第一篇：浅谈常见的软弱地基及其加固处理方法

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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

通过对软弱地基的处理，使得满足各种大型和高层建筑的需要。在软弱地基处理的时候，要结合拟建区域内地基土的组成及力学性质等实际情况，采用不同的地基处理方法。既可以设计措施与施工方法相结合，也可以多种施工方法综合运用来保证工程建设的质量，使工程建设取得良好的经济效益和社会效益。

第二篇：软弱地基处理方法

软弱地基处理方法

软弱地基是指由具有强度较低、压缩性较高及其他不良性质的软弱土（如淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土）组成的地基,天然孔隙比大于或等于1.0，且天然含水量大于液限的细粒土称之为软土。它包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土。

地基处理的目的是采取切实有效的处理方法，改善地基土的工程性质，使其满足工程建设的要求。本文指出了软弱地基处理的基本方法、原理和适用范围，并提出了确定 地基处理方法的步骤。1.常用的软弱地基处理方法

根据地基处理方法的原理，目前常用的软弱地基处理方法基本上分为碾压及夯实、换填垫层、排水固结、振密挤密、置换及拌入、加筋及其他方法等七类：

1.1碾压及夯实。重碾压及夯实的地基处理具体有锤夯实、机械碾压、振动压实、强夯法(动力固结)等处理方法。（1）原理及作用：利用压实原理，通过机械碾压夯击，把表层地驻土压实，强夯则利用强大的夯击能，在地基中产生强烈的冲击波和动应力，迫使土动力固结密实。（2）适用范围：适用于碎石、砂土、粉土、低饱稠蔑的粘性土、杂填土等。

1.2换填垫层。换填垫层具体可分为：砂石垫层、素土垫层、灰土垫层、矿碴垫层等方法。（1）原理及作用：以砂石、素土、灰土和矿渣等强度较高的材料，置换地基表层软弱土提高持力层的承载力，扩散应力，减少沉降量。（2）适用范围：适用于处理暗沟、暗塘等软弱土地基。

1.3排水固结。具体可分为：天然地基预压、砂井预压、塑料排水带预压、真空预压、降水预压。（1）原理及作用：在地基中增设竖向排水体，加速地基的固结和强度增长，提高地基的稳定性，加速沉降发展，使地基沉降提前完成。（2）适用范围：适用于处理饱和软弱土层；对于渗透性极低的泥炭土，必须慎重对待。

1.4振密挤密。振密挤密具体可分为：振冲挤密、灰土挤密桩、砂石桩、石灰桩、爆破挤密。（1）原理及作用：采用一定的技术措施，通过振动或挤密，使土体的孔隙减少，强度提高，必要时，在振动挤密的过程中，回填砂、砾石、灰土、素土等，与地基土组成复合地基，从而提高地基的承载力，减少沉降量。（2）适用范围：适用于处理松砂、粉土、杂填土及湿陷性黄士。

1.5置换及拌入。置换及拌入具体可分为：振冲置换、深层搅拌、高压喷射注浆、石灰桩等。（1）原理及作用：采用专门的技术措施，以砂、碎石等置换软弱土地基中部分软弱土，或在部分软弱土地基中掺人水泥、石灰或砂浆等形成增强体，与未处理部分土组成复合地基，从而提高地基的承载力，减少沉降量。（2）适用范围： 粘性土、冲填土、粉砂、细砂等。振冲置换法对于排水剪强度 20KPa时慎用。1.6加筋。加筋具体可分为：土工合成材料加筋、锚固、树根桩、加筋土。（1）原理及作用：在地基土中埋设强度较大的土工合成材料、钢片等加筋材料，使地基土能够承受抗拉力，防止断裂，保持整体性，提高刚度、改变地基土体的应力场和应变场，从而提高地基的承载力，改善地基的变形特性。（2）适用范围：软弱上地基、填土及高填土、砂土。

