1、軟弱地基處理1概 述 軟弱地基系指主要由淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土或其他高壓縮性土層構(gòu)成的地基。在建筑地基的局部范圍內(nèi)有高壓縮性土層時(shí)，應(yīng)按局部軟弱土層考慮。 由于軟土具有強(qiáng)度較低、壓縮性較高和透水性很小等特性，因此在軟土地基上修建建筑物，必須重視地基的變形和穩(wěn)定問(wèn)題。在軟弱土地基上的建筑物往往會(huì)出現(xiàn)地基強(qiáng)度和變形不能滿足設(shè)計(jì)要求的問(wèn)題，因而常常需要采取措施，進(jìn)行地基處理。處理的目的是要提高軟弱地基的強(qiáng)度，保證地基的穩(wěn)定，降低軟弱土的壓縮性，減少基礎(chǔ)的沉降和不均勻沉降。 從土力學(xué)的角度來(lái)看，軟弱地基存在以下四方面的問(wèn)題： 1.穩(wěn)定問(wèn)題 2.沉降問(wèn)題 3.液化問(wèn)題 4.滲透問(wèn)題 2概 述地基

2、處理的對(duì)象1軟弱地基 2 不良地基 天然孔隙比大： e1 濕陷性黃土 天然含水量高 膨脹土 壓縮系數(shù)高 泥炭土地基 滲透系數(shù)小 多年凍土地基 抗剪強(qiáng)度低 巖溶與土洞地基 靈敏度高 具有明顯的流變性3機(jī)械壓實(shí)法一、土的壓實(shí)原理 大量工程實(shí)踐和試驗(yàn)研究 表明，控制土的壓實(shí)效果的主要因素是：土的含水量，壓實(shí)機(jī)械及其壓實(shí)功能等。土的壓實(shí)效果常用干密度d（單位土體積內(nèi)土粒的質(zhì)量）來(lái)衡量。方法：分層碾壓法 適用于地下水位以上，大面積回填壓實(shí)，也可用于含水率較低的素填土或雜填土地基處理振動(dòng)壓實(shí)法 適用于松散狀態(tài)的砂土、砂性雜填土、含少量粘性土的建筑垃圾、工業(yè)廢料和爐灰填土地基4最優(yōu)含水量 對(duì)粘性土，當(dāng)壓實(shí)功

3、能和 條件相同時(shí)，土的含水量過(guò)大或過(guò)小，土體都不易壓實(shí)，只有把土的含水量調(diào)整到某一適宜值時(shí)，才能收到最佳的壓實(shí)效果。 在一定壓實(shí)機(jī)械的功能條件下，土最易于被壓實(shí)，并能達(dá)到最大密度時(shí)的含水量，稱為最優(yōu)含水量wop，相應(yīng)的干密度則稱為最大干密度dmax。 試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表明：最優(yōu)含水量 wop與土的塑限wp有關(guān)，大致為 wop=wp+2%。土中粘土礦物含量大，則最優(yōu)含水量大5強(qiáng) 夯 法 采用80400kN的重錘，從很高處(820m)自由落下，對(duì)土體進(jìn)行強(qiáng)力夯實(shí)的方法。這是在重錘夯實(shí)法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)技術(shù)。 強(qiáng)夯法是用很大的沖擊能，使土體中出現(xiàn)沖擊波和很大的應(yīng)力，致使孔隙被壓縮，土體局部液化，夯實(shí)點(diǎn)

4、周圍產(chǎn)生裂隙，形成良好排水通道，土體迅速固結(jié)。最大加固深度可達(dá)1112m或更大。 此法不僅能加固陸上土層，也能加固水中土層；適用于多種土類：粗粒土、低飽和度的細(xì)粒土、雜填土、素填土、濕陷性黃土；不僅能提高地基承載力，也可防止地基液化。對(duì)于飽和細(xì)粒土，要慎用。 6強(qiáng) 夯 法強(qiáng)夯施工可按下列步驟進(jìn)行：1）清理并平整施工場(chǎng)地； 2）標(biāo)出第一遍夯點(diǎn)位置，并測(cè)量場(chǎng)地高程；3）起重機(jī)就位，使夯錘對(duì)準(zhǔn)夯點(diǎn)位置； 4）測(cè)量夯前錘頂高程；5）將夯錘起吊到預(yù)定高度，待夯錘脫鉤自由下落后，放下吊鉤，測(cè)量錘頂高程，若發(fā)現(xiàn)因坑底傾斜而造成夯錘歪斜時(shí)，應(yīng)及時(shí)將坑底整平； 6）按設(shè)計(jì)規(guī)定的夯擊次數(shù)及控制標(biāo)準(zhǔn)，完成一個(gè)夯點(diǎn)的

