各种土质适用的基础处理方法
1、换填垫层法：浅层软搦地基以及不均匀地基的处理；
2、预压法：淤泥质土、淤泥和冲填土等饱和粘性土地基；
3、强夯法：碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基；
4、强夯置换法：高饱和度的粉土与软塑粘性土等地基上对变形要求不严的工程；
5、砂石桩法：挤密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土等基础；也可处理可液化地基；
6、单液硅化法和碱液法：地下水位以上渗透系数为0.10-2.00m/d的湿陷性黄土等地基；
7、高压喷射注浆法：淤泥、淤泥质土、流塑、软塑、或可塑粘性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基；
8、柱锤冲扩桩法：适用于处理杂填土、粉土、粘性土、素填土和黄土等；
9、振冲法：处理沙土、粉土、粉质粘土、素填土和杂填土等地基。对于处理不排水抗剪强度不小于20kpa的饱和粘性土和饱和黄土地基，应在施工前通过现场试验确定适用性。；
10、水泥土搅拌法：深层搅拌法（湿法）与粉体喷搅法：处理正常的固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。12、加筋法：软弱土地基、填土及陡坡填土、砂土；方法：土工聚合物加筋，锚固，树根桩，加筋土；
11、排水固结法：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；
各种基础处理方法注意事项：
1、换填垫层法
A、换填材料---砂石：碎石、角砾、圆砾、粗沙、中砂等，粒径小于2mm的部分不应超过总重的45%；级配良好，不含植物残体、垃圾等杂质。当使用粉细纱或石粉时，应掺入不少于总重30%的碎石或泺石。砂石最大粒径不宜大于50mm；对于湿陷性黄土地基，不得选用砂石等透水材料。
粉质粘土：土料中有机质含量不得超过5%，也不得含有冻土或膨胀土；当含有碎石时，最大粒径不宜大于50mm。用于湿陷性黄土或膨胀土地基，土料中不得夹有砖、瓦和石块。
灰土：体积配合比：2：8或3：7。土料宜用粉质粘土，不宜用块状粘土和砂质粉土；石灰宜用新鲜的消石灰，其颗粒不得大于5mm。
粉煤灰：用于道路，堆场和小型建筑等的换填层；
矿渣以及其他工业废渣：同上；
B、各种垫层压实标准：0.94-0.97(具体见规范）
C、换填厚度不宜小于0.5M，也不宜大于3M.垫层顶面每边超出基础底边不宜小于300MM。
D、垫层的承载力宜通过现场荷载试验确定，并应进行下卧层承载力的验算。
E、施工当中，应注意基坑排水。分层夯实每层厚度可取200-300MM；
2、水泥土搅拌法：
a、水泥土搅拌法用于处理泥炭土、有机质土、塑性指数大于25的粘土、地下水具有腐蚀性时以及无工程经验的地区，必须通过现场试验确定其适用性。当地基土的天然含水量小于30%
、大于70%或地下水的ph小于4时不宜采用干法。
b、湿法的加固深度不宜大于20m；干法不宜大于15m.水泥土搅拌桩的壮景不应小于500mm。
c、竖向承载力搅拌桩复合地基应在基础和桩之间设置垫层。垫层厚度可取200-300mm。其材料可选用中砂，粗砂，级配砂石等，最大粒径不大于20mm。
d、竖向承载力搅拌桩复合地基中的桩长大于10m时，可采用变掺量设计。
e、当搅拌桩处理范围以下存在软弱下卧层时，应验算下卧层承载力。
3、强夯法和强夯置换法：
a、强夯处理范围应大于建筑物基础范围，每边超出基础外缘的宽度宜为基底下设计处理深度的1/2至2/3，并不宜小于3m;
b、强夯置换敦的深度由土质条件决定，除厚层饱和粉土外，应穿透软土层，到达较硬土层上。深度不宜超过7m.
c、最后两击平均沉量不宜大于下列数值：当单击夯击能小于4000kn.m时为50mm;当单击夯击能为4000-6000kn.m时为100mm；当单击夯击能大于6000kn.m时为200mm.