1.7其他。其他还有灌浆、冻结、托换技术、纠偏技术等处理方法。（1）原理及作用：通过独特的技术措施处理软弱土地基。（2）适用范围：根据实际悄况确定。地基处理方法很多，各种处理方法部有它的适用范围、局限性和优缺点，没有一种方法是万能的。具体工(下转第58页)(上接第25页)程情况很复杂，工程地质条件千变万化，各个工程间地基条件差别很大，具体工程对地基的要求也不同。而且机具材料等条件也会因工作部门不同、地区不同而有较大的差别。因此，在选择地基处理方法前，应完成下列工作：(1)搜集详细的岩土工程勘察资料、上部结构及基础设计资料等；(2)根据工程的要求和采用天然地基存在的主要问题，确定地基处理的目的、处理范围和处理后要求达到的各项技术经济指标等；(3)结合工程情况，了解当地地基处理经验和施工条件，对于有特殊要求的工程，尚应了解其他地区相似场地上同类工程的地基处理经验和使用情况;(4)调查邻近建筑、地下工程和有关管线等情况;(5)了解建筑场地的环境情况。2.确定地基处理方法的步骤 确定地基处理方法宜按下列步骤进行：(1)根据结构类型、荷载大小及使用要求，结合地形地貌、地层结构、土质条件、地下水特征、环境情况和相邻近建筑的影响等因素进行综合分析，初步选出几种可供考虑的地基处理方案；(2)对初步选出的各种地基处理方案，分别从加固原理、适用范围、预期处理效果、耗用材料、施工机械、工期要求和对环境的影响等方面进行技术经济分析和对比，选择最佳的地基处理方法;(3)对已选定的地基处理方法，宜按建筑物地基基础设计等级和场地复杂程度，在有代表性的场地上进行相应的现场试验或试验性施工，并进行必要的测试，以检验设计参数和处理效果。如达不到设计要求时，应查明原因，修改设计参数或调整地基处理方法。

第三篇：浅析石灰桩加固软弱地基处理方法

浅 析 石 灰 桩 加 固 软 弱 地 基 处 理 方 法

学

专

科

学

姓

校：河南城建学院

业：土木工程 目：地基处理技术

号：011210114

名：罗星

浅析石灰桩加固软弱地基处理方法

摘 要：石灰桩作为一种地基处理手段，其不仅应用于工业与民用建筑地基处理，还大量应用与公路路基，铁路路基以及港口软基处理。本文从桩间土和桩身两个方面详细分析了石灰桩加固软地基的机理，并介绍了该方法适宜的地质条件，结合工程实际，对施工工艺及施工过程中的注意事项进行了具体论述。 关键词：石灰桩、软地基、复合地基、加固、施工工艺、适用范围石灰桩的加固原理

石灰搅拌桩是靠石灰与土之间发生一系列的物理化学反应而形成强度的，不同的土质会产生不同的加固效果。

深层搅拌石灰桩施工时通过机械搅拌，钻进时喷射压缩空气，使准备加固的土在原位受到扰动。钻进到设计标高后，钻机钻头反向旋转，边提升边由压缩空气输送生石灰，向着由钻头搅拌叶片旋转产生的空隙部位喷入被搅拌的土体中，使土体和石灰进行充分拌和，形成具有整体性、水稳性和一定强度的石灰土桩，加固深度可以达到20m。

生石灰在土壤中与水结合的反应式如下： CaO+H2O→Ca(OH)2+热量 Ca(OH)2＋CO2→CaCO3

由分子式可知，石灰水化吸收了大量水分，并产生大量的热量，引起土中水分蒸发，使土壤含水量降低，有利于土壤的排水固结。

生石灰水化过程中，体积膨胀约为原来的2倍，在这个过程中桩周土颗粒受到挤压而使土壤密实度增大，这就是所谓的膨胀挤密作用，这使得非饱和土挤实，饱和土排水固结。Ca(OH)2与土中的CO2反应生成强度较高的CaCO3，使桩体承载力大大增加。上述化学反应主要发生在生石灰与土壤强制搅拌混合后的数小时内，是石灰对软粘土的早期基本作用。

熟石灰与粘土颗粒中的活性硅铝矿物进一步缓慢的发生化学作用，反应过程中又吸收熟石灰浆中的水分，形成一种复杂的不溶于水的、将土颗粒粘结在一起的硅酸盐及硅酸钙凝胶，改变了粘土的结构。硅酸钙凝胶起到包裹和联络的作用，形成网状结构，在土颗粒间相互穿插，使土颗粒联系得很牢固，大大改善了土的物理力学性质，进一步发挥石灰固化剂的强化作用。这一过程将持续数年，是石灰对软土的后期加固作用。

