1、试论建筑工程软基处理技术的应用摘要：随着科学技术、生活水平的不断进步，人们对建筑工程的质量提出了更为严格的要求，尤其是软基处理，对建筑工程软土地基的特点进行了分析，举例并提出相应的一些软土地基处理方法，以供同行参考。 关键词：软土地基；地基基础；岩土加固；地基处理 Abstract: with the continuous progress of science and technology, standard of living, the construction quality made more stringent requirements, especially for soft fo
2、undation treatment of soft soil foundation, the characteristics of construction project are analyzed, for example, and put forward some corresponding soft soil foundation treatment methods, for reference. Keywords: soft soil foundation; foundation; rock and soil reinforcement; foundation treatment 中
3、图分类号：TU761 文献标识码：文章编号： 引言 软土在我国分布广泛，特别是像南方等地区。湖南位置地处南方,除个别地段外,大多处于平原水网地带,地下水位高,表层地质层次沉积年代早,结构松软,含水量高,变形大,多为软土地基, 软土具有天然强度低、压缩性高、透水性小、固结时间长、流变特性显著等特点这决定了，需要处理的软基路段多。这对基坑工程的设计和施工都提出了更高的要求,所以软土地基上的构筑物常常会出现沉降过大、承载力不足等问题。 1 地基处理方法的目的、原则及方法 1.1 地基处理的目的 软土地基主要指由淤泥、淤泥质土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基。处理的目的是利用换填、夯实、挤密、排水
4、、胶结、加筋和热学等方法对地基土进行加固，用以改良地基土的工程特性，主要包括：1)提高地基的抗剪切强度；2)降低地基的压缩性；3)改善地基的透水特性： 一种增加地基土的透水性加快固结； 另一种是降低透水性或减少其水压力（如基坑抗渗透） 。 1.2 地基处理的原则 选择地基处理的方法时， 应综合考虑场地的地质和水文条件、建筑物对地基的要求、结构类型和基础型式、周围环境影响、材料供应、施工条件等多种因素，经过综合技术经济比较后采用。同时还要考虑上部结构与基础、地基的共同作用， 加强上部及基础结构刚度和强度可减少地基的不均匀沉降。 1.3 常用的地基处理方法一般有：换填法、强夯法、振密法、挤密法、预
5、压法、水泥土搅拌法、托换技术等。 2 拟建某工程概况 湖南省桂阳县拟建一个总用地面积约为 66666.7 m2，东西向长约266.6 m，南北向长约 250 m 的仓库，现场的形状接近正方形。主要包括单层钢结构仓库 1，2，3（局部带夹层） ，2 层公用楼及物业办公，单层门卫等一些附属建筑，其余是现场内部的环形道路、停车位、卸货区平台以及绿化等。 根据本工程地质勘察详勘报告，本场地现地面标高在 1.25 m1.86 m（绝对标高)，平均按 1.6 m 考虑；拟建场地有明浜分布，并存在有暗浜，深度为地面下约 2.3 m3.4 m 左右；2 层粉质粘土层厚约 0.4 m2m，下卧 3 层淤泥质粉质
