软弱地基处理方法

软弱地基处理方法
软弱地基处理方法
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。

目前针对软弱地基的不同构成有很多不同的处理方法，以下对用松木桩处理软弱地基的问题作一些探讨。

一、软弱地基的种类及常见的处理方法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、河流相和湖相沉积而成的含淤质粘土类地基；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。

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。

在实际工程中，松木桩处理软弱地基的问题较少提及，但在条件许
可的情况下采用短木桩处理某些软弱地基不仅施工较为便捷，而且费用也较为经济合理。

二、用松木桩处理地基的实例在实际工程中软弱地基普遍存在，对于一些层数较低、荷载较轻的建筑物地基或遇局部暗塘的情况，大多是采用松木桩处理地基的。

下面就110KV鹿山变电所主控楼的地基处理作一简要介绍。

（1）工程的地质概况该工程位于鹿山附近，建筑面积650㎡，两层全框架结构。

地质剖面自上而下由杂填土、淤质粘土、含淤质砾砂卵石、粉质粘土及粘土构成。

淤质粘土呈软塑状，下部的含淤质砾砂卵石呈中密状，是较为理想的持力层。

持力层的实际埋深约4米。

当时曾考虑用砼短桩或换土垫层法处理，经技术经济比较确定了松木桩的处理方案。

（2）松木桩的设计计算在设计中短木桩用作挤密桩时可按下式设计：S=0.95d√（1+e0）／（e0-e1）n=A/APS――桩的间距（m）d――桩径（m）e0――挤密前土的天然孔隙比e1――挤密后作要求达到的孔隙比，可按地基所需的承载力设计值再根据《建筑地基基础设计规范》附录五附表5－3或5－4确定n――每㎡桩的根数A――每㎡地基所需挤密桩面积，A=（e0-e1）/（1+e0）AP――单桩横截面积（㎡）在设计中，当桩端有硬壳层存在时，可作为端承桩，按下式计算：Pa=Ψα[σ]A-（a）Pa――单桩承载力Ψ―――纵向弯曲系数，与桩间土质有关，一般可取1α―――桩材料的应力折减系数，木桩取0.5[σ]――桩材料的容许压力，kPa本实例
中柱下独立基础附加应力及自重总值为950KN.选③层为桩端持力层，地基土的容许承载力经综合分析后取值130kPa，基础埋深1.5米，经计算基础尺寸为2.6*2.9㎡.持力层埋藏较浅，因而采用端承桩设计。

根据（a）式，当以松木为材料，桩直径为15cm时，[σ]为2773.4kPaPa=1*0.5*2773.4*（0.15/2）2*π=24.5KN/根每平方米所需桩数为n=950/（2.6*2.9*24.5）=5.14根／㎡实取5根／㎡该工程的桩基底面积为210㎡，所需桩数：210*5=1050根桩的布置按梅花形：全部打桩完毕后，在桩顶面铺设20cm厚片石灌石子，加以夯实，然后再做基础。

（3）经济效果分析根据建筑预算定额，φ15cm的松木桩2.5m长每根桩工料费为15元／根，总费用1050*15=1.575万元。

若用12cm*12cm混凝土预制短桩约需5.1万元；若用换土垫层则需2.4万元，并且因地下水位较高，换土施工难度很大。

显然用松木桩方案为首选。

该工程1999年5月竣工以来，通过使用和观测证明，结构稳定安全。

三、松木桩处理软弱地基的适应条件根据在软土地基上工程建设的实践经验，软土地基的设计之前必须认真进行工程地质勘察和土工试验。

只有查清土层和土质的情况，才能正确地进行设计和施工；再者，必须从场地的土层和土质的特点出发，对地基与基础的结构、施工及使用等方面进行综合考虑，通过方案比较、合理地选择地基处理方案。

一般软土厚度小于5m时较为适宜用松木桩处理，为了便于打桩，
桩长不宜超过4m.作端承桩时，为了保证桩尖能进入持力层，上部可先开挖至基础的埋深后再打桩。

桩的材料必须用松木，因松木含有丰富的松脂，这些松脂能很好地防止地下水和细菌对其的腐蚀，价格也较为便宜。

松木桩适宜在地下水以下工作，对于地下水位变化幅度较大或地下水具有较强腐蚀性的地区，不宜使用松木桩。

实践证明，短木桩处理软弱地基时，有施工方便、经济效益明显的优点，它可避免大量的土方开挖，因而在松木资源较为丰富的地区，用松木桩处理软弱地基在经济和技术上是可行的，它不失为一种处理软弱地基的有效手段。

