1、1房屋建筑软土地基处理措施研究【摘要】：我国是一个工程建设大国，房屋建造历史悠久，积累了相当多的地基处理技术。然而，随着房屋建筑质量要求的不断提高，房屋建筑环境的逐渐复杂化，如房屋建筑工程中的软土地基处理新方法等，都需要我们去研究和创新，因此我国房屋建筑工程地基处理技术仍然面临着巨大的挑战。 关键词：房屋建筑；软土地基；处理措施 中图分类号：TU471.8 文献标识码： A 文章编号： 引言 如今，随着科学技术、生活水平的不断进步，人们对房屋建筑工程的质量提出了更为严格的要求，尤其是软土地基，如果没有严格按照规定及操作规程进行施工或施工方式欠佳，就会使工程质量受到严重影响，直接影响日后使用，下
2、面介绍几种常用的软土地基处理技术。 一、堆载真空联合预压法工程概况 1.以工程实例来阐述真空预压法进行软土地基处理技术 珠海横琴岛某小区，地质勘探结果是：-1 淤泥层厚度1.616.30m，平均厚度 9.54 m，层顶埋深 0.5021.60m。灰色、深灰色，饱和，流塑，含有机质或腐植质，土质较细腻，切面光滑，为高压缩性土。 2-2 粉质粘土层层厚 0.6017.90m，平均厚度 4.32 m，层顶埋深6.0056.00m。灰黄色、砖红色灰白色等花斑色，很湿，可塑状。 -3 淤泥质土层厚 1.0025.10m，平均厚度 6.65 m，层顶埋深7.7045.00m。深灰色，饱和，软塑状，含有机质
3、或腐值质，土质较细腻，切面光滑。 -1 和-3 土层属于高压缩性软土且较厚，其上有大面积的填土，场地作为建筑用地如不处理将导致大面积持久的地面沉降，影响校区的正常使用，因此必须对软弱地基进行处理。 由于小区范围较大，软基处理根据现场情况和工程进度安排，分区域采用堆载真空联合预压法、塑料排水板堆载预压法、碎石桩复合地基、异形锤强夯法等。大部分区域主要是采用了堆载真空联合预压法，处理后的地基能满足使用荷载 80kPa 的要求，工后沉降量小于 200mm。 堆载预压、真空预压是目前进行淤泥质软土处理较为普遍的两种方法。当土源充裕、预压时间足够，采用堆载预压法是最经济的方法。鉴于本工程土源较少，施工工
4、期紧张，场地面积较大的现状，采用真空预压会更为经济可行，同时可节省材料、能源、运输费用。而且，适当提高真空度，加大超载量，可以减少预压时间，减少工后沉降量。因现场地面标高距完成面标高 23 米，该部分回填可作为堆载，因此采用堆载-真空联合预压法以加快软基处理时间。 2.堆载真空联合预压法的特点和适用范围 2.1.真空预压地基施工方法特别适用新淤填土、超软土地基的处理，本工程淤泥层较厚，适合采用真空预压法进行地基加固。 32.2.真空预压法所产生的负压使地基土的孔隙水加速排出，可缩短固结时间；同时由于孔隙水排出渗流速度增大，地下水位降低，由渗流力和降低水位引起的附加应力也随之增大，提高了加固效果
5、； 2.3.孔隙渗流水的流向和渗流力均指向被加固的土体，土体在加固过程中的侧向变形较小，真空预压可逐渐加大，地基不会发生剪切破坏而引起地基失稳，可有效缩短总的排水固结时间； 2.4.真空预压地基施工所用设备和施工工艺比较简单，无需大量的大型设备，适用于大面积采用适用； 2.5.无噪音、无振动、无污染，能够做到文明施工，适用于城市建设； 经验：6.为便于排水及取走真空膜，应先填土后真空预压。预压后真空膜必须取走，以免妨碍后续绿化工程实施。影响水处理工程及绿化工程的实施。 3.堆载-真空联合预压法处理地基的施工顺序 3.1.清理原场地：先采用挖土机挖除清理原场地上的硬物。 3.2.填土及平整场地：