6、粘土为流塑状态，层厚约 4 m6.8 m，压缩模量为 3.03 MPa，4 层淤泥质粘土为流塑状态，层厚约 4.7 m7.5 m，压缩模量为 1.82 MPa，5 层粘土层厚约 1.6 m4.4m，压缩模量为 2.71 MPa，其下为 6，7 层粉质粘土及粉砂层，土性较好。场地类别为 IV 类。根据业主要求，仓库地坪荷载采用货架式考虑，仓库地面使用荷载定为3t/m2，仓库 1 底层平面约 92 m105 m，仓库 2 底层平面约 92 m117m，场区内室外道路标高定为绝对标高 2.1 m，建成后建筑室内0.00 相当于绝对标高 2.80 m，即在现有地面 1.6 m 标高上需要回填1.2 m
7、 高建筑基层和面层。因本工程场地有耕填土及明暗浜土存在，地表面下存在约 15 m 左右深厚的高压缩性软土层，仓库地坪又需大面积填土，其附加应力影响较深，地坪在长期荷载作用下将产生一定的地基变形，需进行地基处理。考虑到本工程地质情况，周边建筑沉降经验及业主要求，如果采用搅拌桩或微型方桩复合地基，工程成本等方面代价较大，鉴于本工程主体动工时间会推迟将近半年，我们考虑可利用需要填高地坪的土进行地坪堆载预压，即采用排水固结法对场地进行处理，在施工主体前 3 个月以上时间，事先对场地土进行排水固结，以完成大部分沉降量。通过对现有场地沉降计算分析，如果采用 2 m 高堆土，预估平均沉降量约 318 mm。
8、 如果采用 3 m 高堆土， 即基本在略微超载的情况下进行堆载，预估平均沉降量约 494 mm，为确保地坪满足正常使用，我们要求采用 3m 的堆载进行预压。 具体设计要求如下： （1）先进行清表工作，填前进行碾压及清淤，要求清除明、暗浜，采用中砂（或粗砂）分层回填夯实，压实系数0.95。 （2）铺设 1 层 300 mm 厚砂砾过滤层，压实系数0.95。 （3）设置塑料排水板，板宽100 mm，厚 4 mm，入土深15 m，保证穿透淤泥层，按正方形排列，塑料排水板的板距 1300 mm 左右。 （4）排水板打设完毕后，立即铺 1 层 200 mm 砂砾过滤层，处理场地周边设排水沟。 （5）分层
9、分阶段填压堆土，填土厚度控制在 3000 mm 左右。控制每天竖向变形不超过 10 mm。 （6）约 6 个月左右时间，将压填土分期挖除至砂垫层面，进行主体建筑桩基施工。 （7）地坪施工时，要求采用 2：8 灰土分层回填夯实，压实系数0.95。 （8）地坪基层采用 250 mm 厚级配碎石垫层。 （9）考虑货架荷载非均布荷载，面层采用 200 mm 厚 C20 混凝土随捣随光，内配 10150 双层双向。 在施工过程中，应分层分阶段填土，堆载过程要进行 24 h 沉降观测，当垂直位移速度大于 10 mm/d，水平位移速率大于 5 mm/d 时，应停止施工，待小于该值后再恢复填筑，施工可根据现场
10、实际变形情况决定加载方式。并采取可靠措施保证对周边建筑及道路不产生影响。堆载完成后，尽量延长预压期时间，最好不少于 3 个月，待沉降基本稳定后，并且固结度达到 90方可卸载。 要求进行高程测量；沉降板观测（前两个月内每 3 天观测 1 次，以后每星期 1 次，观测精度为二等水准观测精度） ；孔隙水压力观测（每 2 m 安装 1 支孔隙水压力计，直至淤泥底面） ；分层土沉降观测（观测频率为 6 d/次） ；卸载完成后，在交工面上进行载荷板试验，载荷板面积33 m2，应每 200 m2 测试 1 处。 图 1 地基处理平面图 图 2 施工期监测测点布置图 根据本地块特点，建议业主采用分期开发施工的
11、方案，可节省堆土材料和运输费用，本地块分 4 块进行堆载，用一期的堆土分块堆载，通过合理的安排施工工序，二期堆载时开始施工一期主体， 保证本工程的地基处理不影响整体工期。 本工程在地基处理过程中，由于经费等多种因素影响，一期堆土分成两个阶段，第一阶段于 2003 年 4 月中旬截止，填土高 2 m；第二阶段于 2003 年 8 月下旬开始至 9 月中下旬结束，填土高从原来的 2m 增至 3 m 左右。到 2003 年 12 月 10 日，通过 4 点实测平均沉降 449.1 mm，预测最终沉降 578.8 mm。用分层总和法算出的沉降量为 543.58 mm。为取得实际沉降与计算沉降的差异数据