湿陷性黄土泛指饱和的结构不稳定的黄色土，在自重压力或自重压力与附加压力作用下，受水浸湿后，土的结构迅速破坏，发生显著下沉的现象。

它的这种特性，会对结构物带来不同程度的危害，使路基及结构物大幅度沉降、折裂、倾斜，严重影响其安全和使用。

2黄土的湿陷机理
湿陷性黄土按其湿陷机理可分为高可溶盐的湿陷性黄土和高空隙率的湿陷性黄土，由于这两类湿陷性黄土的湿陷性机理不同，因此应对湿陷性黄土地基有可靠的鉴定和正确的认识，并采取必要的工程措施防止或消除它的湿陷性。

湿陷性黄土除了具备黄土的一般特征外，粒度成份以粉土颗粒为主，约占50%以上，具有肉眼可见的孔隙，它呈松散、多孔结构状态，孔隙比很大，天然剖面上具有垂直节理，含可溶盐(碳酸盐、硫酸盐类等)较多。

垂直大孔性、松散多孔结构和遇水即降低或消失的土颗粒间的加固凝聚力是它发生湿陷的内部因素，而压力及水是外部条件。

关于黄土湿陷性的鉴别，地基湿陷程度的
判别，可以室内压缩实验为主，并以此提出工程上评价湿陷性的定量指标。

式中：h0-土样的原始高度(m)；快把公路监理工程师站点加入收藏夹吧！
hp-土样在无侧向膨胀条件下，在规定实验压力P的作用下压缩稳定后的高度(m)；
hp′-对在压力作用下的土样进行浸水到达湿陷稳定后的土样高度(m)。

湿陷系数δs为单位厚度土层由于浸水在规定压力产生的湿陷量，它定量地表示了土样所代表黄土层的湿陷程度，所以规范规定，在一定压力作用下，δs≥0.015时应定为湿陷性黄土，否则应定为非湿陷性黄土。

另外，黄土的湿陷性与所受的压力大小有关，使黄土产生湿陷临界压力称为湿陷起始压力Ps不同的黄土其Ps不同。

若Ps小于上覆土的饱和自重时，则该土层在上覆土层自重压力的作用下受水即刻发生湿陷，称为自重湿陷性黄土。

如果土的Ps大于上覆土的饱和自重，则土层在上覆土自重压力作用下，并不发生湿陷，称为非自重湿陷性黄土。

自重湿陷性黄土受水浸湿后，湿陷现象比较明显且严重，在自重湿陷地区发生的结构物事故较多，特别是我省陇东、陇西地区。

为了正确反映湿陷性黄土地层的湿陷程度，并联系结构物和地基实际，合理地采用有效的防护措施，可用地基内各土层的湿陷系数，求得地基的计算湿陷量△s。

△s＝∑δsi﹕i·hi
式中：δsi﹕i-地基内第I层湿陷性黄土的湿陷系数；
hi-第I层湿陷性黄土的厚度(m)。

湿陷性黄土地基的湿陷等级如表1。

表1湿陷性黄土地基的湿陷等
级地基的计算湿陷量(m) 湿陷等级 0.05＜△s≤0.15 Ⅰ 0.15＜△s≤0.35 Ⅱ△s＞0.35 Ⅲ△s只是湿陷性黄土地基的定性指标，它并不代表地基的真实湿陷量。

由于我国黄土上部土层的湿陷性比下部土层大，而地基上部土层受水浸湿的可能性又较大，因此在上式中地基的计算湿陷土层厚度一般定为从基底算起至其下5m为止。

由于被地下水浸泡的那部分黄土层一般不具有湿陷性，当5m内已见地下水，则算至平均年地下水位为至。

在5m深度内如有非湿陷性黄土层，则不将此层土的湿陷量累计在内。

湿陷性黄土地基的湿陷等级越高浸水后可能产生的湿陷量就越大，对结构物的危害也越大，因此设计措施要求也越高。

另外，我国建筑规范还规定当基底下面土层包含有自重湿陷性黄土，可按下式判别是否属自重湿陷性地基。

△zs＝∑δ2si·hi
式中：△zs-地基的计算自重湿陷量(m)；
﹝si-第I层土在上覆土的饱和自重压力下，测得自重湿陷系数；
hi-第I层土的厚度(m)。

上式计算深度可自基础底面算至基下10m为止。

但其中△zs ﹝s＜0.015的土层不累计。

根据大量的室内外试验对比确定，当△zs≤0.07m时可定为非自重湿陷性黄土地基；△zs＞0.11m时为自重湿陷性黄土地基；△zs 为0.07-0.11m时，可结合当地实践经验确定。

在黄土地区修建结构物，应首先考虑选用非湿陷性黄土地基，它较经济可靠，如确定基础位于湿陷性黄土上，则应尽量利用非自重湿陷性黄土地基，因为这种地基的处理与自重湿陷性黄土地基相比，要求较低。