软弱粘土地基处理方案的分析

1、软弱粘土地基处理方案的分析（河北省电力勘测设计研究院，河北石家庄 050031）摘 要 文章论述了沧州等地变电站设计过程中所遇到的软土地基处理施工方案，对软基加固方法进行综 合评价，并提出了适合该区域软基处理的最佳方案，从而达到优化设计、保证建筑结构的安全可靠、减小关键词： 软弱地基 处理方案 加固1、前 言就河北省南部电网而言， 沧州等地变电站， 属于软土地基。 它是由海洋变陆地和陆地变 海洋多次反复而成。 其间黄河入海口由天津逐渐南迁， 从黄河及其它河流上游携带大量泥沙， 入海时沉积造陆， 使陆地向海区延伸， 构成了这一特殊的复杂陆域。 由大量工程地质勘察资 料证实， 从地表至地下 20

2、m 范围内均属近代海陆交替互相沉积的软弱土层，在 -5 m -15 m高程范围内多由淤泥质土组成，其含水量高，孔隙比大，天然容重低，土质很软。本文就沧 州等地变电站的软土工程状况， 提出一个较全面的评估和介绍， 并就软基处理施工方案的选2、软土地基处理的方案选择习惯上，把淤泥、淤泥质土以及天然强度低、 压缩性高、 透水性小的粘性土总称为软土。 软土地基处理的目的在于使低强度的土体达到稳定， 并满足一定的沉降要求。 在地基处理中， 由于建筑物的种类很多。 故需要进行地基处理的因素很多， 而地基处理的方法也很多， 主要 包括换填、预压、挤密、固化及桩基础等处理方法。地基处理方案的选择，不但要考虑到

3、地 基的土质及其变化情况， 还要考虑建筑物的重要性、上部结构形式、荷载分布情况、基础类 型、场地环境以及施工方法及周期等。 所有的地基处理方法从总体上分为 2 类，即浅基处理 与深基处理。 由于使用天然地基是较为节省的方法， 因此在决定对地基进行处理之前， 应对 上述诸多因素加以考虑， 并优先考虑选用能充分利用天然地基的处理方案， 以降低造价 对于较低层建筑，比如 3、4 层的变电站主控楼及综合楼，尽管软土地基的强度很低， 地基承载力仅有 60 kPa，仍可充分发挥其潜力， 可选用浅基础。 提高该类地基强度的方法以 垫层、 预压为首选。 对 8层以上的屋内变电站来说，使用较多且效果较好当属桩基

4、础，属深基础范畴。但是，对 57 层的配电楼基础的选择，则是人们争论的焦点。另外，在处理方2.1 换填法换填法也称为垫层法， 就是把地基上部一定范围内不符合要求的软弱土挖去， 换填强度 较大， 压缩性较小的材料， 如砂、 碎石、 矿渣或土等材料并加工夯实做成垫层， 也有用灰土、 素土等作为垫层的。秦皇岛五里台变电站主控楼基坑进行轻便触探时，发现基坑的西端极软，承载力不足 40 kPa，据调查该区原是回填后的污水排放坑。当时采用了将该处淤泥清净，然后回填素土 进行夯实的做法。在清除过程中，发现该处淤泥分布在-1.5 m -4.0 m 范围内，但由于场地十分狭小，不适于大开挖，经计算决定挖至-3.

5、0 m ，改做砂垫层至 -2.0 m 处，又做素土垫层至基底，并对基位于天津大港的小王庄变电所， 所址地区地层为第四系全新统滨海相冲积物， 岩性以粉 土和粘性土为主，表层为杂填土、粉质粘土，下层为淤泥质粉土，承载力为70 kPa，现场对 各个生产建筑物包括配电室、 中央控制室以及电气设备所处位置、 荷载进行计算分析， 对重 要的设备基础、 各个生产建筑物以及对变形要求较高的设备基础采用砂垫层处理， 砂垫层采 用中、粗砂填料，各基础侧壁也采用中砂分层回填，从而确保了设备的安全运行。该方法的最大优点就是简便易行， 但是挖除原地基软弱土的深度小于 3 m是可行的。 如 果挖土深度过大则不经济。 在这