5、夯擊重復(fù)步驟3）至6），完成第一遍全部夯點(diǎn)的夯擊； 7）用推土機(jī)將夯坑填平，并測(cè)量場(chǎng)地高程； 8）在規(guī)定的時(shí)間間隔后，按上述步驟逐次完成全部夯擊遍數(shù)，最后用低能量滿夯，將場(chǎng)地表層松土夯實(shí)，并測(cè)量夯后場(chǎng)地高程。7強(qiáng) 夯 法設(shè)計(jì)1、 強(qiáng)夯法的有效加固深度應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試夯或當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)確定。在缺少試驗(yàn)資料或經(jīng)驗(yàn)時(shí)可按下表預(yù)估。單擊夯擊能（KNm）碎石土、砂土等粉土、黏性土、濕陷性黃土等1000 5.06.0 4.05.02000 6.07.0 5.06.03000 7.08.0 6.07.04000 8.09.0 7.08.05000 9.09.5 8.08.56000 9.510.0 8.59.0注：強(qiáng)

6、夯法的有效加固深度應(yīng)從起夯面算起8強(qiáng) 夯 法2、強(qiáng)夯的單位夯擊能量，應(yīng)根據(jù)地基土類別、結(jié)構(gòu)類型荷載大小和要求處理的深度等綜合考慮，并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試夯確定。在一般情況下，對(duì)于粗顆粒土可取10003000KNm/m2；細(xì)顆粒土可取15004000KNm/m2.3、夯點(diǎn)的夯擊次數(shù)，應(yīng)按現(xiàn)場(chǎng)試夯得到的夯擊次數(shù)和夯沉量關(guān)系曲線確定，且應(yīng)同時(shí)滿足下列條件：A.最后兩擊的平均夯沉量不大于50mm，當(dāng)單擊夯擊能量較大時(shí)不大于100mm.B.夯坑周圍地面不應(yīng)發(fā)生過(guò)大的隆起。C.不因夯坑過(guò)深而發(fā)生起錘困難。9強(qiáng) 夯 法4、夯擊遍數(shù)應(yīng)根據(jù)地基土的性質(zhì)確定，一般情況下，可采用23遍，最后再以低能量夯擊一遍。對(duì)于滲透性弱的

7、細(xì)粒土，必要時(shí)夯擊遍數(shù)可適當(dāng)增加。5、兩遍夯擊之間應(yīng)有一定的時(shí)間間隔。間隔時(shí)間取決于土中超靜孔隙水壓力的消散時(shí)間。當(dāng)缺少實(shí)測(cè)資料時(shí)，可根據(jù)地基土的滲透性確定，對(duì)于滲透性較差的黏性土地基的間隔時(shí)間，應(yīng)不少于34周；對(duì)于滲透性好的地基土可連續(xù)夯擊。6、夯擊點(diǎn)位置可根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)類型，采用等邊三角形、等腰三角形或正方形布置。第一遍夯擊點(diǎn)間距可取59m，以后各遍夯擊點(diǎn)間距可與第一遍相同，也可適當(dāng)減小。對(duì)于處理深度較大或單擊夯擊能較大的工程，第一遍夯擊點(diǎn)間距宜適當(dāng)增大。 7、強(qiáng)夯處理范圍應(yīng)大于建筑物基礎(chǔ)范圍。每邊超出基礎(chǔ)外緣的寬度宜為設(shè)計(jì)處理深度的1/2至2/3.并不宜小于3m. 8、根據(jù)初步確定的強(qiáng)夯參

8、數(shù)，提出強(qiáng)夯試驗(yàn)方案，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試夯。10換填墊層法 當(dāng)建筑物基礎(chǔ)下的持力層比較軟弱、不能滿足上部結(jié)構(gòu)荷載對(duì)地基的要求時(shí)，常采用換填土墊層來(lái)處理軟弱地基。即將基礎(chǔ)下一定范圍內(nèi)的土層挖去，然后回填以強(qiáng)度較大的砂、砂石或灰土等，并分層夯實(shí)至設(shè)計(jì)要求的密實(shí)程度，作為地基的持力層。換填法適于淺層地基處理，處理深度可達(dá)23米。在飽和軟土上換填砂墊層時(shí)，砂墊層具有提高地基承載力，減小沉降量，防止凍脹和加速軟土排水固結(jié)的作用。本法的優(yōu)點(diǎn)是：可就地取材，施工方便，不需特殊的機(jī)械設(shè)備，既能縮短工期，又能降低造價(jià)，因此，得到較為普遍的應(yīng)用。 適用范圍換填法適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土、素填土、雜填土地基及暗溝、

9、暗塘等淺層軟弱地基及不均勻地基的處理。 換填時(shí)應(yīng)根據(jù)建筑體型、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、荷載性質(zhì)和地質(zhì)條件，并結(jié)合施工機(jī)械設(shè)備與當(dāng)?shù)夭牧蟻?lái)源等綜合分析，進(jìn)行換填墊層的設(shè)計(jì)，選擇換填材料和夯壓施工方法。11換填墊層法加固機(jī)理 (1)置換作用。將基底以下軟弱土全部或部分挖出，換填為較密實(shí)材料，可提高地基承載力，增強(qiáng)地基穩(wěn)定。(2)應(yīng)力擴(kuò)散作用。基礎(chǔ)底面下一定厚度墊層的應(yīng)力擴(kuò)散作用，可減小墊層下天然土層所受的壓力和附加壓力，從而減小基礎(chǔ)沉降量，并使下臥層滿足承載力的要求。(3)加速固結(jié)作用。用透水性大的材料作墊層時(shí)，軟土中的水分可部分通過(guò)它排除，在建筑物施工過(guò)程中，可加速軟土的固結(jié)，減小建筑物建成后的工后沉降。(4