通过对一些施工过程中的石灰搅拌桩观测发现，施工期间桩体含水量总是很高，直观上表现为桩顶的垫层上有明显的圆形湿痕，表明桩体含水量及渗透系数大于桩间土。由于桩身材料拌和不均匀，以及配合比、掺和料不同，桩体的渗透系数一般在在4.07×10-3～10-5cm/s之间，相当于粉砂、细砂的渗透系数，比粘土、亚粘土的渗透系数大10倍至100倍，因此桩身排水固结作用较好。

地基的强度包括搅拌桩桩体的强度和桩周上粘聚力增强后的强度，搅拌桩与周围地基相比具有更高的抗剪强度。与搅拌桩相邻的桩周上，由于拌和时产生的高温和凝聚反应形成厚度达数厘米的高度硬壳，此硬壳的存在会阻碍搅拌桩的吸水和排水，尤其是后期排水，但在施工期内该硬壳尚未形成，排水作用可以发挥的。

石灰搅拌桩加固后的地基，桩体强度高于桩间土。因此，在工程结构载荷和车辆载荷作用下，土体被压缩，承载力主要靠桩体承担。由于土相对于桩有向下滑动的趋势，桩面对桩周土产生一向上的摩擦阻力，故靠近桩周土的压力值为向下的施工载荷值与向上的摩擦力两部分之和。因此，靠近桩边的土承担的压力最小，桩间地基土应力下降，而搅拌桩桩体产生应力集中现象。 施工工艺及注意事项

由于石灰桩的膨胀挤密效应和排水固结作用，石灰桩在设计过程中应采用小桩径、密布桩的原则。石灰桩常用桩径为250~400mm，最常用的桩径为300mm，石灰桩的加固深度、桩间距应经稳定验算、沉降验算确定，并满足工后沉降要求。相邻桩的净距应≤4.0倍桩径。用石灰桩处理软地基时，应进行稳定验算和沉降计算。

石灰桩施工工艺分管内成桩和管外成桩两种工艺，一般多采用管内成桩，在此简述管内成桩工艺。管内成桩是指用人工或机械成孔后，再填料夯实、封顶、自上而下成孔、自下而上填夯成桩。它包括人工挖孔成桩、冲击法成桩、螺旋钻成桩、沉管法成桩、爆扩法成桩等施工方法。工艺流程为：桩机就位－成孔至设计深度－填料－夯压实－封顶－完成－根桩的施工。石灰桩施工的要点主要有以下几个方面：

(1)桩体材料的选择。构成桩体的主材是生石灰和粉煤灰，生石灰的活性CaO应大于85%，灰块直径以5cm左右为宜，粉灰含量应小于20%，矸石含量小于5%；粉煤灰为SiO2、Al2O3活性元素含量较高的新鲜粉煤灰，含水量应小于40%。

(2)按合适的比例对桩体材料进行配比。在孔底有余水残浆时，桩端0.5m灰 比为1：1，0.5m以上桩体为1：2，桩端增加灰比解决了桩身密实度和施工安全，但留下了人为的软弱桩段，因此，在桩端0.5m掺入5%~7%的水泥，亦可消除人为膏化段。

(3)注意防止施工中地表水和临近水源渗透进入石灰桩身。

(4)打桩顺序应该“先外排后内排，先周边后中间”的原则，对单排桩应采用

“先两端后中间”的施工方式。桩机行驶路线宜采用前进式，并采用两遍跳打方式。(5)对填料和桩身密实应注意：①填料量宜为桩孔体积的1.5～2.0倍，算料时按米计算；②如有掺合料时，应按设计配合比与生石灰拌匀；③填料前应消除桩孔内的杂物和积水，在软土中施工宜在孔中先灌入50cm厚的砂；④采用夯击时，应分段夯填，每段高度50～100cm，由成桩试验决定。

(6)石灰桩填夯后必须立即用粘土等材料压实封顶，以增加上覆压力，防止地表水流入桩身和防止石灰桩因水化过分激烈而引起桩孔喷料现象。封顶长度一般≥1.0m，且必须夯实或压实。

(7)实践表明，为避免生石灰在地下水比较丰富的地区产生弱心点，掺入适量(石灰用量的10%)的粗砂及少量(石灰用量的3%)的水泥可以避免这种问题。原因是掺入粗砂，可有效的填充生石灰块间空隙，增强生石灰体积膨胀对土体的挤密作用。