6、种情况下考虑采用其他方法或是结合其他方法对软土地基进 行处理是比较明智的。回填材料多种多样， 也可用回收的工业废渣。 近年来， 有些工程采用轻质材料比如粉煤2.2预压法是在修造建筑物之前， 用与设计相同或略大的荷载亦称为预压荷重如土、 砂、 石 料等， 也可利用大气压力作为预压荷载， 使地基强迫压密沉陷，以提高地基的强度，减少建 筑物的后期沉降量。 待强度变形达到设计要求后， 将预压荷载搬走， 而后在经预压过的地基 上修建建筑物。 如地质条件适用， 也可用布设砂井或降低地下水位的方法， 使所得效果更佳。 预压法适用于软弱的正常固结或轻度超固结的粉土、粘土或有机土地基。加载预压法为常用方法， 值

7、得提出的是真空井点预压法。 该法自五十年代提出后， 由于 密封、 工艺设备问题没有解决好， 很长时间未能在工程中得到成功应用， 直到八十年代初才 对该法的预压机理及工程实践进行了深入研究， 使之在生产中得以推广应用， 我国沿海地区 的港口码头软基加固大多采用该法。 但是， 该方法加固软基所需时间较长， 按传统的加固方 式施工周期为 45 个月，又由于砂井阻力的存在， 使得加固效果随深度的增加而逐渐降低。 为研究如何改善真空预压效果而进行的室内模型实验表明： 负压源下移后， 可有效改善预压 效果， 显著缩短加固周期，并证实了在砂井底抽真空可有效减轻砂井阻力的影响。 当然，这2.3 挤密法挤密顾名

8、思义即为增加其密实度， 用密实方法使基土的孔隙减小。 在工程中常见的有重 锤夯实法、强夯法、挤密砂柱法和碎石桩法。前两者系冲击功法，后两者为振动功法。重锤夯实法是利用起重机械将锤提到一定高度， 然后自然落下， 多次反复夯击对地基进 行加固。 传统的重锤夯实法只适应于软基的浅层压密， 其加固效果远不如强夯法。 强夯法是 一种快速加固软基的方法， 亦名动力固结法。 是利用高冲击功使基土产生液化或触变后变密。河北南部电网的兆通变电站就是使用的这种方法。 此变电站地处滹沱河南岸的二级阶地 上，阶地上部一、二土层为近代 Q4冲洪积层，下部三层及以下为 Q3沉积。所区 7.0 m 以 上均为压缩性较高的新

9、近堆积非自重湿陷性黄土，-2.6 7.0 m 一层轻亚粘土在 7 度地震时要发生液化， 经强夯后的振动测试分析报告得知： 场地地基土可作为天然地基使用， 各层土 均可作为建筑物基础的持力层。地基土强夯后，经取 80 个厚状土试样浸水实验，其相对湿 陷系数均小于 0.002 ，土的性质已发生变化，湿陷性已被消除。 7 度地震时也不会发生液化。由于强夯法在工程中要考虑噪音及震动影响， 使得这种方法在应用时受到很多限制， 当 人们不得不选用挤密法时， 往往将方案偏向于挤密砂桩或碎石桩。 但是， 长期的工程实践表 明，在沿海软土地区采用碎石桩不仅不经济， 也没有多大效果。 秦皇岛的涉外办公楼采用碎 石

10、桩进行地基处理， 竣工数月后的检测结果很不理想。 桩身具有一定强度， 而桩间土的强度 仍停留在原来水平上， 挤密效果无从谈起。 在对天津小王庄变电所附近区域地基处理的调研 中得知：沧州某炼油厂设备装置采用碎石桩基，桩距1 m，桩径 600 mm,桩长 10 m，按梅花形布置。处理前原地基承载力为100140 kPa，平均值 125 kPa，处理后复合地基承载力为 115 185 kPa，平均值 150 kPa ，承载力增长了 20%挤密桩处理一般的 57 层屋内配电装置地基比较适宜，但由于土质与场地环境等因素 的制约，使得这些方法不能充分发挥其作用。 有鉴于此， 一种新技术“重锤冲击建筑垃圾加