10、)防止凍脹。由于墊層材料是不凍脹材料，采用換土墊層對(duì)基礎(chǔ)地面以下可凍脹土層全部或部分置換后，可防止土的凍脹作用。 因此，換填的目的就是：提高承載力，增加地基強(qiáng)度；減少基礎(chǔ)沉降；墊層采用透水材料可加速地基的排水固結(jié)。 12換填墊層法墊層設(shè)計(jì) 一墊層材料 (1)砂石。宜選用碎石、卵石、角礫、原礫、礫砂、粗砂、中砂或石屑(粒徑小于2 mm的部分不應(yīng)超過(guò)總重的45)，應(yīng)級(jí)配良好，不含植物殘?bào)w、垃圾等雜質(zhì)。當(dāng)使用粉細(xì)砂或石粉(粒徑小于0.075mm的部分不應(yīng)超過(guò)總重的9)時(shí)，應(yīng)摻人不少于總重30的碎石或卵石。最大粒徑不宜大于50mm。 (2)粉質(zhì)黏土。土料中有機(jī)質(zhì)含量不得超過(guò)5，亦不得含有凍土或膨脹土。

11、當(dāng)含有碎石時(shí)，其粒徑不宜大于50mm。用于濕陷性黃土地基或膨脹土地基的粉質(zhì)黏土墊層，土料中不得夾有磚、瓦和石塊。 (3)灰土。體積配合比宜為2：8或3：7。 (4)礦渣。墊層使用的礦渣是指高爐重礦渣，可分為分級(jí)礦渣、混合礦渣及原狀礦渣。礦渣墊層主要用于堆場(chǎng)、道路和地坪，也可用于小型建筑、構(gòu)筑物地基。 (5)其他工業(yè)廢渣。 13換填墊層法二墊層的寬度 墊層底面的寬度應(yīng)滿足基礎(chǔ)底面應(yīng)力擴(kuò)散的要求，并且要考慮墊層側(cè)面土的側(cè)向支承力來(lái)確定， 墊層底面寬度可按下式計(jì)算并根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)確定： bb+2ztan 式中：b為墊層底面寬度；為墊層的壓力擴(kuò)散角，可按表采用，當(dāng)zb0.25時(shí)，仍按表中zb=0.25取

12、值。整片墊層的寬度可根據(jù)施工的要求適當(dāng)加寬。墊層頂面每邊宜超出基礎(chǔ)底邊不小于 300mm三墊層的厚度四墊層的承載力墊層的承載力宜通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)確定，并應(yīng)進(jìn)行軟弱下臥層驗(yàn)算，驗(yàn)算下臥層的承載力是否滿足要求。 14換填墊層法 施工方法和注意事項(xiàng)： 1） 墊層施工應(yīng)根據(jù)不同的換填材料選擇施工機(jī)械。2） 墊層的施工方法、分層鋪填厚度、每層壓實(shí)遍數(shù)等宜通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。除接觸下臥軟土層的墊層底部應(yīng)根據(jù)施工機(jī)械設(shè)備及下臥層土質(zhì)條件確定厚度外，一般情況下，墊層的分層鋪填厚度可取200300mm。為保證分層壓實(shí)質(zhì)量，應(yīng)控制機(jī)械碾壓速度。 3） 粉質(zhì)粘土和灰土墊層土料的施工含水量宜控制在最優(yōu)含水量wop2%范圍內(nèi)，粉煤灰墊層的施工含水量宜控制在wop4%的范圍內(nèi)。最優(yōu)含水量可通過(guò)擊實(shí)試驗(yàn)確定，也可按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)取用。 4） 基坑開(kāi)挖時(shí)應(yīng)避免坑底土層受到擾動(dòng)，可保留約200mm厚的土層暫不挖去，待鋪填墊層前再挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高。嚴(yán)禁擾動(dòng)墊下的下臥層，防止其被踐踏、受凍或受水浸泡。在碎石或卵石墊層底部宜設(shè)置150300mm厚的砂墊層或鋪一層土工織物，以防止軟弱土層表面的局部破壞，同時(shí)必須防止基坑邊坡坍土混入墊層。 15換填墊層法 5） 換填墊層施工應(yīng)注意基坑排水，除采用水撼法施工砂墊層外，不得在浸水條件下施工，必要時(shí)應(yīng)采用降低地下水位的措施。 6） 墊層底面宜設(shè)在同一標(biāo)高上，如深度不同，基坑底土面應(yīng)挖成階