第一篇：重锤夯实加固软弱地基施工技术

重锤夯实加固软弱地基施工技术

登 记 号 853310

主要完成单位 三公司

主 要 完成者 蒲生孝 陶惠国 易仲兰

工作起止时间 1983年3月~1983年5月

获 奖 等 级 局二等奖

概 况

某县人民医院门诊楼建筑面积4400M2，为1—4层混合格构。建筑在已填平且回填时间不过两年的水塘上该处在距地表深度14M范围内地质构成为如下四层：表层为杂填土，厚度2——5M；第二层为黑色淤泥，厚度0.7—3M；第三层为棕黄色粘土，厚度为2.3—3M；第四层为表面已风化出砂粒的三叠纪细砂岩。此处地下水位较高，距地表约1.05M。为达到既安全可靠又经济合理的目的，我们采用联合处理方案，除地上结构分别采用条形和筏形基础以增强其整体性外，在地基的处理上采用重锤夯实的办法改变原回填土的性质和结构，封固第二层淤泥；上部采用砂及砾砂垫层提高地基强度。

二、施工工艺与主要技术内容

施工工艺流程（包括挖制参数）

施工准备

↓

重锤夯实杂填土

压实干容重≥1.6g/cm3

最后二击下沉量≤1~2cm

↓

荷载试验

S—P.S—t曲线

容许承载力0.09~0.12Mpa

↓

砂垫层下层（中粗砂）

厚度0.6m

干容重≥1.6g/cm3

含泥量≯5%

有机杂质含量为0

↓

砂垫层上层（级配砂石）

参照GBJ209—83

（二）主要技术内容

A、地基土处理

夯实重锤是用钢筋砼制作而成的，重量为2吨，底面直径为1.2M的圆台体。由于现场在施工前已基本填平，我们只能通过对填土质量的三个主要影响因素之一压实功（夯击遍数）单上因素来控制其压实质量。通过试验在夯击遍数为10~20遍落锤高度为3.5M，并用10吨三轮压路机辗压2~3遍的情况下，压实干容重不小于1.6g/cm3,达到设计要求，最后二击下沉量平均值为21.49MM，略大于施工质量要求的数值。对于下沉量超过20MM的点随即作了技术处理.施工中个别地方出现夹有杂草、淤泥的弹性土，严重影响夯实质量。我们采用挖去适当深度的弹性土作砂垫层进行局部处理，使之达到设计要求。

夯实地基经进行承压板静荷载试验，场区地基土的容许承载能力可达0.09~0.12Mpa。

B、垫层处理

在夯实的地基上按设计院要求需覆1.2M厚的砂垫层，该垫层分为等厚的上下二层，在此只介绍垫层下层的施工。我们采用非天然含水状态的粗河砂进行分层夯实，每层填砂厚度为25cm，夯实遍数又少于六遍。由于当时的试验方法以适应施工速度，不得不通过控制夯实后的砂的湿溶重（控制在不小于1.75g/cm3）来控制压实质量。与此同时抽取约三分之一湿溶重组数的试样测其干深重。干溶重为1.430~1.762g/cm3，满足干溶重要求的合格率达80%，基本上达到设计所要求的中密标准。

三、经济效益

处理前的地基表层和第二层的强度很低，压缩性大，第三层深度又较深，用作地基开挖工程量大，很不经济，且排水因维。又因基岩深浅不一，建筑物形状较复杂，以及层高不同，加之缺乏必要的设计数据，若采用人工地期无法满足沉将的要求；如果采用桩基不仅工期长设备要求高而且费用太大，约在16万元以上，均不宜采用。而采取联合处理方案，在原回填土上做文章采用重锤夯实，砂垫层加固地基的办法，不但安全可靠而且施工简便，工期短、造价低，具有显著的经济效益。

该工程于1983年5月前进行基础处理，84年6月主体结构完工，至85年底投入使用至今未发现基础不均匀下降墙体开裂等影响使用现象，地基加固及处理收到了明显效果。

四、评审意见

该成果方法简便易行，解决了实际问题，施工质量进行了控制，积累了数据，具有良好的经济效益，可推广应用。

第二篇：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。

第三篇：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，202_.[2]马小峰.浅谈软土地基处理方法[J].山西建筑，202_.[3]杨峰.软弱地基处理方法的运用[J].工程建设与档案,202_.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。

第四篇：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。

第五篇：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。