(8)为了防止生石灰在地下水丰富地区消化速度过快，导致在施工成桩过程中冲出孔外，可选用过火生石灰。另外，施工时桩头应预留200mm左右的长度，填充烂泥，防止生石灰膨胀挤出桩孔。

(9)浇灌基础应在石灰桩达到一定强度后进行，一般为一月。 桩体强度的影响因素

3.1 生石灰的剂量

不同的生石灰剂量对各种土的单轴抗压强度均有影响。在同一生石灰含量的条件下，不同的土类具有明显不同的抗压强度。室内试验表明：①当生石灰含量在6%～18%的范围内变化时，石灰搅拌桩仍保持原来土壤的特性；②不同土性的石灰粉渗入量各有最佳渗入量区间，大于或小于这一区间的渗入量，都得不到经济的加固效果。

生石灰的膨胀力与生石灰的含量成正比，但膨胀应力的大小，则与生石灰有效含钙量、约束力的大小和方向、熟化的快慢有关，如采用有效氧化钙含量为85%～89%的生石灰，让其在近似完全约束的条件下熟化，测得其轴向膨胀力最高可达11.6Mpa，随着周围约束的放松，轴向膨胀力急剧减小，膨胀力所做的功转化为周围土变形位能而趋于平衡。总之，对于一般的地基，特别是软土，当生石灰用量超过一定界限时，其约束能力绝对不可能阻止生石灰搅拌桩的膨胀，巨大的膨胀力必将在相当范围内传布，这就是石灰搅拌桩真经增大的原因。 3.2 软粘土的含水量

石灰搅拌桩的强度能否形成和强度高低，与软粘土的含水量有关。生石灰转变为熟石灰以及继续水化，都要吸收和蒸发软粘土中的水分。因此，必须要有足够的水供生石灰水化，否则无法形成强度。另一方面，水又不能太多，以使处于饱和状态的软粘土能因脱水而转变成三相状态，软土中的空气才能为碳酸化反应提供足够的二氧化碳，从而形成使灰土反应生成有一定强度的胶结物质条件，形成较高的强度。由于石灰搅拌桩中的水分在强度形成中得到消耗，灰土含水量会大幅度减少，甚至由流动状态转变为硬塑乃至坚硬状态，从而提高石灰土的强度。

3.3 施工方法

另外值得注意的是，施工过程中所采用的施工方法对桩体的强度也有很大的影响。实践表明，施工中采用复搅和不复搅方法相比，复搅的桩体强度比不复搅的桩体强度提高60％以上，而空搅不喷灰测试结果与原地基土区别不大。 石灰桩的适用范围

石灰桩法师用于处理板和粘性土、淤泥、淤泥质土、素填土和杂填土等地基。用于地下水位以上的土层时，以增加掺合料的含水量并减少生石灰的用量，或采取土层浸水等措施。加固深度从数米到十几米。但此法不适用于有地下水的砂类土。

石灰桩法可用于提高软土低级的承载力、减少沉降量、提高稳定性，适用于以下工程：

(1)深厚软土地区7层以下，一般软土地区8层以下的住宅楼或相当的其他多层工业与民用建筑物。

(2)如配合箱基、筏基，在某些情况下，也可用于12层左右的高层建筑物。(3)有工程经验时，也可用于软土地区大面积堆载场地或大跨度工业与民用建筑独立柱基下的软弱地基加固。

(4)石灰桩法也可用于机器基础和高层建筑深基开挖的主动区和被动区加固。

(5)适用于公路、铁路桥涵后填土，涵洞及路基软土加固。(6)使用与潍坊地基加固。

结束语

通过理论分析和工程实践，可见石灰搅拌桩处理软土地基的作用是十分明显的。用石灰搅拌桩处理后的软地基，渗透性增大，石灰搅拌桩有助于排水固结，经处理后复合地基降低了软土含水量，增大了凝聚力，复合地基的强度得到提高，可以取得良好的经济效益，适宜于公路的挡土结构、桥涵、通道的软土地基处理。

目前，石灰桩的研究工作仍在进一步深入，研究重点是各种施工工艺的完善和实测总结设计所需的各种参数，式设计施工更加科学化，规范化。与此同时，各地正在努力扩大石灰桩的应用范围，以取得更好的经济效益和社会效益。