6、整个预压场地先吹填或车载堆填至设计标高，堆填土采用推土机分层推平并适当压实。 3.3.铺设排水层：排水层厚度 700mm，粗砂，粒径 0.5-2mm。要求排水层渗透系数0.01cm/s，并不得有尖锐硬物以免刺破密封膜。铺设排水层时，填土区域应该在排水层与填土之间设置土工布作为间隔层保证砂层透水性； 3.4.插设塑料排水板：采用塑料排水板作为竖向排水通道。采用 C4型塑料排水板，板宽 100mm，厚4.5mm，等边三角形布置，间距 1.2 米，根据3 淤泥层厚度确定排水板插入深度。用履带式插板机插板，插板后面层产生的空隙应以粗砂填实。 3.5.密封墙施工：每个加固单元周边用水泥土墙或泥浆搅拌墙作
7、为密封墙围蔽，以便建立和维持真空度。水泥土墙或泥浆搅拌墙由双排搅拌桩构成，搅拌桩桩径 550mm，间距 400mm，长度进入淤泥层2 米，密封墙的渗透系数不得大于 10-6cm/s，按实际地质情况确定桩长，平均桩长约 8 米。采用水泥土时，水泥掺入比 12%，膨润土 8%；采用泥浆时，泥浆比重要求1.35。 3.6.铺设滤水管：滤水管直径 70mm，滤水孔直径 8mm，间距 50mm，梅花状布置，管外包一层土工布。滤水管水平平行布置，排距 7 米。主管通过出膜管连接真空泵。真空泵采用射流泵。泵的型号根据每台泵的控制面积选择。 3.7.铺设密封膜：采用两层 PVC 膜。铺设前应检查清理排水砂层中
8、的杂物，并设置土工布保护层对真空膜进行保护，以免漏气。膜搭接采用热合工艺，搭接宽度 20mm 左右。密封膜应铺出加固单元边 3 米并压紧密封。 3.8.真空预压：调试真空泵，试抽真空，试抽过程如发现漏气应查明原因及处理。要求维持膜下真空压力80kPa，持续时间 120 天。依建筑物施工工期及土的固结情况、地面沉降速率是否满足要求等适当调整。修筑蓄水围堰，蓄水 50cm。当膜下真空压力达到 80kPa 后，膜上蓄水50cm。 53.9 场地标高调整：真空预压期满、根据监测资料分析，沉降满足设计要求，即车载填土调整场地标高以满足设计要求。 4.真空预压施工 4.1 施工顺序 4.1.1 滤管制作
9、采用通径为 70mm 的 PVC 硬塑料管，在管壁上每隔 50mm 钻一直径8mm 的小孔，制成花管，在花管的外面缠绕尼龙绳作为支撑作用，再包一层 90g/m2 的无纺土工布作为隔土层。包裹滤管的无纺布应无破损，包扎严密。 4.1.2 埋设真空管路和膜下测头 滤管间距按不大于 7m 呈框格形布置。先将滤管摆设好并连接好，接头处用铁丝绑扎牢固，然后在管路旁边铺膜标高基面挖滤管沟，沟深约2530cm，然后一边挖沟一边埋管入沟，入沟深度约 25cm，并用中、粗砂填平。管间连接应用骨架胶管套接，套接长度不小于 10cm，并用铅线绑扎以确保牢固，为防止铅丝接头刺破密封膜，铅丝接头应朝下埋入砂层。在铺设过
10、程中要确保滤管上的滤膜不被破损，出膜处采用无缝镀锌钢管和接头相连接，垂直伸出膜面约 30cm。 膜下测头制作：膜下测头即膜下真空度测量采气端，采用硬质空囊，钻以花孔，外包无纺布，将真空表集气塑料细管插入空囊中并固定即可。真空测头按约 3600m2 一个点排布，真空细管另一端从密封膜引出，制成喇叭口和真空表相连接，以直观反映膜下真空度。 4.1.3 场地整平 6为防止抽真空过程中真空膜被硬物刺破，埋好真空管后，需将外露的塑料排水板头埋入砂面以下，将插板时形成的孔洞填实，并将面层的淤泥块和所有有棱角的硬物捡开，用铁铲将砂面拍抹平实。 4.1.4 铺设密封膜 密封膜采用两层 PVC 薄膜，根据各预压