d、敦顶应铺设一层厚度不小于500mm的压实垫层，垫层材料可与敦体相同，粒径不宜大于100mm
4、振冲法：
A、振冲桩法处理范围：用于多层建筑和高层建筑时，已在基础外缘扩大1-2排桩；当要求消除地基液化时，在基础外缘扩大宽度不应小于基地下可液化土层厚度的1/2。
B、桩位布置：对大面积满堂处理，宜采用等边三角形布置；对单独基础或条形基础，宜用正方形，矩形，或等腰三角形布置。
C、振冲桩的间距：30KW振冲器：1.3-2.0M;55KW振冲器:1.4-2.5M;75KW振冲器：1.5-3.0；荷载大或对粘性土宜采用较小的间距，荷载小或对砂土宜采用较大的间距。
D、桩长的确定：当相对硬层埋深不大时，因按相对硬层埋深确定；当相对硬层埋深较大时，按建筑物地基变形允许值确定；桩长不宜小于4M。
E、在桩顶和基础之间宜铺设一层300-500厚的碎石垫层。
5、单液硅化法和碱液法
a、对酸性土和已经渗入沥青，油脂以及石油化合物的地基土，不宜采用单液硅化法和碱液法；
b、单液硅化法应由浓度为10%-15%的硅酸钠溶液，参入2。5%氯化钠组成。其相对密度宜为1.13-1.15,并不应小于1.10；
c、采用单液硅化法加固拟建的设备基础和建筑物的地基，应在基础地面下按等边三角形满堂布置，超出基础地面外缘的宽度，每边不得小于1m;
d、碱液法加固深度宜为2-5m；对非自重失陷性黄土地基，加固深度可为基础宽度的1.5-2.0倍;对2级自重湿陷性黄土地基，加固深度可为基础宽度的2.0-3.0倍；
6、石灰桩法：
a、石灰桩的加固深度不一超过8m；
b、一般情况下，桩顶不设垫层，需要考虑排水通道时，才设0.1-0.2m厚的砂石垫层路要减少基础面积时，通过计算可设0。5m以上的垫层；
c、试验表明：石灰桩强度沿深度变化较大，中部最大，下部次之，上部最差，比例：1：0.8：0.6；
d、石灰桩设计参数：桩径：密而细；直径：150-400mm；国内桩长一般不超过15m,直径在300-350mm之间，200mm以内的桩经桩长为5m内的短桩。桩的布置一般为正方形，和正三角形桩距2-3d;
e、石灰桩复合地基承载力来源三个方面：1、膨胀后的桩深强度；2、加桩后的桩间土；3、桩周形成的1cm至数厘米的硬土壳。
地基处理的原理，对基础处理方法进行分类：
1、碾压以及夯实，包括强夯法和强夯置换法；
2、换土垫层：包括素土垫层，砂石垫层，灰土垫层，矿渣垫层；
3、排水固结：包括真空预压，降水预压等；
4、振密挤密：包括砂石桩法，柱锤冲扩桩法，振冲法；
5、置换以及拌入：包括单液硅化法和碱液法，高压喷射注浆法，水泥土搅拌法；
6、加筋：土工聚合物加筋，锚固，树根桩，加筋土等。
桩基的构造：
1、摩檫型桩的中心距不宜小于桩身直径的3倍；扩底灌注桩的中心距不宜小于扩底直径的1.5倍，当扩底直径大于2m时，桩端净距不宜小于1m
2、扩底灌注桩的扩底直径，不应大于桩身直径的3倍；
3、桩底进入持力层的深度，一般为桩身直径的1-3倍；
4、灌注桩：最小配筋率不宜小于0.2%-0.65%;?岸边桩，8度以及8度以上地震区的桩应通长配筋；混凝土等级不低于C20;当持力层承载力低于桩身混凝土受压承载力时，可采用扩底；扩底端直径与桩身直径比D/d，应根据承载力要求以及扩底端部侧面和桩端持力层土性确定，最大不超过3；扩底端地面一般呈锅底型，矢高取0.10-0.15D；
5、预制桩:最小配筋率不宜小于0。8%；如采用井压法沉桩时，其最小配筋率不宜小于0。4%，主筋直径不宜小于14，打入桩桩顶2-3d长度范围内箍筋应加密，并设置钢筋网片；混凝土等级不低于C30;截面边长不宜小于200mm；
6、承台：宽度不应小于500mm；边桩中心至承台边缘的距离不宜小于桩的直径或边长，且桩的外边缘至承台边缘的距离不小于150mm。对于条行承台梁，桩的外边缘至承台边缘的距离不小于75mm；承台最小厚度不应小于300mm;混凝土等级不应小于C20；保护层厚度不应小于70MM，有垫层时不应小于40MM;
工程实例：
现有一工程，位于天津塘沽，建筑面积为15万平米，包括：
??1栋单层厂房（局部4层），钢结构（4层区为框架结构）；单层厂房檐高12米，柱距279米；
??1栋办公楼，12层，剪力墙框架结构；
小型附属厂库，加工间，处理站，等等，均为1层，层高不超过8米，钢结构和混凝土结构；
