第一篇：论文：软弱地基下基坑钢板桩设计

软弱地基下钢板桩支护设计

（廖昭 朱春来）

摘要：作为深基坑支护方式的一种，钢板桩支护具有不受场地限制、安全环保经济、施工速度快、止水效果好等一系列优点，在众多岩土工程中得到广泛应用。本文以广中江高速公路第TJ12合同段番中大桥P6承台钢板桩支护设计为例，分析了在覆盖层较厚的软弱地基环境下钢板桩支护设计的技术要点，对钢板桩受力计算及设计要点及进行了介绍，可为类似工程提供借鉴。

关键词：钢板桩；软弱地基；设计要点；受力计算

1、工程概况

1.1 承台概况

广中江高速公路第TJ12合同段番中大桥P6承台位于广州市番禺区洪奇沥水道东岸河提内侧，承台为方形带圆倒角承台。承台长宽高为9.1m9.1m4m，承台顶标高+0.418m，原地面标高为+1.0m。该标段征地红线范围较窄，承台两侧为鱼塘塘基，顺桥向靠江侧为河堤。由于场地受限，无法采用放坡开挖，则考虑采用钢板桩支护后垂直开挖。1.2 地质条件

该项目路线地处珠江三角洲海陆交互沉积平原，该地区河堤纵横，地表水系发达，岸上桥址位置则多为鱼塘，淤泥覆盖层厚度较大，厚约14m～27m，局部含较多砂粒或呈淤泥质粉细砂、淤泥质亚粘土。

番中大桥P6位置地质情况从上至下依次为18m淤泥，2.3m粉质黏土，强风化花岗岩，中风化花岗岩。从地勘情况来看，承台基坑开挖深度（拟开挖4.8m）及钢板桩打入深度（拟采用15m钢板桩）均未超出淤泥层。地勘资料显示该处淤泥重度为1.7kN/m，内摩擦角为13。

32、钢板桩设计

2.1 围堰尺寸拟定

本着安全可靠、经济适用、施工方便的原则来拟定钢板桩围堰的结构尺寸。首先根据现场测量给出的原始地面标高，计算出承台底距原地方4.582m，封底混凝土厚度设计为20cm，因此开挖深度拟定4.8m。

承台长宽为9.1m9.1m，考虑模板施工位置，承台边距钢板桩围堰侧壁应满足一定施工距离，因此钢板桩围堰尺寸拟定为12m12m。在考虑该尺寸时需注意钢板桩截面形式及围檩材料截面的高度，计算承台模板与钢板桩壁之间的施工距离时应扣除钢板桩有效高度及围檩材料截面高度。

图2-1 钢板桩有效高度示意

2.2 钢板桩型号及支撑形式选择

支撑是为减少钢板桩桩身内力，抵抗围堰外部荷载的主要构造。支撑主要由围檩和对称、斜撑或者锚杆构成。围檩一般由型钢紧贴钢板桩，并连成整体，形成闭合框架。为减少围檩型钢的跨度，可以在围檩之间设置对称、斜撑或者锚杆。钢板桩简化计算方法按支撑层数分为无锚（悬臂）、单锚（一道支撑）及多锚（两道及两道以上支撑）三种。

根据施工经验和工程实际情况，该承台采用一次浇筑为宜，因此为避免围檩支撑与承台钢筋混凝土空间位置冲突，在钢板桩围堰顶口高出承台30cm位置设置一道围檩支撑较为合适。因此钢板桩入土深度按单锚式钢板桩计算。（1）荷载计算

考虑距基坑边缘1.5m处有车辆荷载q30kN/m2，当土的内摩擦角为13，被动土压力系数k1.3。

1.5q=30kN/m2R0RCyq0C4.8AyeAheAqAeAheAqSxtP0Se-(e +e)pAhAqOepeAeAq

图2-2 钢板桩压力分布图

13yq1.5tg2452.37m

2被动土压力系数：KPtg45主动土压力系数：Katg4522131.58 2130.63m 2基坑底处主动土压力压强：eArhKa174.80.6351.41kN/m2 基坑底处车辆荷载产生的压强：eAqqKa300.6318.9kN/m 基坑底处合压强：PbeAeAq51.4118.970.31kN/m（2）y值计算

y为板桩上压强为零的点距基坑底的距离，即图上S点到A点的距离。在S点处板桩的被动土压力等于板桩墙后的主动土压力，即：

2rKKPyPbrKay

yPb70.312.90m

rKKPKa171.31.580.63（3）按等值梁法计算钢板桩最大弯矩及支反力

单锚深埋钢板桩可以视为上端为简支，下端为固定支承，采用等值梁法计算较为简便。其基本原理如图2-3所示。梁CD一端为简支（支点为C点），另一端为固定端（D点），正负弯矩在S点发生转变。取梁CS段，并于C点设一自由支承形成CS梁，则该梁上的弯矩值不变，此CS梁即为CD梁上CS段的等值梁。而该梁正负弯矩发生转变的S点即为钢板桩上土压力等于零的点，支点C即为单锚钢板桩顶端支撑作用点。

