灌浆的压力通过灌浆试验来确定。现据有关公式计算，暂定灌浆压力在第一、第二灌浆段灌浆时分别为 0.1MPa0.2MPa、0.3MPa0.4MPa，在灌浆过程中根据具体情况再作适当的调整。 2.3.9. 灌浆量 灌浆量主要与灌浆对象的体积 v、土的孔隙率 n 和经验系数 k 值有关，据 Qkvn 公式，理论估算杂填土、淤 泥或淤泥质土和粉、细砂的单位吸浆量分别为 0.35m3、0.28m3 和 0.18m3。 2.3.10. 灌浆结束标准 在规定的灌浆压力下，孔段吸浆量小于 06Lmin，延续 30min 即可结束灌浆，或孔段单位吸浆