场地情况:
拟建场地西侧现为你农田，地势平坦，场地东侧现为鱼坑，洼地，勘察施工时，正在填垫中，场地内地面标高一般为1。60---1。80米左右，东侧地势局部为0。40--0。33米；
现场地地势整体较低，甲方要求，拟建场地需抬高1米，抬高后地面标高在3米左右。
地下水位：
初见地下水位埋深：0。90--1。70米；静止水位埋深0。30--1。50米
承载力特征值如下：
力学分层号：??大致标高????岩性???????Fa(kPa)
2????????0.00以上天然土???粉质粘土??90
3a???????0.00---9.00?????砂性大粉质粘土120
3b????????????????????淤泥质粉质粘土85
3bt?????????????????????粉质粘土????100
3c????-9.00--??-12.30????粉质粘土????100
4????-12.30---??-14.70??粉质粘土????120
5a??-14.70---??-20.50?????粉质粘土???????130
5b?????????????????????粉质粘土????160
6?????-20.50---??-24.00?????粉质粘土为主??150
7??-24.00---??-30.00????粘土为主????150
8????-30.50---33.00??粘土为主???????220??
本场地标准冻土深度为0.60米，场地内属于非液化场地。中软土，场地类别类
淤泥软土地基处理方法探析
目前，软土地基处理的方法有预压法、换填法、强夯法和强夯置换法、砂石桩法、水泥土搅拌法及其他地基处理法。本文着重介绍各个方法的施工工艺及流程，然后对于相同地质条件的软土地基提出相应的处理措施，剖析地基处理的重点，最后根据处理结果选择合适的处理方案。
0工程概况及初步分析
某地区建筑场地拟建二层框架结构房屋，建筑平面，室外标高为8.4m（±0.000），根据地质资料，现有场地标高为1.64m，需填土6.76m，土层依次如下：第一层为素填土，厚度0.5m；第二层为淤泥，厚度为11.4m，为高压缩性土，压缩模量Es=1.73MPa，固结系数Ch=Cv=1.0x10-3c㎡/s；第三层为粉质黏土夹碎石，厚度为4.6m，为中压缩性土，压缩模量Es=4.96MPa；第四层为淤泥质黏土，厚度为2.5m，压缩模量Es=1.85MPa；第五层为粉质黏土，厚度为5.4m，压缩模量Es=4.3MPa；第六层为淤泥质黏土，厚度为3.2m，压缩模量Es=1.85MPa；第七层为粗角砾土，厚度为2.2m，压缩模量Es=10MPa；第八层为粉质黏土，厚度为12.9m，压缩模量Es=4.8MPa.按《建筑地基基础设计规范》，对于高压缩性土地基，框架结构相邻柱基沉降差为0.003L（L为相邻柱距），经过初步估算，柱底内力标准值分别约为600KN和1000KN，柱距6米，容许的沉降差为18mm.
在施工主体结构基础前期，由于场地需要回填土而且较厚，在回填施工时期，回填土属于外加荷载，此时按荷载考虑计算场地的沉降，总沉降量达到1316.34mm.各层沉降量为：第一层淤泥沉降量为946.9mm，占总沉降量的71.9%；第二层淤泥沉降量为131.6mm，占总沉降量的10.0%；第三层淤泥沉降量为189.4mm，占总沉降量的14.4%；第四层淤泥沉降量为48.4mm，占总沉降量的3.7%.此过程为固结排水沉降过程，随时间的发展场地土趋于稳定。在沉降基本完成时，进行主体结构基础施工，此时场地土体性质发生变化，此时各层土的承载力和压缩模量均会有所增加，假设均比原来土体增加1.1倍。此时按回填土承载力特征值fak=100Kpa，估算C轴交5轴及6轴柱基础A、B大小，分别为2m×3m和4.0m×4.0m，柱基A总沉降量为55.24mm，占回填土沉降量的4.2%，柱基B总沉降量为71.34mm，占回填土沉降量的5.4%，沉降差16.1mm，小于规范容许值18mm.从以上分析可以看出，在未进行任何地基处理的情况下，前期沉降占绝大部分，而后期采用独立扩展基础已能满足承载力且无软弱下卧层和变形要求。因此，地基处理的重点在于加速固结排水过程，减少回填土引起的沉降。
1地基处理措施