第四篇：浅谈软弱地基处理方法研究进展

浅谈软弱地基处理方法研究进展

［论文关键词］软弱地基；处理方法

［论文摘要］地基处理的研究一直是土木工程的一个热点,常用的软弱地基处理方法分四大类，应综合考虑选择合理经济的方法。

我国《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2002）中规定，软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其它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粘土、有机质土、饱和松砂和淤泥质土等地层构成的地基。

1.软弱地基加固处理方法

软弱地基的加固处理[1]，按其原理和作法的不同，可分为以下四类：

1.1排水固结法

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粘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，达到减少地基施工后沉降和提高地基承载力的目的。

1.2振密、挤密法

振密、挤密法有表层原位压实法、强夯法、振冲密实法、挤密密实法、爆破挤密法和土桩、灰土桩等多种方法；采用一定措施，通过振动和挤密使深层土密实，使地基土孔隙比减小，强度提高。

1.3置换及拌入法

置换及拌入法有换填垫层法、振冲置换法、高压喷射浆法、深层搅拌法、褥垫法等多种方法；采用砂、碎石等材料置换软弱土地基中部分软弱土体或在部分软弱土地基中掺入水泥、石灰或砂浆等形成加固体，与未被加固部分的土体一起形成复合地基，从而达到提高地基承载力减少沉降量的目的。

1.4加筋法

加筋法有加筋土法、锚固法、树根桩法、低强度砼桩复

合地基法、钢筋砼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。

以上方法的原理、适用范围及工程实例可参考殷宗泽、龚晓南主编的《地基处理工程实例》[2]一书。

2.软弱地基处理方法的选择

在地基处理中，我们要遵循的原则是：技术先进、经济合理、安全适用、确保质量[3]。可根据以下条件进行选择：

2.1地质条件

不同的方法适用于不同的地质条件，可参看规范。

2.2设计施工条件

设计时应考虑工期及用料情况：工期不宜安排得太紧；时间充分，施工时地基稳定性好，遗留问题少。工程用料要求就地取材。施工时应采用科学的管理方法。

2.3场地环境条件

要考虑施工时对周围环境的影响。如：新填土会挤压原有道路、房屋，产生侧向位移或附加沉降；用砂桩、砂井时，施工有噪声，靠近居民点会扰民；采用降低水位法时，要考虑引起周围地基的下沉和对周围居民用水的影响故应预先调查或做隔水墙，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。

2.4结构物条件

要考虑结构物的等级、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，特别是有地下结构物（地下室、涵洞、地铁等），或者结构物高低不同、沉降不均时，应当特别注意。

3.地基处理技术的创新

近几年来，世界各地因地制宜的发展了许多新的地基处理方法。

3.1。添掺外加剂方面[4]

以前的地基处理方法大多从机械设备着手，从而建立某种工法，而从材料入手提高地基处理质量和效果的较少。高性能土壤固化剂土壤混合后，特别是与高含水量和富含有机

质的淤泥发生一系列物理化学反应，形成相互连接的网状结构，从而提高固化土的强度，减少地基变形。通过室内实验和现场试验证明，用高性能土壤固化剂作地基处理特别是对软弱地基的处理很有效，比普通水泥加固效果好的多，此项技术在国外应用已相当普遍已有很成熟的研究机构和公司，但在国内尚属起步阶段。

3.2综合应用水平方面

重视多种地基处理方法的综合应用可取得较好的社会经济效益。

真空预压法与高压喷射注浆法结合可使真空预压应用于水平渗透性较大的土层，而高压喷射注浆法与灌浆相结合使纠偏加固技术提高到一个新的水平[5]。

单用动力固结法(俗称强夯法)处理饱和软粘土地基时却极易产生“橡皮土”现象，难以达到预期效果。为此，岩土工程界将强夯法和排水固结法结合起来，开创了“动力排水固结法”这项新技术[6]。

3.3.可持续发展方面

我国《建筑地基处理技术规范》JGJ79—2002已经将粉煤灰正式列为换填垫层法可采用的一种垫层材料。

渣土桩又称“孔内深层夯扩挤密桩”，是一种新型地基处理方法，其充分利用建筑垃圾，变废为宝，施工现场干净无污染。

地基处理技术还被用于防止有害物渗出液污染地下水以及防止其他已被污染区域地下水的流动造成污染扩散。近期出现的处理新技术是让被污染的地下水通过含有将地下水中有害物变性、吸收及降解的铁屑或碳颗粒的活性截水墙PRB使地下水得到净化[7]。