CSDC图2-3 等值梁法示意图

D

按简支梁计算等值梁的C点及S两支点反力（R0和P0），C点弯矩为0，即

MC0

P0hy212111heAy(yh)eA(yqh)hyqeAq 32232112.914.8251.412.9(4.8)51.414.822.37218.9232P03128.49kN

4.82.9

垂直于钢板桩方向合力为0

Q0

R0P0R01hyeAhyqeAq 214.82.951.414.82.3718.9128.49115.37kN 2（4）计算钢板桩最小入土深度t

根据P0和前端被动土压力对板桩底部（O点）的力矩相等

P0rKKpKa6x2

x6P06128.495.64m

171.31.580.63rKKpKa

最小入土深度t0yx5.642.98.54m

实际入土深度T1.1t01.18.549.39m

板桩总长LhT9.394.814.19m，拟用15m长拉森钢板桩。（5）钢板桩截面选择

板桩所受弯矩最大值处剪力为零，设剪力为零处距板桩顶为x，则：

R012xrKaxyqqKa0 21115.37170.63x2300.63x2.370 整理得：

x3.53x29.910

2x3.98

12xxyqMmaxR0xrxKaqKa232

13.983.982.37115.373.98173.9820.63170.63338.02kNm322

采用符合日标JIS A 5528拉森Ⅳ型钢板桩，材料为SY295，屈服强度f295N/mm2，截面系数W2270cm，取2倍安全系数。30.74Mmax0.74338.021031f110.2MPaf147.5MPa

W227010622.3 围檩及支撑持验算

双拼工40围檩32工40围檩工40斜撑20040 28=1120地面线480400P6承台外轮廓线11430.0-3.5821200150020φ400钢管十字撑A砂浆垫层P6承台基坑底钢板桩A120020045钢板桩平面图A-A

图2-4 围檩及内支撑示意图

围檩及支撑的设计尽量考虑采用施工现场现有材料，该钢板桩支护的围檩及内支撑布置形式如图2-4所示：矩形围檩采用双拼工40型钢倒置紧贴钢板桩壁，每个倒角布置一道双拼工40斜撑，十字对称采用φ400钢管。

采用有限元软件miads civil对围檩及内支撑进行实体建模。模型中将围檩4个角点进行DZ、RX及RY方向上的约束（Z方向为垂直与地面），土压力加载示意如图2-5所示，内力计算结果如图2-6及图2-7所示：围檩为轴心受压构件，最大弯矩在钢管十字撑支撑位置，为160.6kN/m，最大轴力为452.1kN；钢管十字撑考虑自重，为轴心受压构件，最大轴力为480.1kN。

图2-5 围檩及内支撑荷载示意图

图2-6 围檩及内支撑弯矩图

图2-7 围檩及内支撑轴力图

（1）双拼工40围檩验算

双拼工40计算参数：截面面积A=172.2cm2，截面模数W=2180 cm3，截面回转半径i=15.8cm，屈服强度fy=235MPa，f=170MPa，弹性模量E=200GPa，计算长度l11.6m。根据受力图得知围檩均布荷载q115.37kN/m。

长细比l116073.42 i13.9NA式中，mMmax452.1160.6114.68MPaf215MPa

452.1N0.73172.21.05218010.8W10.8'3325.6NEfy235

—回转半径，； 73.42，根据《钢结构设计规范》附表C-2查得稳定系数=0.73。m —等效弯矩系数，m0.650.35M11。M2 —与截面模量对应的截面塑性发展系数，=1.05，；

'2222' —参数，NEEA/1.13.14200000/(1.173.42)3325.6kN； NE

（2）φ400钢管十字对撑稳定性验算

十字对撑采用400钢管。截面面积A=111.12cm2，考虑自重q=87.2kg/m，回转半径i=13.9cm，截面

模量W=1067.8cm3，屈服强度fy=215MPa，f=170MPa。

长细比l116083.45 i13.9187.211602NmMmax480.1878.6MPaf215MPa480.1A0.67111.12N1.151067.8510.8W10.8'2536.11NE

式中，

—回转半径，fy235； 83.45，根据《钢结构设计规范》附表C-2查得稳定系数=0.67。m —等效弯矩系数，无横向荷载和端弯矩时m1。

 —与截面模量对应的截面塑性发展系数，=1.15，；

'2222' —参数，NEEA/1.13.14200000/(1.183.45)2536.11kN； NE3、结语

目前广中江高速公路番中大桥2个P6承台均已施工完成，钢板桩顶口及围檩变形量较小，支护结构安全得以验证。在软弱地基下的钢板桩支护设计过程中需注意以下几点：

1.等值梁法是钢板桩支护计算中比较安全的方法，结果偏于保守，适用于工程数量不多，规模较小的钢板桩支护计算。

2.通过过程计算可以发现土的内摩擦角对计算结果影响非常大，土的内摩擦角值一般由工程地质勘查报告提供，如果地勘点距施工地点距离较远或者周围地勘点较少导致报告所给出的值参考价值不大可再进行第二次勘查测定。

