软基础的处理及实例

软基础的处理及实例

含义：建筑之前如果地基不够坚固，为防止建筑后地基下沉拉裂造成建筑物不稳定等事故，需要对软地基进行处理，使其沉降变得足够坚固,提高软地基的固结度和稳定性至设计的要求，这个过程叫做软基处理，又叫软地基处理。

常见软地基类型：软粘土，杂填土，冲填土，湿陷性黄土，饱和粉细砂及部分粉土，泥炭土，多年冻土，膨胀土等等。。。。

软基础处理包括浅层处理（如挖除换填、抛石挤淤）、砂（砾）垫层、土工合成材料、袋装砂井、塑料排水板、真空预压、真空堆载联合预压、砂桩、碎石桩、加固土桩、水泥粉煤灰碎石桩、Y形沉管灌注桩、薄壁筒形沉管灌注桩、静压管桩、强夯、强夯置换等一系列施工方法。

复合地基法：水泥粉煤灰碎石桩，振冲碎石桩，旋喷桩，喷粉桩等。

石灰桩：系先在地基中钻孔，然后将生石灰注入孔内夯实挤密成桩。石灰桩加固机理除了成孔时挤密桩周围土外，主要作用还在于，生石灰在桩孔中吸收桩周围土层的孔隙水变成熟石灰时，产生体积膨胀，挤密桩周土体，减少其孔隙比，加速地基土的固结，提高地基承载力，消除湿陷性，从而使地基得到加固。其特点是可提高地基强度（1～3倍），材料易得，施工简便，造价较低。

振冲碎石桩：系利用振冲器水冲成孔，填以砂石骨料，借振冲器的水平及垂直振动，振密填料，形成碎石桩体，与原地基构成复合地基。它的特点是：可提高地基承载力，节省三材，施工简单，加固期短，可因地制宜，就地取材，使用碎石、砂子、卵石、矿渣等填料，费用低廉。

水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）：是在碎石桩的基础上，掺入适量石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌合后制成的一种具有一定强度的桩体。这种桩的特点是：改变桩长、桩径、桩距等设计参数，可使承载力的在较大范围内调整，有较高的承载力，承载力提高幅度在250%～300%，对软土地基承载力提高更大；沉降量小，变形稳定快；工艺性好，桩体材料具有良好的流动性与和易性，灌注方便，易于控制施工质量；可节约大量水泥、钢材，可利用工业废料，降低工程费用，与预制钢筋混凝土桩加固相比，可节省投资30%～40%。

旋喷桩：系利用高压泵将水泥浆液通过钻杆端头的特制喷头，以高速水平喷入土体，借助液体的冲击力切削土层，同时钻杆一面以一定的速度（20r/min）旋转，一面低速（15～30cm/min）徐徐提升，使土体与水泥浆充分搅拌混合凝固，形成具有一定强度(0.5～8.0MPa）的圆柱固结体(即旋喷桩),从而使地基得到加固。旋喷桩的特点是：可提高地基的抗剪强度；能利用小直径钻孔旋喷成比孔大8～10倍的大直径固结体，可用于已有建筑物地基加固而不扰动附近

土体；施工噪声低，振动小；可用于任何软弱土层，可控制加固范围；设备较简单、轻便，机械化程度高；料源广阔，施工简便，速度快，成本低等。

喷粉桩：系采用喷粉桩机成孔，运用喷粉桩机借助压缩空气将粉体（水泥或石灰粉）输送到桩头，并以雾状喷入加固地基的土层中，并借钻头的叶片旋转，加以搅拌，使其充分混合，形成水泥（或石灰）土桩体，与原地基构成复合地基。喷粉桩的特点是：加固改良地基，提高地基承载力（2～3倍）和水稳性，减少沉降量（1/3～2/3），加快沉降速率，不需向地基土中注入附加水分；喷粉采用密封，对环境无污染，施工无振动、无噪音，对周围环境无不良影响；施工机具设备较简单，机具液压操纵，连续钻进，方便迅速，效率高，机具装配费用低，无需高压设备，安全可靠，施工操作简便，成桩效率高（每台喷粉机为50根/d），可就地取材，费用较低，比采用混凝土灌注桩地基处理费用降低70%，工期仅为原来的1/3。喷粉桩：系采用喷粉桩机成孔，运用喷粉桩机借助压缩空气将粉体（水泥或石灰粉）输送到桩头，并以雾状喷入加固地基的土层中，并借钻头的叶片旋转，加以搅拌，使其充分混合，形成水泥（或石灰）土桩体，与原地基构成复合地基。喷粉桩的特点是：加固改良地基，提高地基承载力（2～3倍）和水稳性，减少沉降量（1/3～2/3），加快沉降速率，不需向地基土中注入附加水分；喷粉采用密封，对环境无污染，施工无振动、无噪音，对周围环境无不良影响；施工机具设备较简单，机具液压操纵，连续钻进，方便迅速，效率高，机具装配费用低，无需高压设备，安全可靠，施工操作简便，成桩效率高（每台喷粉机为50根/d），可就地取材，费用较低，比采用混凝土灌注桩地基处理费用降低70%，工期仅为原来的1/3。