4．结语

我国地基处理技术发展很快，但还有许多方面需进一步研究：

（1）发展现场监测技术的研究。

（2）发展测试技术的研究

（3）促进地基处理理论方面的进一步发展。

（4）完善工法的质量检验手段。

（5）发展地基处理新技术，提高地基处理技术的综合应用水平的研究。

（6）要因地制宜合理选用处理方法。正确评价各种地基处理方法的适用性。

（7）研制新机械新材料，提高施工工艺，实现信息化施工的研究。

（8）深化施工管理体制改革，重视专业施工队伍建设。

参考文献

[1]顾晓鲁,钱鸿缙,刘惠珊,汪时敏.地基与基础[M]北京:中国建筑工业出版社,2003,(15):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(1):14~17

[3]陈莞尔软弱地基加固方法的合理选择[J]地基基础,2004

[4]於春强,郑尔康高性能土壤固化剂及在地基处理中的应用[J]第九届土力学及岩土工程学术会议论文集2003

[5]朱祖梁,黄光明软土地基处理方法的实例分析[J]中国煤田地质,2005,6

[6]雷学文,白世伟,孟庆山,王吉利动力排水固结法加固饱和软粘土地基试验研究[J]施工技术2004

[7]郑刚,闫旺地基处理[J]第九届土力学及岩土工程学术会议论文集2003 11

第五篇：软弱地基处理方法选择探讨

冯晓满 2014-2-28 17：23：16 软弱地基处理方法选择探讨 开始写 2500字

软弱地基处理方法选择探讨

摘要：本文首先阐述了软弱土的特征和软弱地基土处理的目的及原则，然后探讨了软弱地基处理常见方法，最后结合工程实例进行了研究，供参考。关键词：软弱土；地基处理；方法 软弱土的特征

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，其工程特性如下：

a.含水量较高，孔隙比较大。根据统计，软土的含水量一般为 35% ～80%，孔隙比为 1 ～2。

b.压缩性较高。软土的压缩系数 α1-2在 0.5 ～1.5MPa-1之间，有些高达 4． 5 MPa-1，且其压缩性往往随着液限的增大而增加。

c.抗剪强度很低。天然不排水软土的抗剪强度一般小于 20kPa。其变化范围约在 5 ～25kPa。

d.渗透性较差。软土的渗透系数一般在 i × 10-5～i × 10-7mm / s(i = 1，2…，9)之间。因此软土层在自重或荷载作用下达到完全固结所需的时间很长。

e.具有显著的结构性。特别是滨海相的软土，一旦受到扰动(振动、搅拌或搓揉等)，其结构受到破坏，土的强度显著降低，甚至呈流动状态。软土受到扰动后强度降低的特性可用灵敏度表示。我国东南沿海软土的灵敏度约为 3 ～9cm/s，属高灵敏土或极灵敏土。

f.具有明显的流变性。软土在不变的剪应力的作用下，将连续产生缓慢的剪切变形，并可能导致抗剪强度的衰减。在固结沉降完成之后，软土还可能继续产生可观的次固结沉降。

软土具有强度低、压缩性较高和渗透性较差等特性，必须重视地基的变形和稳定问题，如果不作任何处理，一般不能承受较大的建筑物荷载。软弱地基土处理的目的和原则 2.1 地基处理的目的

地基处理的目的主要是改善地基的工程性质，包括改善地基土的变形特性和渗透性，提高其抗剪强度等。

2.2 地基处理的原则 地基处理有许多方法，各种方法都有各自的特点和作用机理。没有哪一种方法是万能的，对于每一个工程都必须进行综合考虑，通过几种可能采用的地基处理方案的比较，选择一种技术可靠、经济合理、施工可行的方案，既可以是单一的地基处理方法，也可以是多种地基处理方法的综合。软弱地基处理方法浅析