11、 固软土地基技术”诞生了。这种技术采用重锤，将其提到一定高度使之自由落下， 锤击原地 基，数击后冲成一深达 2 m左右的短孔， 用铲车向孔中抛填适量稍加粉碎的建筑垃圾， 提锤 并锤击填料，将之击入土中，击数以能托住重锤为度。然后，再次填料、锤击，直至添满短 孔形成一泡状锤击体为止。锤击体在场区内可按矩形、三角形、梅花形布置。 按一定顺序完 成各锤击体后， 地基便得到加固， 可使上部荷载均匀传至处理后的地基上， 使锤击体与土共 同作用，形成复合地基。日前 ,该法已在沧州、衡水、保定、天津大港等地区广泛应用。采 用该技术处理的地基承载力提高 50 100%。经观测，建筑物的沉降与沉降差均符合规范

12、要求。该项技术具有施工快、费用低、低振动及效果好等特点。对处理57 层屋内配电装置软基来说不失为一推荐方案。 由于施工过程中充分利用了建筑垃圾， 既解决了城市污染问2.4 固化法利用化学溶液或胶结剂， 采用灌入或拌合加固技术可达到土固化之目的。 其主要加固原 理是土粒间增加粘结力，胶结材料（如水泥、水玻璃、丙烯酸氨或纸浆液等）充填于孔隙体 中。用这些方法加固的地基具有高强度和低透水性。 其主要方法有压力灌浆法、 旋喷法及深 层搅拌法。在沧州地区的软基处理中粉体喷射搅拌桩 （简称粉喷桩） 法被广泛应用。 该法是以生石 灰粉或者水泥粉等粉体材料作加固料， 用空压机作风源， 使加固料呈雾状喷入地基内

13、部， 用 特制的搅拌钻头使之与原位的地基土进行强制性搅拌，使软土与加固料发生物理化学反 应，硬结后形成一种具有整体性、水稳性和一定强度的柱状加固体。但是， 采用该项技术必 须保证将原位地基土搅拌均匀， 否则将严重影响软基加固效果。 另外， 若地基中有不明障碍 物，如较大直径的石块、 未清除干净的建筑基脚及地下设有地道等，则不适宜采用该法，采 用该技术进行软基加固， 成功的实例很多，但失败的教训也不少。 最近，由中国建筑科学研 究院所倡导的石灰粉煤灰桩及水泥粉煤灰碎石桩施工技术也已得到应用， 并积累了大2.5桩基础是由基桩和连接于桩顶的承台共同组成。 对于 8 层以上的屋内变电站来说， 无疑 采

14、用桩基础是行之有效的方法。 它由埋设在地基中多根细长具有一定刚性的结构物 （统称桩 群）和把桩群联合起来共同工作的承台 2 个部分组成， 通过它们与地基土的相互作用， 把桩 基础所承担的荷载传给基土。在建筑物荷载巨大，地基软弱土层深厚的情况下使用桩基础， 常常是一种既经济合理又安全可靠的方法。桩的种类很多， 通常简单分为预制桩和灌注桩 （也可按其传递荷载的方式分为摩擦桩和 端承桩）。预制桩常见的有混凝土桩、 木质桩、 钢桩及预应力混凝土桩。 预制桩属于排土桩， 其施工方式分打入、静压、冲入及震入等，由于预制桩的施工过程伴有较大的噪音和震动， 故在建筑物密集区极少应用。 灌注桩又可分为钻孔、 挖

15、孔及沉拔管式灌注桩， 由于沧州等地 变电站地下水位较高， 一般只采用水下钻孔及沉拔管式灌注桩。 沉拔管式灌注桩具有许多优 点，但其致命的弱点是极易造成缩颈，尽管有些地区采用“复打”工艺，因有关指标及工艺 技术难以控制， 故不宜采用。近年来，秦皇岛、 黄骅一带的高层楼基大多采用水下钻孔灌注 桩，又由于采用了孔底压力注浆新技术， 解决了灌注桩在软弱基层可能产生缩颈或断桩以及 孔底虚土难以清除干净致使桩的端承力不能发挥的两大难题， 给钻孔灌注桩法注入了新的生 命力。 1991年做沧州某炼油厂配电楼设计过程中了解到该厂 18 层住宅楼即采用了该技术，桩合格率达到 1005 7 层屋内配 计算理论以及动

