软弱地基适用的一种处理方法

1、软弱地基适用的一种处理方法一、引言不少建筑物的破坏或失事都是由于地基缺陷或基础设计不妥而造成的。建在软弱地基上的各种建筑物、构筑物，如果不采取适当的处理措施，可能产生较大的基地沉陷和不均匀沉陷，轻则混凝土结构产生裂缝，影响建筑物的正常运行，重则使建筑物滑移、倾倒。软弱地基的特点是含水量高，孔隙比大，压缩高，内摩擦角小，固结排水慢，承载力低。软弱地基的基础如果处理不好，更容易出现上述问题，需引起足够的重视，采取适当的处理方法，确保安全。某国际机场扩建项目拟建场地位于原机场西侧，现状为海域和鱼塘，除了需要大面积填海之外，拟建场地普遍覆盖5.012.0m的海相沉积淤泥，淤泥表层属于流泥，厚度约1.0

2、m，含水量超过100，必须经过软基处理才能达到上部结构的建设要求，所以场地陆域形成和软基处理工程是扩建项目的先导工程和基础工程。在工期允许的情况下，排水固结堆载预压法是一种经济、安全和环保的软土地基加固方法。堆载预压法加固软土地基的基本原理是基于太沙基的有效应力的原理，通过加载使土体中孔隙水通过排水通道排出土体，孔隙水排出后，孔隙体积变小，土体密实，增强了土体的抗剪强度，提高了软土地基的承载力和稳定性。同时可以减少土体的压缩性，消除沉降量，以使工程在使用期不至于产生沉降和沉降差。堆载预压法适用于软粘土、杂填土、充填土、泥炭土地基等。二、工程基本条件1工程地质条件（1）地层及岩土工程基本性质根据

3、勘察报告，在工程场地范围，分布的主要地层有人工填土（石）（Qml）、第四系全新统海相沉积层（Q4m）海区淤泥（I）、及含有机质中粗砂、第四系晚更新统冲洪积（Q3al+pl）粘土、第四系残积（Qel）粉质粘土。将上述地层的分布规律和岩土工程性质简述如下： 人工填土（Qml）。主要在简易海堤的塘埂。包括抛石、砌石和素填土。其中素填土灰黄、深灰、灰黑色粘性土，局部含有块石、砂土等，稍湿湿，松散稍密状态。下部抛石的厚度约2.03.0 米，块度较大，场地清理时需要挖除。 第四系全新统海相沉积层（Q4m）。淤泥I（海区和鱼塘区淤泥）：灰、深灰灰黑色，局部灰黄色，表层易流动，具腥臭味，有机质含量为3.59%

4、10.07%，大部分含粉细砂，偶见贝壳碎片。该淤泥具有高含水量、高压缩性、极低强度、欠固结等特点。该层在场地中普遍连续分布，平均厚度约8.0m。 第四系晚更新统冲洪积层（Q3al+pl）。粘土：褐黄、浅黄、灰白、褐红等杂色，土质细腻均一，局部不均匀，含中细砂或夹薄层砂透镜体，饱和，可塑状态。场地内该层分布较广泛，层厚6.07.60m。标贯击数平均为11 击。 第四系残积层（Qel）。粉质粘土：褐黄、褐红色，由混合花岗岩、花岗片麻岩风化残积而成，原岩结构清晰，局部不均匀含石英砂，湿，可塑硬塑。该层分布广泛，地层稳定，钻探揭露厚度0.5014.70m。标贯击数平均为15 击。淤泥及其他土层物理性质

5、和压缩性质指标见表1。表1 淤泥及其他土层物理性质和压缩性质指标地貌层位（m）e00（%）Cc*Es*N63.5海域淤泥上层4.002.33185.70.712*冲洪积粘土7.000.95934.50.27313.259残积层粉质粘土8.80.85829.40.23220.1715.6（2）抗剪强度指标C、值淤泥等软土的强度指标C、值的确定比较复杂，勘察阶段采用的试验方法有直剪（快剪）、三轴不固结不排水剪（UU）、三轴固结不排水剪（CU）及十字板剪切等。在实际工作中应根据工程对象不同的固结条件而选择相应条件的C、值，依据勘察报告的地层物理力学性质指标，经分类统计，不同场地的淤泥的C、值如下表2

6、。表2 不同场地淤泥的C、值实验方法土层名指标三轴不固结不排水剪三轴固结不排水剪十字板剪切总应力法有效应力法原状扰动Cuu(kPa)uu()Ccu(kPa)cu()C(kPa)()Cu(kPa)Cu(kPa)塘埂淤泥6.305.007.7213.109.3021.806.922.74鱼塘淤泥6.000.908.5012.5013.0022.003.051.10海域淤泥5.500.807.0010.0011.0020.000.970.49（3）淤泥固结参数的建议值由于场地条件不同，室内试验资料统计所得陆域淤泥及海域淤泥在各级荷载作用下固结系数（Cv、Ch）有较大差异。在设计计算时分别统计，采用相