3.对于土层有变化的时候可取钢板桩深度范围内的土层参数加权平均值。

4.在钢板桩设计过程中一般还应对开挖至一定深度后还未施工围檩及支撑时的工况进行验算，该基坑开挖1m后完成围檩及支撑施工，再继续开挖至设计标高，该施工方法偏于安全。

5.基坑尺寸和围檩设计一定要对施工空间位置进行充分考虑，特别是基坑宽度、围檩及支撑的布置位置、材料高度，以避免钢板桩支护施工完成后永久结构物施工空间不足。

参考文献

[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部.GB50017—2003钢结构设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2003.[2] 中国建筑科学研究院.JGJ 120-2012建筑基坑支护技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.[3] 中华人民共和国交通部.JTG D60-2004 公路桥涵设计通用规范[S].北京：人民交通出版社，2004.[4] 江正荣.建筑施工计算手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2001.[5] 张宏亮.U型钢板桩的冷弯性能[J].材料科学与工程学报，2011.[6] 左光恒.钢板桩围堰的设计与施工[J].西部探矿工程，2010.

第二篇：基坑钢板桩支护方案

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一、工程概况及周边环境

（一）、本工程为张浦镇周巷路商业用房1#、2#商铺，泵房、消防水池的深基坑工程，基坑尺寸为：深4m、宽5.7m、长48.5m。

（二）、基坑四周距离建筑物、道路较近，决定采用钢板桩进行支护。根据本工程场地情况特点，本工程使用钢板桩主要作用是对相邻道路及建筑物地基的保护，同时起到支护边坡的作用。

二、编制依据

（一）、周巷商业用房工程昆山市建筑设计院设计图纸；

（二）、本设计以江苏建材地质工程勘察院勘察报告（2010008）为依据。

（三）、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）；

（四）、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）；

三、工程地质条件

工程地质情况：持力层为3层淤泥质粉质粘土，避免对淤泥质土的扰动，基础施工时虚将虚土挖尽至3层土。

四、基坑支护设计

泵房、消防水池基坑较深，根据现场实际情况不宜采用自然放坡开挖，且考虑到开挖土体卸荷后对已建成的相邻建筑物地基及道路有不利影响，必须采取先支护，后开挖的措施。

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(六)、基坑施工

1、本工程基坑采用直槽支撑开挖。

2、基坑开挖以履带式挖掘机为主，人工为辅的方法。

3、卸载1.0米厚土方后进行第一道槽型钢板加圆木支撑，圆木撑的直径在15cm以上，第二道支撑距第一层支撑距离2m。横撑的水平距离根据现场情况确定，在2.5-3米之间，槽型钢板桩横档两端要水平，每层支撑的高度应基本一致且两侧对称、牢固。

4、在施工中如有钢板桩不在同一水平面上，土会从缝隙中挤出，应及时采取补救措施，我方将安排有丰富经验的施工技术人员负责。

5、泵房、消防水池施工过程中，如需要对支撑的受力杆件进行拆除时，必须提前对钢板桩支撑的连梁选择好新的支撑点并重新支撑完毕后，方可拆除影响施工的支撑杆件。严禁随意拆除支撑体系的主要受力杆件。泵房、消防水池施工完毕后，需将水池与支护之间的空间进行回填土方，土方回填完毕后，方可拆除支撑系统。(七)、拔钢板桩

支撑系统拆除后，方可进行钢板桩的拔出工作。拔桩时，需有专人监护，以保障对泵房、消防水池的成品保护和施工人员的安全。拔出的钢板桩要及时运出施工现场。

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（三）、观测方法

1、水平位移观测

分别在基线点四个角上设站，用J2型经纬仪观测四边网的水平角度(四边形内角)，并与城市的大地控制网三角点联测水平夹角，检查基线点是否发生位移，在基线点正确无误的情况下，同时在四角测端上分别以对应的相邻角点定向，并观测定向基线上各预埋点的水平位移量初始读数。

2、沉降观测

对基坑边上的各点及周边点建立的沉降观测网的测量方法为：首先自远离基坑的城市水准控制点开始观测，引测至基坑周围后，按编定的各点观测次序依次观测，最后测至另一水准控制点符合，观测仪器采用S3型精密水准仪。

（四）、基坑周围建(构)筑物等的监测措施

本工程对基坑周边50米范围内的所有建（构）筑物进行监测，并特别对临近坑边1.5H～2.0H范围内建（构）筑物，包括道路、市政管道、电力电缆、电信管网等加强监测力度。具体监测措施是：

1、对建（构）筑物，定期进行沉降变形观测。

2、施工前，了解地下管线的分布情况，对整个场地的地下管线进行摸底，并在地面投影其轴线走向，布置变形观测点进行监测；对某些变形要求较高及紧邻基坑开挖边缘的重要管线，预先做好加固处理措施。

