【正文】 ........30 3 五、強(qiáng)夯法 ..............................................................................................................30 致謝 ................................................................................................................................31 4 第一章：軟土地基的定義 一：軟土的定義 軟土是指沿海的濱海相、三角洲相、內(nèi)陸平原或山區(qū)的河流相、湖泊相、沼澤相等主要由細(xì)粒土組成的土，具有孔隙比大（一般大于 1）、天然含水量高（接近或大于液限）、壓縮性高（ a12）和強(qiáng)度低的特點(diǎn)，多數(shù)還具有高靈敏度的結(jié)構(gòu)性。軟土地基是由軟土構(gòu)成的地基，其土壤成份主要是軟土。它在工程上屬于一種不良地基。 二：軟土的主要成分 主要包括淤泥、淤泥質(zhì)粘性 土、淤泥質(zhì)粉土、泥炭、泥炭質(zhì)土等。 216。 淤泥 :天然含水量大于液限 ,天然孔隙比≥ 的粘性土 。 216。 淤泥質(zhì)土 :≤天然孔隙比＜ 的粘性土 。 216。 當(dāng)土中有機(jī)質(zhì)含量 5%時(shí)為無(wú)機(jī)土 。 5%≤有機(jī)質(zhì)含量≤ 10%為有機(jī)質(zhì)土 。 10%有機(jī)質(zhì)含量≤ 60%為泥炭質(zhì)土 。60%為泥炭土 . 三：軟土的成因及劃分 (一 )濱海沉積 （二）湖泊沉積 （三）河灘沉積 （四）沼澤沉積 5 第二章：解決軟土地基的措施 軟土地基是一種不良地基，由于軟土地基具有強(qiáng)度低壓縮性高和縮水性很小 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。目前針對(duì)軟弱地基的不同構(gòu)成有很多不同的處理方法，本章對(duì)用松木樁處理軟弱地基的問(wèn)題做一些探討 。 一、軟弱地基的種類及常見(jiàn)的方法 軟弱地基的種類很多，按成因一般可分為人工填土類地基；海相、河流相和湖湘沉積而成的含淤質(zhì)粘土類地基；各種山前沖積 、洪積相所形成的夾卵石、漂石的粘土類地基。復(fù)雜的成因造成了他們?cè)谖锢韺W(xué)性能上的復(fù)雜性，他們的共同特點(diǎn)是承載力低、壓縮性高。目前對(duì)厚度較大的軟弱地基一般采用各類鋼筋混凝土樁進(jìn)行處理，對(duì)含水量和空隙比較大的軟弱地基常采用一般采用砂樁、石灰樁，化學(xué)灌漿或堆載預(yù)壓等方法處理。各種處理方法都有較強(qiáng)的針對(duì)性，處理方法是否合理，直接影響到建筑物的設(shè)計(jì)是否安全和節(jié)約。在實(shí)際工程中，松木樁處理軟弱地基的問(wèn)題較少提及，筆者認(rèn)為在條件許可的情況下采用短木樁處理某些軟弱地基不僅施工較為便捷，而且費(fèi)用也較為經(jīng)濟(jì)合理。 二、用松木樁處 理地基的實(shí)例 在實(shí)際工程中軟弱地基普遍存在，對(duì)于一些層數(shù)較低、荷載較輕的建筑物地基或遇局部暗塘的情況，大多是采用松木樁處理地基的。下面就 110KV鹿山變電所主控樓的地基處理作一簡(jiǎn)要介紹。 （ 1）工程的地質(zhì)概況 該工程位于鹿山附近，建筑面積 650 ㎡，兩層全框架結(jié)構(gòu)。地質(zhì)剖面自上而下由雜填土、淤質(zhì)粘土、含淤質(zhì)礫砂卵石、粉質(zhì)粘土及粘土構(gòu)成。