7、应的固结系数值。根据统计结果，淤泥水平向的固结系数基本上略大于垂直向的固结系数，在同级荷载下Cv与Ch满足关系式（Ch=（1.01.15）Cv）。在施工图设计阶段，软土的固结过程分析计算采用下表3的数据。表3 固结系数和次固结系数建议值（10-4 cm2/sec）项目范围建议值竖向固结系数3.96.74.8径向固结系数3.17.85.1次固结系数0.0152场地软基处理荷载标准（1）飞行区荷载：飞行区包括联络道、滑行道、站坪和停机坪等（不包括二跑道）。换算荷载55 kPa，设计取预压荷载70 kPa，相当于超载15 kPa。（2）建筑场地软基处理荷载：本设计采取30kPa，相当于市政道路软基处

8、理的预压荷载标准。对于有特殊要求的场地如建筑物大厅的地坪，小型建筑物或广场上的雕塑等，待落实具体位置和要求之后确定预压荷载。也可考虑在后续工程采用二次处理。导航区和码头区因工期的原因，采用适当的超载，预压荷载56kPa。码头堆场区设计标准为重箱标准，预压荷载112 kPa。三、场地软基处理方案根据填料资源，工期，经济和使用功能要求等，确定了以吹填砂，填石（土），排水固结堆载预压处理为主的填海和软基处理方案：竖向排水体采用塑料插板，在既有海堤部位，考虑到插板施工困难，采用大直径砂井。海域场地，吹填砂层可作为水平排水层，但为了保险起见，在吹填砂层之上设置一层中粗砂垫层，专门作为排水层。抛石围堰属于

9、透水堤堰，砂垫层内的水和外海连通，不设集水井，也不需要强制抽水。各区的堆载预压荷载：区（站坪为主）：场道部分：4.5m填砂；土面区：不堆载，仅预留沉降量；区（建筑区）：2.0m填砂；区（航管区）：3.5m填砂；码头区：建筑场地：3.5m填砂；堆场区：7.0m填砂；预留沉降量：分区确定；满载预压时间：码头区、航管区（区）180天；站坪区、建筑区：200220天。四、土石方填筑要求吹填砂：按标贯（63.5）击数控制，场道部分吹填砂达到标贯13击以上，建筑区吹填砂达到标贯击数大于8击。通过试验区试验研究后确定是否需要振冲加固，以及确定振冲设计参数。砂垫层：采用中粗砂，振冲压实之后，干容重大于16.0

10、kN/m3。填砂：采用中粗砂，振冲压实之后，干容重大于16.5kN/m3。土面区、建筑区填土：压实度大于90%（重夯标准）。道面区换填填石层：预压卸载之后，反开挖填砂层1.0m，换填级配石料1.0m，振动压实，干容重大于21.0kN/m3，地势标高满足设计要求。五、预压荷载要求（1）预压荷载采用填砂，厚度分区不同控制；（2）预压填砂由高度控制，可以不做碾压；（3）预压砂边坡采用砂袋护坡；（4）当采用其他的土料时，预压土的高度按荷载计算；（5）要求预压土的表层平整，高差小于20cm；（6）要求预压土表层做好排水沟，防止雨水冲刷预压砂；（7）检测预压土填筑高度，每2000平方米检测一点，实际偏差高

11、度小于20cm。六、卸载交工面和换填（1）卸载后交工面标高满足设计要求，要求平整度达到10cm；（2）交工面填土压实度大于90%，检测频率1组/2000m2，每组3个点；（3）根据飞行道的要求，在软基处理交工面以下要保证要有一定厚度的填石层，采用预压卸载后厚的填石层的方式填筑。填石具体方法和技术要求如下： 在道面区和道肩范围，预压结束之后，卸载到交工面以下1.0m，然后分层填筑级配石料至交工面。卸载交工面平均2.0m，实际施工结合道面地势设计确定实施值； 填石材料要求采用级配良好的开山石料，要求开山石料抗压强度不小于20MPa，遇水不软化，不崩解； 填石材料中粒径5mm颗粒部分质量占总质量的65%以上，最大粒径小于300mm，填料中不得混有淤泥，垃圾，草（树）根等有机物； 填石分层振动压实，分层厚度压实后50cm，在平面上要求填石层铺填均匀，性质一致，层厚控制均匀； 压实机械选用自重14吨以上的重型振动压路机，每层振动碾呀68遍，压实后要求表面平整，达到压实设计要求； 填石压实标准，填石干容重达到21kN/m3以上； 填石密度检测采用灌水试验为主，核子密度试验为参考。七、结语现场观测和原位观测资料证明排水固结堆载预压法在处理深圳机场扩建地基是成功的，其加固深度大，减少了工后沉降。根据沉降实