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施工应急预案

施工过程中施工现场或驻地发生无法预料的需要紧急抢救处理的危险时，应迅速逐级上报，次序为现场、办公室、抢险领导小组、上级主管部门。由综合部收集、记录、整理紧急情况信息并向小组及时传递，由小组组长或副组长主持紧急情况处理会议，协调、派遣和统一指挥所有车辆、设备、人员、物资等实施紧急抢救和向上级汇报。事故处理根据事故大小情况来确定，如果事故特别小，根据上级指示可由施工单位自行直接进行处理。如果事故较大或施工单位处理不了则由施工单位向建设单位主管部门进行请示，请求启动建设单位的救援预案，建设单位的救援预案仍不能进行处理，则由建设单位的质安室向建委或政府部门请示启动上一级救援预案。

1、现场救援领导小组 组长： 副组长： 组员：

2、紧急情况发生后，现场要做好警戒和疏散工作，保护现场，及时抢救伤员和财产，并由在现场的项目部最高级别负责人指挥，在3分钟内电话通报到值班室，主要说明紧急情况性质、地点、发生时间、有无伤亡、是否需要派救护车、消防车或警力支援到现场实施抢救，如需可直接拨打120、119、110等求救电话。

第三篇：钢板桩基坑支护工程合同 - 副本

钢板桩基坑支护工程合同

按照《中华人民共和国合同法》和国务院《建筑安装工程承包合同条例》及《最高人民法院关于建设施工合同纠纷案件适用法律问题的解释》等规定，经甲乙双方充分协商，本着诚信守法、公平公正、按约付款、优惠价格、等价有偿的原则，制定本合同。

发包单位（甲方）：黑龙江六建黑龙江省军区哈尔滨第五干休所离退休

干部住房翻建工程项目部

承包单位（乙方）：

工程名称：黑龙江省军区哈尔滨第五干休所离退休干部住房翻建工程基

坑支护工程

工程地点：南岗区学府路290号

承包形式：包工包料

承包范围：基坑支护（负责指导插板）

工程数量：钢板桩约260根，每根12米；工程量按现场实际发生计算

开、竣工日期：2012年5月 28日——2012年 6月1日（总工期：5天，钢板桩全部打入完成后计算租期，租赁费两个月内为每天每根6元，租期超过两个月按每天每根4元计算租赁费。）注：

1、有下列情况工期顺延：设计变更、修正方案、设计无文字通知或传递资料无回之时。

2、地址资料与实际不符。因甲方原因造成停工时。因恶劣天气不能正常施工和停水、停电时。

3、因乙方原因造成工期延误，工期每拖延一天罚款3000元，超出

三天责令退场，损失由责责任方自负。

工程造价：1）经甲乙双方协商，总造价约为 180，000.00 元。（按2个

月租赁期计算），其中含钢运费，打拔费单价为350元/根（包括往返运费与打拔费）。包括上部槽钢横梁价格。

第四篇：软弱地基

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。持力层主要由组成的地基称作软弱地基。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，确保建筑物的安全与正常使用。地基处理的对象包括：软弱地基与不良地基。建设工程越来越多地遇到不良地基。因此，软弱地基处理问题也就显得更为常见和更加重要。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。希望在今后类似工程的施工中得以借鉴，确保工程质量。来源：www.teniu.cc

一、常用的软弱地基处理方法 考试大－全国最大教育类网站(www.teniu.cc)

（一）换填法。

换填法是进行软弱地基处理的方法之一，又名换土垫层法。本方法适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土及暗沟、暗塘等的浅层处理。换填材料可用中（粗）砂，级配良好的砂石、灰土、素土、石屑或煤渣等。换填法的作用，是提高持力层的承载力，改善土的压缩性，减小地基变形。当软弱土较薄时，可全部挖去；当软弱土较厚时，可部分挖去。填土可采用砂、碎石、素土等。现行的设计思路是将换填垫层作为基础的持力层，利用基底附加应力在换填垫层中向下扩散时应力不断减小的特点，选择合适的垫层厚度，以达到软弱下卧层顶面所受的压应力不大于其容许应力的目的。

（二）预压法。来源：考试大的美女编辑们

预压法适用于处理淤泥、淤泥质土、冲填土等饱和黏性土地基。按预压方法分为堆载预压法及真空预压法。堆载预压分塑料排水带或砂井地基堆载预压和天然地基堆载预压。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，应采用塑料排水带、砂井等竖向排水预压法处理。对真空预压工程，必须在地基内设置排水竖井。预压法主要用来解决地基的沉降及稳定问题。

（三）砂石桩法。www.teniu.cc考试就到考试大

砂石桩法适用于挤密松散砂土、粉土、黏性土、素填土、杂填土等地基，提高地基的承载力和降低压缩性，也可用于处理可液化地基。对饱和黏土地基上变形控制不严的工程也可采用砂石桩置换处理，使砂石桩与软黏土构成复合地基，加速软土的排水固结，提高地基承载力。

（四）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，经钻孑L抽芯检查及静载试验反映良好，满足设计要求。