淤質(zhì)粘土呈軟塑狀，下部的含淤質(zhì)礫砂卵石呈中密狀，是較為理想的持力層。持力層的實(shí)際埋深約４米。當(dāng)時(shí)曾考慮用砼短樁或換土墊層法處理，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比 6 較確定了松木樁的處理方案 。 （ 2）松木樁的設(shè)計(jì)計(jì)算 在設(shè)計(jì)中短木樁用作擠密樁時(shí)可按下式設(shè)計(jì)： Ｓ =√ (1+ e0)／ ( e0 e1) n=Ａ /ＡＰ Ｓ――樁的間距（ m）d――樁徑（ m） e0――擠密前土的天然孔隙比 e1――擠密后作要求達(dá)到的孔隙比，可按地基所需的承載力設(shè)計(jì)值再根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄五附表 53或 54確定 n――每㎡樁的根數(shù) Ａ――每㎡地基所需擠密樁面積，Ａ =( e0 e1)/(1+ e0) ＡＰ――單樁橫截面積（㎡） 在設(shè)計(jì)中，當(dāng)樁端有硬殼層存在時(shí)，可作為端承樁，按下式計(jì)算： Ｐ a=Ψα [σ ]A (a) Ｐ a――單樁承載力 Ψ―――縱向彎曲系數(shù)，與樁間土質(zhì)有關(guān)，一般可取 1 α―――樁材料的應(yīng)力折減系數(shù)，木樁取 [σ ]――樁材料的容許壓力， kPa 本實(shí)例中柱下獨(dú)立基礎(chǔ)附加應(yīng)力及自重總值為 950KN。選③層為樁端持力層，地基土的容許承載力經(jīng)綜合分析后取值130kPa，基礎(chǔ)埋深 米，經(jīng)計(jì)算基礎(chǔ)尺寸為 *。持力層埋藏較淺，因而采用端承樁設(shè)計(jì)。根據(jù)（ a）式，當(dāng)以松木為材料，樁直徑為 15cm 時(shí)，[σ ]為 Ｐ a=1***()2*π =所需樁數(shù)為 n=950/(**)=／ m2 實(shí)取 5根／ m2 該工程的樁基底面積為 210m2，所需樁數(shù) :210*5=1050 根 樁的布置按梅花形： 全部打樁完畢后，在樁頂面鋪設(shè) 20cm 厚片石灌石子，加以夯實(shí)，然后再做基礎(chǔ)。 （ 3）經(jīng)濟(jì)效果分析 根據(jù)建筑預(yù)算定額，φ 15cm的松木樁 15元／根，總費(fèi)用 1050*15=。若用 12cm*12cm混凝土預(yù)制短樁約需 ；若用換土墊層 則需 ，并且因地下水位較高，換土施工難度很大。顯然用松木樁方案為首選。該工程 1999年 5月竣工兩年多來(lái)，通過(guò)使用和觀測(cè)證明，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定安全。 7 三、松木樁處理軟弱地基的適應(yīng)條件 根據(jù)在軟土地基上工程建設(shè)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，軟土地基的設(shè)計(jì)之前必須認(rèn)真進(jìn)行工程地質(zhì)勘察和土工試驗(yàn)。只有查清土層和土質(zhì)的情況，才能正確地進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工；再者，必須從場(chǎng)地的土層和土質(zhì)的特點(diǎn)出發(fā)，對(duì)地基與基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)、施工及使用等方面進(jìn)行綜合考慮，通過(guò)方案比較、合理地選擇地基處理方案。