11、区实际长度每边各增加 7.5m订购密封膜，密封膜在工厂热合一次成型。其性能指标如下表： 选择无风或风力较小的时间内，分二层铺设。各分区交界处，先铺膜的加固分区，应预留 2m 长的膜接头，以后可以通过现场热合或用胶水粘合的方法与下一分区的密封膜粘接。加固单元交界处应留出伸缩余量，避免土的位移拉断密封膜。 4.1.5 修筑蓄水围堰 待真空度提高后，确认膜上无漏气孔洞后，在膜上覆一层水膜，要求水膜能将所有外露薄膜全部覆盖，并在预压期进行维护。在分区周边人工修筑高 50cm、宽 50cm 的止水围堰，以便在抽真空过程中抽出的地下水排向加固区面形成 50cm 蓄水，形成水膜并作为补充荷载。如水量不足，可
12、用水泵抽取场地外的水源加以补充，以满足在膜下真空度达到 80kPa时，膜面蓄水高度同时达到 50cm。 4.1.6 安装真空泵 真空泵按每台泵控制 9001100m2 设计。同时准备几套备用真空泵。将真空泵水平放置在加固区上面，真空泵进水口和出膜口保持同一平面，7以保证真空泵能发挥到最大功效。 4.1.7 真空预压抽气 开始阶段，为防止真空预压对加固区周围土体造成瞬间破坏，必须严格控制抽真空速率。可先开启半数真空泵，然后逐渐增加真空泵工作台数。当真空度达到 50kPa，经检查无漏气现象后，开始膜面蓄水，开足所有泵，将膜下真空度提高到 80kPa。此时可开始恒载计时。 4.2 施工质量要求 4.
13、2.1 铺设密封膜的速度应尽量快，密封膜应平整，不得出现皱褶； 4.2.2 真空预压期间应保证密封膜上始终有水膜覆盖； 4.2.3 真空预压期间应保证膜下真空度80kPa，出现真空度降低的情况，要及时查明原因，进行处理。 4.3 结束预压标准 当真空预压恒载满足下列标准后可结束预压进行场地平整： 4.3.1 恒载期满足设计要求的恒载时间 120 天； 4.3.2 连续 10 天观测的沉降速率小于 2mm/d； 4.3.3 根据实测沉降资料推算地基的应变固结度及工后沉降均满足设计要求； 4.3.4 根据实测孔隙水压力资料推算地基的应力固结度满足要求。 二、深层石灰搅拌桩法 对塑性指标高的软土地基
14、进行加固处理，可以采用深层石灰搅拌桩这一方法。在同等条件下，用石灰充当固化剂对软土地基进行加固处理，8所起到的临时加固效果通常要超过水泥。在房屋建筑工程中的软土地基中，深层石灰搅拌桩通过把地基土和石灰强制搅拌混合，使石灰和地基土发生化学反应，从而使起到稳定地基土的作用，同时还能提高软土地基的强度。该方法具有经济合理、技术简单等特点，可以减少房屋建筑整体工程的工后沉降与软土层沉降，同时还能使软土层承载力得以提高，能够有效加固房屋建筑工程的软土地基。 1.深层石灰搅拌桩的材料要求 用于加固软土地基的石灰必须是细磨的，在整个搅拌过程中，石灰的最大粒径应小于 2 毫米，这样可以防止桩体中的石灰聚集。选