（五）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。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1m～1.5m的素填土、耕植土，其下为6m～7、5m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2m～3m厚的块石（块径以1O∞ ～80 ClTI为主），然后定点强夯，夯击完毕后铺垫0、5m厚块石垫层，面夯形成上下两层，下层为强夯块石墩及墩问软土组成的复合层，上层为夯击密实块石垫层，形成复合地基。

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。

二、软基处理中常见的问题

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200m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30cm-40cm，大者60cm-70C1TI，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。

三、施工时的注意事项和施工要点

砂垫层的承载力决定于砂的级配及施工质量，砂垫层以中粗砂为好。施工时要适当加水，分层压实，压实方法可使用平振、插振、夯实、辗压和水撼法，在砂垫层中掺入一定数量的碎石和卵石，即成砂石垫层。石子的最大粒径不宜大于5cm，并将砂石拌和均匀。开挖基坑铺设砂垫层时，必须避免扰动土层表面和破坏坑底土的结构，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。

四、结语

在软土地基的设计中，认真进行工程地质勘察和土工试验，查清土层分布情况和土的物理力学性质，正确地进行设计和施工。还要从场地土层的特点出发，对地基与基础的结构、施工及使用各方面进行综合考虑比较，合理地选择地基设计方案。

第五篇：软弱地基处理

1、软弱地基的工程特征及主要处理方法

1.1 软弱土包括淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土及饱和松散粉细砂与粉土，这类土的工程特性为天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、渗透性差、抗剪强度低等不利的工程性质，如何去保证在软弱地区修建的建筑物稳定性和正常使用一直以来都是一个重大的技术课题。

1.2 目前软基处理的主要方法有：（1）换填垫层法；（2）挤密法；（3）深层搅拌法；（4）灌浆法；（5）强夯法等。1.2.1 换填垫层法。换填垫层法主要作用是提高地基的承载力。其方法是将基底下一定范围内的软弱土挖去，换填砂、碎石和素土等散体料，并分层夯实成低压缩性的地基持力层。

1.2.2 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。

1.2.3 深层搅拌法。此法通过特制的搅拌轴的轮叶，从地面开始破土搅拌至加固的深度，打开阀门将水泥浆或水泥粉由搅拌头注入地基中，用搅拌头强制搅拌均匀。

1.2.4 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。1.2.5强夯法。强夯法处理地基是20世纪60年代末Menard技术公司首先创立的，该方法将80---400kN重锤从落距6---40m处自由落下，给地基以冲击和振动，从而提高地基土的强度并降低其压缩性。强夯法常用来加固碎石、砂土、粘性土、杂填土、湿隐性黄土等各类地基土。由于其具有设备简单、施工速度快、适用范围广、节约三材、经济可行、效果显著等优点，经过20多年来的应用与发展，强夯法处理地基受到各国工程界的重视，并得以迅速推广，取得了较大的经济效益和社会效益。由于强夯处理的对象(即地基土)非常复杂，一般认为不可能建立对各类地基土均适合的具有普遍意义的理论，但对地基处理中经常遇到的几种类型土，还是有规律可循的。实践证明，用强夯法加固地基，一定要根据现场的地质条件和工程作用要求，正确选用强夯参数，一般通过试验来确定以下强夯参数：

(1)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，又反映了处理效果。

(2)单击夯击能：单击夯击能等于锤重×落距。

(3)最佳夯击能：从理论上讲，在最佳夯击能作用下，地基土中出现的孔隙水压力达到土的自重压力，这样的夯击能称最佳夯击能。因此可根据孔隙水压力的叠加值来确定最佳夯击能。在砂性土中，孔隙水压力增长及消散过程仅为几分钟，因此孔隙水压力不能随夯击能增加而叠加，可根据最大孔隙水压力增量与夯击次数关系来确定最佳夯击能。夯点的夯击次数，可按现场试夯得到的夯击次数和夯沉量关系曲线确定，应同时满足下列条件：

①夯坑周围地面不应发生过大隆起；②不因夯坑过深而发生起锤困难；③每击夯沉量不能过小，过小无加固作用。夯击次数也可参照夯坑周围土体隆起的情况予以确定，就是当夯坑的竖向压缩量最大，而周围土体的隆起最小时的夯击数。对于饱和细粒土，击数可根据孔隙水压力的增长和消散来决定，当被加固的土层将发生液化时的击数即为该遍击数，以后各遍击数也可按此确定。

(4)夯击遍数：夯击遍数应根据地基土的性质确定，地基土渗透系数低，含水量高，需分3—4遍夯击，反之可分两遍夯击，最后再以低能量“搭夯”一遍，其目的是将松动的表层土夯实。