一般軟土厚度小于 5m時(shí)較為適宜用松木樁處理，為了便于打樁， 樁長(zhǎng)不宜超過(guò) 4m。作端承樁時(shí)，為了保證樁尖能進(jìn)入持力層，上部可先開挖至基礎(chǔ)的埋深后再打樁。樁的材料必須用松木，因松木含有豐富的松脂，這些松脂能很好地防止地下水和細(xì)菌對(duì)其的腐蝕，價(jià)格也較為便宜。松木樁適宜在地下水以下工作，對(duì)于地下水位變化幅度較大或地下水具有較強(qiáng)腐蝕性的地區(qū)，不宜使用松木樁。實(shí)踐證明，短木樁處理軟弱地基時(shí)，有施工方便、經(jīng)濟(jì)效益明顯的優(yōu)點(diǎn)，它可避免大量的土方開挖，因而在松木資源較為豐富的地區(qū)，用松木樁處理軟弱地基在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上是可行的，它不失為一種處理軟弱地基的有效手段。 8 第三章 軟土地基基礎(chǔ) 設(shè)計(jì)方法與要點(diǎn) 一、現(xiàn)有軟土地基處理方法存在的問(wèn)題 1．未能因地制宜合理選用處理方法 在合理選用地基處理方法方面有時(shí)存在一定的盲目性。例如飽和軟粘土地基不適宜采用振密、擠密法加固。根據(jù)工程地質(zhì)條件和地基加固原理，因地制宜合理選用處理方法特別重要。在這方面，現(xiàn)在的問(wèn)題是對(duì)幾個(gè)技術(shù)上可行方案進(jìn)行比較、優(yōu)化不夠。采用的不是較好的方法，更不是最好的方法。有時(shí)工程問(wèn)題是解決了，但造價(jià)高和工期長(zhǎng)。 2．不能正確評(píng)價(jià)每種地基處理方法的適用性 人人都承認(rèn)每種地基處理方法都有一定的適用范圍，但遇到具體問(wèn)題就會(huì)盲目擴(kuò)大其 應(yīng)用范圍，對(duì)這種情況施工單位更應(yīng)注意。 3．施工單位素質(zhì)差影響地基處理質(zhì)量 這方面最典型的例子是攪拌樁施工。幾年前上海市建委發(fā)文禁用粉噴深層攪拌法，接著不少地區(qū)也采取類似措施。深層攪拌法不能滿足地基處理要求并不是深層攪拌法工法本身不成熟，也不是深層攪拌法加固地基設(shè)計(jì)方法不對(duì)。影響施工質(zhì)量主要是施工單位素質(zhì)和施工機(jī)械兩方面問(wèn)題。先分析施工單位素質(zhì)存在的問(wèn)題。前些年，地基處理施工隊(duì)伍的快速膨脹，造成絕大多數(shù)施工隊(duì)伍缺乏必要的技術(shù)培訓(xùn)，熟練技術(shù)工人缺乏是普遍現(xiàn)象。除此之外，還存在偷工減料現(xiàn)象。其它地基處理方或輕 或重也存在類似問(wèn)題。 二、表層處理法 表層排水法是在路基填筑前，在地面開挖水溝，以排除地表水，同時(shí)降低地基表層的含水量，確保施工機(jī)械的作業(yè)條件，為了使開挖水溝在施工中發(fā)揮盲溝作用，常用透水性良好的砂礫回填。 水溝布設(shè)應(yīng)全面考慮地形與土質(zhì)情況，使排水暢通。水溝斷面尺寸一般取寬，深 — 。路堤填筑前，宜用砂礫回填成盲溝，若埋設(shè)孔管，必須用 9 良好的過(guò)濾材料保護(hù)。墊層法是在軟土地基頂面鋪設(shè)厚度為 — 或土工布等化學(xué)物質(zhì) (具體厚度視路堤高度、軟土層厚 度及壓縮性而定，太厚施工困難，太薄效果差 )作為軟土層固結(jié)所需要的上部排水層，以加速沉降的發(fā)展，縮短固結(jié)過(guò)程的方法。砂墊層可作為路堤內(nèi)的地下排水層，以降低堤內(nèi)水位，改善施工時(shí)重型機(jī)械的作業(yè)條件。 采用砂墊層，砂宜采用中砂及粗砂，要求級(jí)配良好。