15、取石灰应尽量挑选纯净无杂质的石灰，而且石灰中的氧化镁与氧化钙含量不应低于 8.5%，氧化钙的含量最好在 80%以上。石灰储存期最好不要超过 90天，石灰液性指数应在 70%以上(含 70%)。 2.深层石灰搅拌桩的施工准备 当工作场地的表层硬壳比较薄时，应先铺填砂石垫层，这样施工机械在场内就可以顺利移动与施钻。配置钻机、搅拌钻头、空气压缩机以及粉体发送器等。通过室内试验与原位测试获取地基土与灰土的化学指标和物理力学性能指标，然后以最佳含灰量充当设计掺灰量。对搅拌范围进行确定与设置，然后选择桩长、根数及截面。 3.深层石灰搅拌桩的施工要点 粉体搅拌法的施工顺序为：桩体对位下钻钻进提升提升结束。按
16、照房屋建筑结构所要求的承载力，对桩的间距进行初步选定，然后确定出加固范围内的搅拌桩数量与每平方米内的搅拌桩的所占面积。9通常，搅拌桩的排列呈等边三角形，有时也可以布置成四方形，桩距约为 1 米，桩径在 0.5 米到 1.5 米之间。空压机压力不必过高，风量适宜即可，不必过大。桅杆与钻机安装在载体上，这样可以有效防止飞粉污染，同时还能防止与雨水相遇发生化学反应而溅伤施工人员的眼睛与皮肤，在施工过程中，施工人员必须配戴防护眼镜。 三、砂垫层与砂石垫层换填法 目前，在房屋建筑工程的软土地基处理措施中，砂垫层与砂石垫层换填这一方法应用的比较广泛。砂垫层与砂石垫层通过用压实的砂垫层或石垫层来替换地基基础
17、下部的部分软土层，从而使地基强度与承载力得到大幅提升，有效减少沉降量，能够使软土层加速排水固结。 1.砂垫层与砂石垫层换填的材料要求 砂垫层与砂石垫层最好采用质地坚硬、级配良好的粗砂、中砂、碎石、石屑、砂砾或是其他的工业废料粒来作为换填材料。有些地区可能缺少粗砂、中砂以及砂砾，这时可以采用细砂，同时还要掺入一定量的卵石或碎石，其掺量按照设计规定要求进行（含石量小于等于 50%） 。使用的砂石材料不能含有垃圾、草根等有机杂质。用于排水固结软土地基的材料，其含泥量最好不要超过 30%，卵石与碎石的最大粒径最好不要超过 50 毫米。 2.砂垫层与砂石垫层换填的施工准备 在施工前应进行验槽，把浮土清除
18、干净，基槽的边坡要确保稳定，草地与两侧如果有沟、井、孔洞等必须加以填实。 103.砂垫层与砂石垫层换填的施工要点 最好将砂垫层与砂石垫层底面铺设在同一标高上，若深度存在不同，施工程序为先深后浅。土面应挖成斜坡或台阶搭接，注意对搭接处进行捣实。在分段施工时，接头处必须作成斜坡，且每层斜坡都要错开 0.5米到 1 米之间，然后进行充分捣实。当采用碎石垫层进行换填时，为了确保基坑底面表层软土不会发生局部破坏，必须在基坑底部与四侧铺设一层砂，待砂层铺设完毕后再铺设碎石垫层。砂垫层与砂石垫层必须分层铺垫，并分层压实，其铺设方法主要有以下几种：平振法、水撼法、插振法、碾压法及压实法等。 四、深层水泥搅拌桩
19、法 深层水泥搅拌桩以水泥来充当固化剂的主剂，利用深层搅拌机械把软土与固化剂在地基深部就进行强制拌和，从而提高房屋建筑工程的软土地基强度，使软土硬结。深层水泥搅拌桩在处理淤泥质土、淤泥、粉土和泥炭土效果明显，是一种软土地基处理的有效方法。 1.深层水泥搅拌桩的试桩 在房屋建筑工程的施工过程中，采用深层水泥搅拌桩对软土地基进行处理，首先要进行试桩，这样能够找到最佳的搅拌次数，同时还能确定出泵送时间、搅拌机的提升速度、泵送压力、水泥浆的配合比、复搅深度以及下钻速度等参数，这对水泥搅拌桩进行下一步大规模施工起到了一定的指导作用。试桩在每个标段中必须要超过 5 根，而且在试桩成功之后水泥搅拌桩才可以正式施工。对试桩进行检验时，可在 7 天之后