12、，我们要求对一期处理完成的土层进行了对比试验，在 1#仓库堆土处理范围，布置了 2 个静力触探试验孔、1个采取土试样钻孔、2 个采取土试样钻孔加做固结试验、2 个带孔压静力触探试验孔、2 个十字板试验。在未经过地基处理的 3#仓库范围，布置了 2 个采取土试样钻孔加做固结试验、2 个带孔压静力触探试验孔、2 个十字板试验， 与 1#仓库处理后地质资料进行对比，对主要加固土层进行高压固结试验，得出先期固结压力 Pc，进行加固前后对比。 通过对比结果看出，2 层土先期固结压力提高 22%，3 层土提高14%，4 层土提高 23%，各土层物理力学性能指标均有明显提高。 图 3 施工前后试验对比点图
13、根据现场监测数据，应用双曲线法拟合预测未来沉降及根据沉降速率法预测剩余沉降， 结合分层总和法的计算沉降来综合分析场地现有堆载预压的效果，得出沉降预测相关结论以利于业主对堆载预压总周期作决策。一期处理范围现有沉降在场地中部约为 449.1 mm，用双曲线法拟合预测其最终沉降在场地中部约为 579 mm，用理论公式计算最终沉降为544 mm，平均固结度基本上在 0.90 左右，符合设计要求。后期残余沉降，平均约 40 mm，最大可达 90 mm，堆载稳压时间为6 个月。后期变形在规范允许范围内，可以卸载。 因工后沉降仍然较大，我们对地基处理后减少后期残余沉降进行了要求：首先要求室内地坪填土、基层应
14、先施工，以尽量减少工后沉降，填土材料采用 2:8 灰土，分层压实，保证压实系数达到 0.95。地坪施工时与柱承台部位采用 2 次浇筑，钢筋分开，地坪配筋根据计算要求配置，并做适当加强。 3 预压法处理经验探索 （1）预压荷载分超载、等载与欠载 3 种类型。超载预压是减少工后沉降的有效方法， 应尽可能采用超载或等载预压形式，否则工后沉降较大。 （2）在目前有限的施工期内，堆载时间不可能很长，要通过地基处理来完全消除工后沉降是不现实的，工后修补不可避免。(设计说明中应注明清楚）一般约 35 年左右，沉降稳定。 （3）根据本工程的监测经验，经塑料排水板堆载预压处理，明显地改善了软土层的排水固结过程。
15、在回填层荷载的作用下，地基土的超静孔隙水压力不断消散，地基土承载力不断提高。软弱土层的影响深度主要与上覆荷载及排水板的处理深度有关，从分层沉降、孔隙水压力及水平位移的测试成果看，主要影响深度在排水板处理深度范围内，对排水板以下地层的影响则较小，土的物理力学指标有明显好转，如压缩模量提高，有可能从淤泥变成为粘土。 （4）一般情况，场地内地基土经排水固结处理后在 2 年的施工期内主固结沉降将完成或接近完成，但由于软土地基的次固结特征比较明显，次固结变形将是长期的，要求所有在软土地基上的建筑物均应按规定设置永久沉降观测点，定期观测。 （5）本着安全、经济的原则，采用排水固结法对地基进行处理，可节省投
16、资。塑料排水板的施工方便快速，在缺乏砂源的地区相对价格便宜，且施工工艺成熟，效果显著。 （6）地基条件不同，不同处理方法的效果也存在差异。 （7）对于仓库，一般业主在方案阶段会给我们一个均布荷载要求，其实在目前货架形式下，荷载大部分都不可能是均布荷载， 建议在地坪配筋计算时采用 SATWE 传递支架集中力作用方式，配筋应该比均布荷载更接近实际情况。 3 结束语 关于地基加固的施工方法近年来同行已做出了许多研究与探讨，在地基加固方面取得举世瞩目的成就。在选择施工方法时应结合具体的土的性质、地质条件、周围建筑环境、客户施工要求以及施工工期、技术、机械等要求确定合理的施工方案，以提高施工的质量和施工效率。 参考文献： 1GB500072011 建筑地基基础设计规范S.中国建筑工业出版社，2011. 2龚晓南.地基处理手册M.北京：中国建筑工业出版社. 3张雁，刘金波.桩基手册M.北京：中国建筑工业出版社. 4中国建筑科学研究院.JGJ792002、J2202002 建筑地基处理技术规范S.中国建筑工业出版社，2002.