1.1选择合适的处理措施目前，软土地基处理的方法有换填法、预压法、强夯法和强夯置换法、砂石桩法、水泥土搅拌法、高压旋喷桩法、桩基法及其他地基处理法。
换填垫层法是挖除软弱地基土，采用砂石、粉质粘土、灰土、粉煤灰、矿渣等材料进行换填作为垫层的一种地基处理方法，通过换填软弱地基土的变形变成垫层地基的变形，因此能够减少地基的沉降。本工程软弱地基土层埋深0.5m，层厚11.4m，首先需要挖除9725.9m3，回填土需要9725.9m3.可见挖土及回填方量相当大，从经济上考虑该方法不适用于该工程软弱地基处理。
堆载预压法是解决淤泥软粘土地基沉降和稳定问题有效措施，堆载预压分塑料排水带活砂井地基堆载预压和天然地基堆载预压。通常，当软土层厚度小于4.0m时，可采用天然地基堆载预压法处理，当软土层厚度超过4.0m时，为加速预压过程，应采用塑料排水带、砂井等竖井排水预压法处理地基。本工程淤泥层厚度为11.4m，适合用排水预压法。
强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基，而强夯置换法适用于高饱和度的粉土与软塑～流塑的粘性土等地基上对变形控制要求不严的工程。此两种方法都采用夯击的方法进行地基加固，因此都有一定的加固深度，本工程软弱土层为淤泥层，该土性质不适用夯击方法加固，而且土层深度较深。
砂石桩法适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土等地基，本工程软弱土层为欠固结土层，在回填土回填至设计标高时，土层在附加应力作用下进行排水固结，土层压缩，因此不适用。
水泥搅拌法分为深层搅拌法和粉体喷搅法，水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。当地基土的天然含水量小于30%、大于70%或地下水的PH值小于4时不宜采用干法。
因此本工程合适的地基处理方法可选用堆载预压法。
1.2排水板堆载预压法排水板预压法由排水系统和加压系统两部分组合而成。排水系统是在地基中设置排水体，利用地层本身的透水性由排水体集中排水的结构体系，根据排水体的不同可分为砂井排水和塑料排水带排水两种。下面介绍效益较高塑料排水板处理淤泥软基方法，插入软基排水板，当填筑基础及上部建筑物时，荷载作用软基，地下水由于受挤压和毛细作用沿塑料排水板上升至砂垫层内，由砂层向两侧排出，从而提高基底承载力，塑料排水板要在砂垫层完成后施工，由测量人员测量出需处理范围，标出每根排水板具体位置，插板机对中调平，把排水板在钻头安放好，开动打桩机锤打钻杆，将地面上塑料排水板截断，并留有一定富余长度，在塑料排水板四周填砂后即完成本工程施工。目前，塑料排水板有以下规格、型号，SPB-A型-宽度100mm，厚度3.5mm，可打入软基15m；SPB-B型-宽度100mm，厚度4.0mm，可打入软基25m；SPB-C型-宽度100mm，厚度4.5mm，可打入软基35m.本工程适合采用SPB-B型，塑料排水板按等边三角形排列，间距取1.0m，主要受压层淤泥层层厚11.4m，塑料排水打穿受压土层，深度取H=11.4m.加载过程按图3所示进行加载，图4为固结度Ut与t之间的关系。
塑料排水板堆载预压法在加载70天时，固结度U70=0.74；在加载800天时，固结度U80=0.81；在加载100天时，固结度U100=0.90；在加载120天时，固结度U120=0.95.在固结度U100到达0.90时，可以认为符合设计要求，此时沉降已经大部分完成。该处理方法成本估算，需使用SPB-B型塑料排水板27600m.
2结束语
地基处理措施应该根据工程场地软土地基的土的性质采用合适的处理方案，可以到达良好的处理效果和经济效果，以上的分析结果是基于规范的理论分析方法，实际处理后的地基处理效果应经过现场的试验和检测，得到相关的数据后判断是否能到达设计要求后，才能够用于工程之中。
参考文献：
[1]《建筑地基处理技术规范》。JGJ79-2002，2007年10月，中国建筑科学研究院主编。中国建筑工业出版。
[2]《建筑地基基础设计规范》。GB50007-2002，2008年6月，中华人民共和国建设部主编。中国建筑工业出版。
[3]《全国民用建筑工程设计技术措施结构》。2005年5月，建设部工程质量安全监督与行业发展司及中国建筑标准设计研究所编，中国计划出版社。
|
|