(5)间歇时间：所谓间歇时间，是指相邻夯击两遍之间的时间间隔。Menard指出，一旦孔隙水压力消散，即可进行新的夯击作业。

(6)夯点布置和夯点间距：为了使夯后地基比较均匀，对于较大面积的强夯处理，夯击点一般可按等边三角形或正主形布置夯击点，这样布置比较规整，也便于强夯施工。由于基础的应力扩散作用，强夯处理范围应大于基础范围，其具体放大范围，可根据构筑物类型和重要性等因素考虑确定。夯点间距可根据所要求加固的地基土性质和要求处理深度而定。当土质差、软土层厚时应适当增大夯点间距，当软土层较薄而又有砂类土夹层或土夹石填土等时，可适当减少夯距。夯距太小，相邻夯点的加固效应将在浅处叠加而形成硬层，影响夯击能向深部传递。.2、建筑结构设计中采用的措施

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缝。

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。

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的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。

3、软土地基的处理方法综合应用

由于地基存在的问题往往相互联系和相互影响，除土质条件外，不同的构造物对地基有各种不同的要求。单一的处理方法，由于受工期、资金等多方面限制，往往难以解决问题，如饱和软黏土为软弱土层，其作地基的主要障碍是含水量大（呈饱和状态），因此沉降量大、承载力低、强度和稳定性差。要使其固结并具有足够的承载力，一般情况下难以办到，若单一采用堆载预压来提高承载力，则短期内难见成效；若采用复合的方法，综合发挥几种方法的各自优势，问题就不难解决。

4、地基与构造物处理的综合运用

解决因路堤沉降量大于构造物在衔接处的沉降量而产生“错台”的现象，现在多采用：

（1）采用过渡式路面，在路堤下沉后加铺面层，改正高度。此法施工简便易行，但容易形成永久性病害，而且需要不断养护。

（2）设置枕梁，采用搭板。近几年此法在处理桥头“错位”跳车中使用较多，可缓和桥头跳车，但不能消除不均匀沉降和对桩体产生的负摩阻力，如地基沉降量较大时，则可能出现“驼峰”。若对地基和路堤的处理综合考虑，地基处理同路堤减载或采用搭板复合应用，综合发挥各自的功能，使处理效果得以加强，能够达到最佳效果。

参考文献： [1]黄绍铭，高大钊.软土地基与地下工程[M].北京:中国建筑工业出版社，2005.[2]马小峰.浅谈软土地基处理方法[J].山西建筑，2008.[3]杨峰.软弱地基处理方法的运用[J].工程建设与档案,2003.第四节 砂垫层施工要点和质量控制

砂垫层的施工要点

1）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。

2）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，以利碾压密实。

1.3 砂垫层要分层铺设、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。

1.4 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。

1.5 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。

1.6 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。

1.7 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。质量控制

2.1 施工前应检查砂、石等原材料质量、配比，砂、石拌合均匀程度。

2.2 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。

2.3 施工时要分层找平，碾压密实。

2.4 施工结束后，应检查砂及砂石地基的承载力。应注意的几点事项

3.1 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。

3.2 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。

3.3 应控制砂石级配、虚铺厚度、夯压遍数，洒水等工艺操作指标。

3.4 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。

3.5 大面积水撼砂，分层交叉处应以大于2m为宜。

3.6 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。

施工注意事项

1）垫层施工应根据不同的换填材料选择施工机械。粉质粘土、灰土宜采用平碾、振动碾或

羊足碾；中小型工程也可采用蛙式夯、柴油夯；砂石等宜用振动碾；粉煤灰宜采用平碾、振动碾、平板振动器、蛙式夯；矿渣宜采用平板振动器或平碾，也可采用振动碾。

2）垫层的施工工艺，每层的铺土厚度以及压实的遍数等可以参考相应的规范或者资料确定。但是对于处于软弱下卧层上的垫层底部，厚度是根据施工选用的机械和下卧层的承载能力等方面来决定的。除此以外，一般来说，每层的铺土厚度取200～300mm。而且，所使用的机械的碾压速度对垫层的质量也有较大的影响。

3）含水量的影响，如果选用粉质粘土和灰土作为垫层的土料，其含水量宜控制在ωορ±2%的范围内，而粉煤灰垫层宜控制在ωορ±4%范围内，ωορ可通过土力学中的击实试验得到，也可查阅相关资料。现场简便测定含水量的方法是“手握成团，落地成花”。

4）如垫层下面有古墓、暗河等较薄弱的部位，必须进行详细的地勘，由设计院根据具体的情况给出处理的方案，才可以在上面铺垫层。

注：①压实系数λc为土的控制干密度与最大干密度的比值；土的最大干密度宜采用击实试验确定，碎石或卵石的最大干密度可取2.0～2.2t/m3；②当采用轻型击实试验时，压实系数λc宜取高值，采用重型击实试验时，可取低值；③矿渣垫层的压实指标为最后二遍压实的压陷差小于2mm；④对于工程量较大的换填垫层，应按所选用的施工机械、换填材料及场地的土质条件现场试验，以确定压实效果。

5）基坑在进行机械开挖的时候，为了防止基底的土层受到扰动，一般预留300mm厚的土层采用人工清槽。尤其不能扰动垫层下面软弱土层。同时必须防止基坑边坡坍土混入垫层。刚打完的灰土，如突然遇雨应将松软灰土除去，并补填夯实，稍受湿的灰土可在晾干后补夯。