顆粒的不均勻系數(shù)不大于 5，且含量不宜超過(guò) 3％ — 5％。砂墊層一般用自卸汽車及推土機(jī)配合攤鋪，攤鋪應(yīng)均勻，注意不要有很大的集中載荷作用。當(dāng)路堤為粉土類土，透水性不好時(shí)，路堤坡腳附近砂墊層被路堤覆蓋，可能會(huì)阻礙側(cè)向排水，必須注意做好砂墊層端部的處理。 穩(wěn)固 劑表層處治法是用生石灰、熟石灰、水泥及土壤離子穩(wěn)固劑等穩(wěn)定材料，摻人軟弱的表層地基土中，改善地基的壓縮性和強(qiáng)度特性，保證機(jī)械作業(yè)條件，提高路堤填土的穩(wěn)定及壓實(shí)效果。 三、強(qiáng)夯法 強(qiáng)夯法處理軟土地基是利用重錘自山落下產(chǎn)生的沖擊波使地基密實(shí)，這種沖擊引起的振動(dòng)在土中是以波的形式向地下傳播的。 1981年召開的第十屆國(guó)際土力學(xué)和基礎(chǔ)工程學(xué)會(huì)上所作的“土質(zhì)改良 —— 技術(shù)狀態(tài)”報(bào)告中，曾對(duì)強(qiáng)夯法的加固機(jī)理進(jìn)行了概括：當(dāng)強(qiáng)夯法應(yīng)用于非飽和土?xí)r，壓密過(guò)程基本上同實(shí)驗(yàn)室中擊實(shí)法 (普羅克特?fù)魧?shí)法 )相同；對(duì) 于飽和無(wú)粘性土，夯擊過(guò)程中，土體可能會(huì)產(chǎn)生液化，其致密過(guò)程與爆破和振動(dòng)壓密過(guò)程相似；對(duì)于飽和細(xì)粒粘土的效果尚不明確，成功和失敗的例子均有報(bào)道，對(duì)于這類飽和的細(xì)顆粒土，要求破壞土的結(jié)構(gòu)、產(chǎn)生超孔隙水壓力、山裂隙形成排水通道。 強(qiáng)夯理論認(rèn)為：壓縮波大部分通過(guò)液相運(yùn)動(dòng)，使孔隙水壓力增大，同時(shí)使土顆粒錯(cuò)位，土體骨架解體。而隨后到的剪切波使土顆粒處于更密實(shí)的狀態(tài) 。 四、預(yù)壓排水固結(jié)法 預(yù)壓排水固結(jié)法地對(duì)天然地基，或先在地基中設(shè)置砂井、排水板等豎向排水體，然后利用建筑物本身重量分級(jí)逐漸加載，或是在建筑物建造以前， 在場(chǎng)地先行加載預(yù)壓，使土整體的孔隙水排出，逐漸固結(jié)，地基發(fā)生沉降，同時(shí)強(qiáng)度逐步 10 提高的方法。 預(yù)壓排水固結(jié)法可以解決以下兩個(gè)問(wèn)題： (1)沉降問(wèn)題： 使地基沉降在加載預(yù)壓期間，即修筑路面之前沉降大部分或基本完成，路面在使用期間不致產(chǎn)生不利的沉降和沉降 差。 (2)穩(wěn)定問(wèn)題： 排水固結(jié)法加速地基土的抗剪強(qiáng)度的增長(zhǎng)，從而提高地基的承載力和穩(wěn)定性，公路是條帶狀荷載，在橫斷方向受力面積較小，穩(wěn)定問(wèn)題尤為重要。 五、反壓護(hù)道法 反壓護(hù)道法是在路提兩側(cè)真筑一定寬度的護(hù)道，使路堤下的淤泥或泥炭向兩側(cè)隆起的趨勢(shì)得到平衡，以提高 路堤在施工中的滑動(dòng)破壞安全系數(shù)，達(dá)到路堤穩(wěn)定的目的。 反壓護(hù)道法加固路基的特點(diǎn)是不需要特殊的機(jī)具設(shè)備和材料，施工簡(jiǎn)易，但占地較多、用土量較，后期沉降大，養(yǎng)護(hù)工作量大。一般適用于非耕作區(qū)、取土方便的地區(qū)和路堤高度不大于 (5／ 3— 2)倍極限高度路段的軟土處理，對(duì)泥沼不宜采用。 六 .碎石 (砂樁 )樁 對(duì)地基承載力和變形要求比較高