浅谈软土地基基础设计方法

浅谈软土地基基础设计方法
摘要：通过对软土地基的分析，阐述了在地基基础设计中如何选择软土地基处理的方法。

关键词：软土地基；基础方案；合理选择
0 引言
基础是建筑物和地基之间的连接体。

基础把建筑物竖向体系传来的荷载传给地基。

从平面上可见，竖向结构体系将荷载集中于点，或分布成线形，但作为最终支承机构的地基，提供的是一种分布的承载能力。

如果地基承载力不足，就可以判定为软弱地基，就必须采取措施对软弱地基进行处理。

软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其它高压缩性土层构成的地基。

在实际的工作中，我们设计房屋基础时往往会遇到软土地基。

软土地基由于其压缩性高、强度低、渗透性小，所以建造在软土地基上的建筑物很难满足地基承载力和变形的要求，场地内地基或荷载分布不均都会造成不均匀沉降，这些对建筑工程都是十分不利的，因此我们要认真对待软土地基基础设计。

下面笔者就自己在工程设计上积累的经验谈谈软土地基基础设计中总结的几个方面。

1选择合理的地基处理方案
地基处理的目的就是提高软土的强度，保证地基稳定，并降低压缩性，避免出现“沉、倾、裂”等现象的出现。

随着研究工作的发展和工程实践的深入，我们已经掌握了很多软土地基的处理方法，如换填垫层法、强夯法、砂石桩法、振；中法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、预压法、夯实水泥土桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、石灰桩法、灰土挤密桩法和土挤密桩法、柱锤冲扩桩法、单液硅化法和碱液法等方法。

为了达到安全施工、缩短工期、降低造价的目的，我们必须从中寻求一个安全可靠、经济合理的最佳设计方案。

下面笔者以哈尔滨市人事局办公楼为例，比较一下采用换土法、钻孔压浆灌注桩法和排水固结等方法施工基础时的工程造价。

该办公楼共三层，砖混结构，建筑面积2800m：，基槽自然地面以下0．9—3．3m 处为粉质粘土，fK=100kPa，3．3m 以下为圆砾层，fK：180kpa。

经计算，地基的承载力和变形都不能满足设计要求。

①如果采用钻孔压浆灌注桩，桩径D=400mm，桩长为5．0m，其单桩竖向承载力标准值Quk为500kN，共布桩240根，单桩工程造价为10o0元／根，共计24万元；②如采用复合载体夯扩桩，桩径D=400mm，桩长6．0m，其单桩竖向承载力标；佳值Quk为800kN，共布桩170根，共计22万元；③若采用换土法(采用砂垫层)对地基加固处理，要使地基承载力满足设计要求所需砂垫层的厚度为500mm，工程造价仅仅为15万元，比钻孔压浆灌注桩节省9万元，比复合载体夯扩桩节省7万兀0由此可见，选择合适的地基处理方法在地基基础设计中占有十分重要的地位。

2 充分合理利用软土地基的性能
在工程设计中，所遇到的软土地基，土层的竖向分布是有一定的规律的。

有些地基在软土层上面往往覆盖一定厚度不等的承载力较高的好土层，这部分土层密实度、稳定性、承载力都比下面的土层好的多。

如果不穿透加以利用，它对下面的软土层能起封闭和限制作用，防止软土层塑性变形，使软土层承载力得到提高。

对于基底压力不大的建筑物用它作为天然地基是很好的，经过实践都取得了很好的技术经济效果。

例如：笔者设计的哈尔滨市利华包装厂锅炉房基础，在软土至地面以上有一层3．0m厚的粉质粘土，承载力标准值fK=170kPa，压缩模量Es=4．5MPa，是较好的土层。

但这层土厚
度不大，这和寒冷地区基础埋深要求相矛盾，很容易被忽视，失去可利用的机会。

因此，我们必须很好地利用不利条件中的有利因素，基础尽量浅埋，把它做为基础的持力层，对于一般性建筑物是很好的天然地基，不但满足技术上的基本要求，而且大大地节省投资。

但是北方寒冷地区基础浅埋与防冻是相矛盾的，浅埋基础必须进行防冻措施设计和施工。

有些地基软弱土层离地表很近，软土上面的好土层很薄不能利用，可是在软土层下面有承载力很高的土层作为持力层，成为良好的天然地基。

虽然基础埋深将增加工程造价，但和桩基、筏基等基础所需的投资相比，要经济得多。

在对有软土地基的建筑设计中，应该对建筑下面土质具体分析，尽量发挥天然地基的潜力，做到安全、可靠、经济、合理的目的。

3 选择合适的基础方案来满足建筑合理设计
软土地基上，选择合适的基础方案，对解决地基沉降和不均匀沉降是很重要的，基础方案选择的是否合理也直接影响工程造价。

因此必须充分研究上层和土质特性，结合上部结构特点，考虑施工和使用方面的要求的综合考虑进行方案比较、选择最合适的基础形式。

软土地基设计的关键是控制地基变形问题。

桩基和条形基础、弹性地基梁、箱形基础、筏板基础等基础形式，对解决地基沉降和不均匀沉降都有明显的效果，但造价都很高。

对于一般性建筑物，可以采用以下几种措施来控制地基变形：
①在结构类型较简单，地基较均匀的条件下，采用相同的基础形式和相同的埋深对防止地基沉降和不均匀沉降是有利的。

②在结构类型较复杂，地基差异较大的情况下，根据地质资料估算地基变形。

根据变形情况采用不同的基础形式和不同的埋深来调整地基沉降量，使同一建筑物各部分沉降均匀。

③通过调整基础底面积，采用不同的基底压力来控制地基变形差异，使地基沉降均匀。

④在考虑建筑整体刚度的同时，恰当地加强基础冈0度的强度，减少地基不均匀沉降。

综上所述，在软土地基基础设计中，设计者应该全面分析、综合考虑、灵活掌握正确合理的设计方法，使建筑工程做到安全可靠、方便施工、经济合理的目的。

地基处理是否合理，关系到整个工程质量、进度和投资，而且是降低工程造价的重要途径之一。

这是工程设计及施工人员需要解决的课题。