6）换填垫层施工应注意基坑排水，除采用水沉法施工砂垫层外，不得用水沉法施工，必要时应采用降低地下水位的措施。

7）为了方便施工，垫层底面最好处于同一标高，如果受到地形的限制，比如有较大的斜坡，施工时可以做成台阶或斜坡，垫层施工的原则是先深后浅，搭接处要一夯压半夯，夯夯相连。上下层的接缝要错开500mm，接缝时，做好做成斜坡，不要做成垂直接缝。

灰土应拌合均匀并应当日铺填夯压，入槽（坑）灰土不得隔日夯打，灰土夯压密实后3d 内不得受水浸泡。粉煤灰垫层铺填后宜当天压实，当下层验收合格要马上进行上层施工，施工期间严禁无关的车辆通行造成破坏。如果在雨季施工，当垫层验收完毕，要及进行时基础施工。

8）铺设土工合成材料，为了不出现其被破坏的情况，尤其垫层顶面必须平整。铺设时要使其尽可能的拉直、绷紧，不能出现折皱；两端要锚固牢靠；不能长时间的曝晒或裸露；土工合成材料的连结方法较多，如搭接、缝接和胶结。

9）冬季施工，必须在基层不冻的状态下进行，冻土及夹有冻块的土料不得使用；已熟化的石灰应在次日用完，以充分利用石灰熟化时的热量，当日拌合灰土应当日铺填夯实，表面应用塑料布及草袋覆盖保温，以防灰土垫层早期受冻降低强度。

第三节 操作工艺

（一）砂石换填

1.工艺流程：

检验砂石质量→分层铺筑砂石→洒水→夯实或碾压→找平验收

2.对级配砂石进行技术鉴定，如是人工级配砂石，应将砂石拌合均匀，其质量均应达到设计要求或规范的规定。

3.分层铺筑砂石 1)铺筑砂石的每层厚度，一般为15～20cm，不宜超过30cm，分层厚度可用样桩控制。视不同条件，可选用夯实或压实的方法。大面积的砂石垫层，铺筑厚度可达35cm，宜采用6～10t 的压路机碾压。

2)3)4)砂和砂石地基底面宜铺设在同一标高上，如深度不同时，基土面应挖成踏步和斜坡形，搭槎处应注意压（夯）实。施工应按先深后浅的顺序进行。

分段施工时，接槎处应做成斜坡，每层接岔处的水平距离应错开0.5～1.0m，并应充分压（夯）实。铺筑的砂石应级配均匀。如发现砂窝或石子成堆现象，应将该处砂子或石子挖出，分别填入级配好的砂石。

4.洒水：铺筑级配砂石在夯实碾压前，应根据其干湿程度和气候条件，适当地洒水以保持砂石的最佳含水量，一般为8%～l2%。

5.夯实或碾压；夯实或碾压的遍数，由现场试验确定。用水夯或蛙式打夯机时，应保持落距为400～500mm，要一夯压半夯，行行相接，全面夯实，一般不少于3 遍。采用压路机往复碾压，一般碾压不少于4 遍，其轮距搭接不小于50cm。边缘和转角处应用人工或蛙式打夯机补夯密实。

6.找平和验收： 1)施工时应分层找平，夯压密实，并应设置纯砂检查点，用200cm3 的环刀取样；测定干砂的质量密度。下层密实度合格后，方可进行上层施工。用贯入法测定质量时，用贯入仪、钢筋或钢叉等以贯入度进行检查，小于试验所确定的贯入度为合格。

最后一层压（夯）完成后，表面应拉线找平，并且要符合设计规定的标高。2)

（二）灰土换填 1.工艺流程：

检验土料和石灰粉的质量并过筛→灰土拌合→槽底清理→分层铺灰土→夯打密实→找平验收

2.首先检查土料种类和质量以及石灰材料的质量是否符合标准的要求；然后分别过筛。如果是块灰闷制的熟石灰，要用6～10mm 的筛子过筛，是生石灰粉可直接使用；土料要用16～20mm 筛子过筛，均应确保粒径的要求。

3.灰土拌合：灰土的配合比应用体积比，除设计有特殊要求外，一般为2∶8 或3∶7。基础垫层灰土必须过标准斗，严格控制配合比。拌合时必须均匀一致，至少翻拌两次，拌合好的灰土颜色应一致。