目前软弱地基处理方法主要有以下几类。3.1 换土垫层 a.主要方法：素土垫层、砂垫层、碎石垫层。

b.原理及作用：挖去浅层土，换用比较好的土料，以提高持力层的承载力，减少部分沉降量，并消除或部分消除土的湿陷性、胀缩性及防止土的冻胀作用，改善土的可液化性能。

c.适用范围：适用于处理浅层软弱土地基、湿陷性黄土地基、膨胀土地基、季节性冻土地基。

3.2 碾压夯实

a.主要方法：机械碾压法、振动压实法、重锤夯实法、强夯法。

b.原理及作用：通过机械碾压或夯击压实土的表层，而强夯法则利用强大的夯击功迫使深层土液化和动力固结而密实。提高地基土的强度，减少部分沉降量，消除或部分消除黄土的湿陷性，改善土的可液化性。

c.适用范围：一般适用于砂土及含水量不高的黏性土。强夯法应注意其振动对附近建筑物的影响。

3.3 排水固结法

a.主要方法：堆载挤压法、砂井堆载预压法、排水板法、井点降水预压法、真空预压法。

b.原理及作用：通过改善地基的排水条件和施加预压荷载，加速地基的固结和强度增长，提高地基的稳定性，并使沉降提前完成。

c.适用范围：适用于处理厚度较大的饱和软土层，但需要具体预压条件(时间)，对于厚的泥炭层则要慎重。

3.4 振动挤密

a.主要方法：砂桩挤密法、土桩挤密法、灰土桩挤密法、生石灰挤密法、振冲法。b.原理及作用：通过挤密或振动使深层土密实，并在振动挤密过程中回填砂、砾石等形成砂桩或碎石桩，与桩间土一起组成复合地基，从而提高地基承载力，减小沉降量。

c.适用范围：适用于处理砂土、粉砂或部分黏土颗粒含量不高的黏性土。3.5 化学加固

a.主要方法：硅化法、旋喷法、碱液加固法、水泥灌浆法、深层搅拌法。

b.原理及作用：通过注入化学浆液将土粒胶结，或通过化学作用或机械拌和等方法改善土的性质，提高地基承载力。

c.适用范围：适用于处理砂土、黏性土、湿陷性黄土等地基，特别适用于工作事故处理。工程实例 4.1 工程概况

某工程区域位于青东 5 区块内，莱州湾西近岸海区，湾内滩涂广阔，其中潮滩和海滩面积为811.73km2，岩滩 0.46km2，湾内大部分水深在 10m 以内，属于典型的滩海油田。青东 5 区块 1 号人工岛距广利港直线距离 24.4km，距东营防潮大堤约 8.2km。

青东 5 区块 1 号岛呈矩形布置，长边东南向，短边东北向，有效面积为 150m × 90m。平均水深为 4m，海底高程约为 －3.5m。岛面设计高程为 3.8m，竣工时顶高程为 4.0m，预留沉降为 20cm。人工岛四周设挡浪墙，挡浪墙设计顶高程为 5.0m，竣工时顶高程为5.2m，预留沉降为 20cm。

4.2 场地地貌和工程地质、水文地质条件 拟建人工岛地貌主要是海、陆相交替沉积的滨海水下三角洲，地势整体缓慢向海中倾斜，平均海拔高程约为 －3.5m，地面坡度约为 0.64。

拟建工程所在地泥面以下至 9m 左右地层组成以淤泥质软土为主，间夹薄层粉土。在勘察揭露深度内，场地地层均由第四纪近沉积土和一般沉积土构成。4.3 地基处理方案比选 结合本工程地质条件差、工程特征及建设工期短的情况，根据各种地基处理方式的特点，进行了方案的比选，本工程拟采用碎石桩及塑料排水板共同进行地基处理：

（1）岛体四周采用碎石桩加固。碎石桩法是指在地基中设置由碎石组成的竖向桩体，设置碎石桩后桩体与桩间土形成复合地基，对地基土起置换作用，以提高地基承载力和减少沉降，从而达到地基处理的目的。（2）岛体下采用塑料排水板进行地基处理。为了有效地对本工程的深厚软土地基进行处理，加快地基土固结，提高软弱土的承载能力，采用排水固结法进行加固。

从已完成碎石桩情况看采用碎石桩处理的海里软弱地基达到了预期效果，具体效果有待于地基处理工程完成，及人工岛完工后进一步检验、论证。

参考文献： JTJ 246-2004 港口工程碎石桩复合地基设计与施工规范［S］． 2 JS 206-1-2009 水运工程塑料排水板应用技术规程［S］