重锤夯实：是利用起重机械将夯锤提升一定高度，然后自由落下，重复夯击基土表面，使地基表面形成一层比较密实的硬壳（表层），从而使地基得到加固。本法具有起吊使用轻型设备易于解决，施工简便，费用较低等优点。

灰土工程：是将基础底面下要求范围内的软弱土层挖去，用一定比例的石灰与土，在最优含水量情况下，充分拌合，分层回填夯实或压实而成。灰土具有一定的强度、水稳定性和抗渗性，施工工艺简单，取材容易，费用较低，是一种应用广泛、经济、实用的地基加固方法。强夯施工：是用起重机械（起重机械或起重机配三角架、龙门架）将大吨位（一般8～25t）夯锤起吊到6～30m高度后，自由落下，给地基土以强大的冲击能量的夯击，使土中出现冲击波和很大的冲击应力，迫使土体孔隙压缩，排除孔隙中的水，使土粒重新排列，迅速固结，从而提高地基承载力，降低其压缩性的一种地基加固方法。其特点是：可使用工地常备简单设备；施工工艺操作简单；适用土质范围广，加固效果显著，可取得较高的承载力，一般地基强度可提高2～5倍；压缩性可降低2～10倍，加固影响深度可达6～10m；工效高，施工速度快（一般设备每月可加固5000～10000m2地基），较换土回填和桩基可缩短工期一半；

节省加固原材料；施工费用低，节省投资，比换土回填节省50%费用，与预制桩加固地基相比，可节省投资50～70%等。

实例

工程概况

在南昌市拟建某商住楼,基槽挖深为自然地表下2·30m,基础持力层为杂填土,由于其承载力为(fk=140kPa)不能满足设计要求,需要进行地基加固处理,要求处理后地基承载力达到

200kPa。

b. 工程和水文地质条件

根据甲方提供的岩土工程勘察报告,基础以下基地层为:

(1)杂填土:主要由生活垃圾和建筑垃圾组成,厚度为3·4~4·8m。

(2)细砂:黄色,稍密,很湿,厚度0·7~2·6m。

(3)粉质粘土:黄色,可塑,厚度0·8~2·2m。

(4)细砂:黄色,中密,饱和,厚度0·9~3·3m。

(5)圆砾:中密,饱和,厚度大于2·5m。

c.粉喷桩的设计

(1)粉喷桩的技术指标

根据建筑对复合地基变形的要求,将桩端置于第4层土上,设计桩径500mm,施工桩长8·6m,有效桩长8m。

(2)确定单桩承载力标准值

根据规范JGJ79—91,取(1)(2)式中的较小值,即Rdk取141KN为宜。

Rdk=UpquLq+ApQp=3·14×0·5×(8×4·5+10×3)+0·5×3·14×0·252(80+90+70) =141(kN)(1)

Rdk=η×fcu×Ap=0·4×1900×0·196=149(kN)(2)

式中:

Rdk———单桩承载力标准值(kN);qu———第i层土桩侧摩阻力值,淤泥质土取8·0kPa、粉质粘土取10·0kPa;Up———桩的截面周长(m);Lq———第i层桩周土厚度(m);qp———桩端土承载力标准值(kPa);Ap———桩载面积(m2);α———桩端土承载力折减系数,一般取0·5;η———强度折减系数,一般取0·4;fcu———水泥土抗压强度(kN)。

根据(1)、(2)式确定水泥强度得fcu=Rdk/η*Ap=1796kN/m2

按水泥摄入量13·8%计算,得到28d室内配合水泥强度为qu=1900kN/m2,此配合比较合适。