4.灰土施工时，应适当控制含水量。工地检验方法是：用手将灰土紧握成团，两指轻捏即碎为宜。如土料水分过大或不足时，应晾干或洒水润湿。

5.基坑（槽）底或基土表面应清理干净。特别是槽边掉下的虚土，风吹入的树叶、木屑纸片、塑料袋等垃圾杂物。

6.分层铺灰土：每层的灰土铺摊厚度，可根据不同的施工方法，按表2-l 选用。

各层铺摊后均应用木耙找平，与坑（槽）边壁上的木撅或地坪上的标准木桩对应检查。

7.夯打密实：夯打（压）的遍数应根据设计要求的干土质量密度或现场试验确定，一般不少于三遍。人工打夯应一夯压半夯，夯夯相接，行行相接，纵横交叉。

8.灰土分段施工时，不得在墙角、柱基及承重窗间墙下接槎，上下两层灰土的接槎距离不得小于500mm。9.灰土回填每层夯（压）实后，应根据规范规定进行环刀取样，测出灰土的质量密度，达到设计要求时，才能进行上一层灰土的铺摊。用贯入度仪检查灰土质量时，应先进行现场试验以确定贯入度的具体要求。环刀取土的压实系数用dy 鉴定，一般为0.93～0.95；也可按照表2-2 的规定执行。

10.找平与验收：灰土最上一层完成后，应拉线或用靠尺检查标高和平整度，超高处用铁锹铲平；低洼处应及时补打灰土。

11.雨、冬期施工： 1)基坑（槽）或管沟灰土回填应连续进行，尽快完成。施工中应防止地面水流入槽坑内，以免边坡塌方或基上遭到破坏。2)雨天施工时，应采取防雨或排水措施。刚打完毕或尚未夯实的灰土，如遭雨淋浸泡，则应将积水及松软灰土除去，并重新补填新灰土夯实，受浸湿的灰土应在晾干后，再夯打密实。

冬期打灰土的土料，不得含有冻土块，要做到随筛、随拌、随打、随盖，认真执行留、接搓和分层夯实的规定。在土壤松散时可允许洒盐水。气温在-10℃以下时，不宜施工。并且要有冬施方案。

第四节 质量标准

（一）砂土换填

（二）灰土换填

第五节 成品保护

(一)砂土换填

1.回填砂石时，应注意保护好现场轴线桩、标准高程桩，防止碰撞位移，并应经常复测。

2.地基范围内不应留有孔洞。完工后如无技术措施，不得在影响其稳定的区域内进行挖掘工程。

3.施工中必须保证边坡稳定，防止边坡坍塌。

4.夜间施工时，应合理安排施工顺序，配备足够的照明设施；防止级配砂石不准或铺筑超厚。

(二)5.级配砂石成活后，应连续进行上部施工；否则应适当经常洒水润湿。

（三）灰土换填

1．时应注意妥善保护定位桩、轴线桩，防止碰撞位移，并应经常复测。2.础、基础墙或地下防水层、保护层以及从基础墙伸出的各种管线，均应妥善保护，防止回填灰土时碰撞或损坏。

3.施工时，应合理安排施工顺序，要配备有足够的照明设施，防止铺填超厚或配合比错误。

4.地基打完后，应及时进行基础的施工和地坪面层的施工，否则应临时遮盖，防止日洒雨淋。

第六节 注意事项

（一）砂土换填

1.大面积下沉：主要是未按质量要求施工，分层铺筑过厚、碾压遍数不够、洒水不足等。要严格执行操作工艺的要求。

2.局部下沉：边缘和转角处夯打不实，留接槎没按规定搭接和夯实。对边角处的夯打不得遗漏。

3.级配不良：应配专人及时处理砂窝、石堆等问题，做到砂石级配良好。4.在地下水位以下的砂石地基，其最下层的铺筑厚度可适当增加50mm。5.密实度不符合要求：坚持分层检查砂石地基的质量。每层的纯砂检查点的干砂质量密度。必须符合规定，否则不能进行上一层的砂石施工。6.砂石垫层厚度不宜小于100mm；冻结的天然砂石不得使用。

(二)灰土换填 1.未按要求测定干土的质量密度：灰土回填施工时，切记每层灰土夯

实后都得测定干土的质量密度，符合要求后，才能铺摊上层的灰土。并且在试验报告中，注明土料种类、配合比、试验日期、层数（步数）、结论、试验人员签字等。密实度末达到设计要求的部位，均应有处理方法和复验结果。

2.留、接槎不符合规定：灰土施工时严格执行留接槎的规定。当灰土基础标高不同时，应作成阶梯形，上下层的灰土接槎距离不得小于500mm。接槎的槎子应垂直切齐。3.生石灰块熟化不良：没有认真过筛，颗粒过大，造成颗粒遇水熟化体积膨胀，会将上层垫层、基础拱裂。夯必认真对待熟石灰的过筛要求。

4.灰土配合比不准确：土料和熟石灰没有认真过标准斗，或将石灰粉花洒在土的表面，拌合也不均匀，均会造成灰土地基软硬不一致，干土质量密度也相差过大。应认真做好计量工作。

5.房心灰土表面平整偏差过大，致使地面混凝土垫层过厚或过薄，造成地面开裂、空鼓。认真检查灰土表面的标高及平整度。

6.雨、冬期不宜做灰土工程，适当考虑修改设计。否则应编好分项雨季、冬期施工方案；施工时严格执行施工方案中的技术措施，防止造成灰土水泡、冻胀等质量返工事故。