16、3、结 以上所述为地处沧州等地变电站软基处理的概述，就目前状况而言，对 电楼地基处理采用较多的仍属重锤夯实法。 目前应对该种方式的加固机理、参考文献1 建筑地基处理技术规范( JGJ79-91) S.2 建筑桩基技术规范( JGJ94-94) S.3 地基处理技术 M .北京：中国环境科学出版社， 1996.4 软土地基加固 M .上海：上海科学技术出版社， 1990.下面是赠送的经典语录和 搞笑语录，不需要的朋友可以下载 后不急删除！谢谢！【感人的话】 要学会感恩、同情、宽容、忍耐、积极与真诚。希望是心灵的一种 支持力量 .逆境的回馈，使生命将更加精彩而富足 .【感人的话】 每个人的好运跟坏

17、运都是分配好的， 虽然我的好运没有别人多， 所 以只要是一 点点好事，我就非常感恩了。【祝福的话】 这里有一本你当年用过的笔记，它有点儿泛黄了，书页里夹着的 话也早已没了香气，却还是谢谢你把它借给了我。今天的我们已经分开，却依然是朋 友。还是要跟以前一样，我听着你的述说，看着你笑，看着你难过委屈去安慰你。我 会把祝福写在这本笔记里，在那多枯黄的花的旁边，我会写下我的祝福：祝福你过得 好！祝福你过得比我好！然后，将它寄给你。不要哭泣，你。【表白的话】 爱你是一个念头，爱你是一种冲动，爱你是一种宿命，只属于我 的宿命。爱你是一段旅程，爱你是一场幸福的长跑，爱你是一路沐浴阳光，爱你是一 径的花香。爱

18、你，是睡觉呼吸一般的自然！请，给我你的爱。【有哲理的话】 世上有三种人：一是良心被狗吃了的人，二是良心没被狗吃的 人，三是良心连狗都不吃的人 .【激励人的话】 如果你看到面前的阴影，别怕，那是因为你的背后有阳光。【感人的话】 一身白衣为你洗尽铅华，白衣白发白胜雪，捧一卷古墨，盈袭暗 香，我踏着平平仄仄的长长短短，款款步入风情万种的宋词里。溪边桃红青染，流水 潺潺，柳丝随风絮，我在桃花下写着红笺小字，一抹嫣然回眸，惊落了桃花，也惊落 了你的心。佛说千年一轮回，今生，你在哪里？【有哲理的话】 母爱是一滴甘露，亲吻干涸的泥土，它用细雨的温情，用钻石的 坚毅，期待着闪着碎光的泥土的肥沃；母爱不是人生中

19、的一个凝固点，而是一条流动 的河，这条河造就了我们生命中美丽的情感之景。【表白的话】 我深深地恳求你； 不要把我逐出你的爱门之外， 我一分一秒也不能 缺少你的爱。只有赢得你的爱，我的生命才有光彩。【表白的话】 爱你，却要无欲无求，好难！爱你，却要偷偷摸摸，好累！爱你，却让自己心碎， 好惨！ 但竟然心甘情愿， 好傻！但是我能肯定的是： 我是真的很爱你！【表白的话】 我扬一把散沙粒粒想念漫天纷飞带给我对你的祝福， 我洒下一瓢涟 水滴滴飘洋流到你的心海，爱你，今生无悔，牵了你的情，爱了你的人，我会努力呵 护你，一生一世！【表白的话】 你的热情，温暖了我冰冻的心；你的大胆，鼓起了我爱的热忱；你 的关怀

20、，激起了我感激之情。新年伊始，愿我们透过那爱湖的波光水雾，一起憧憬美 好的未来。情人节快乐！【表白的话】 也许我的笑容不够灿烂， 但足够为你扫清冬日里的阴霾； 也许我的 双手不够温柔，但还能为你拂去俗世尘埃！如果命运安排我们在一起，我会好好珍惜 你！情人节快乐！【甜言蜜语的话】 我们结婚吧， 好不好？那样我们就可以不再对着电话诉说想念， 就可以每天清晨起来看见你的睡脸，然后一起吃一顿不太丰盛却很温暖的早餐。我们 结婚吧，好不好？那样我们就可以拿着民政局发的红色小本子四处炫耀，我们可以在 房间里挂满结婚照，看着看着就会不自觉的微笑。我们结婚吧。【表白的话】 我需要你，就像冬天里的棉袄，夏天里的雪

21、糕，黑暗中的灯泡，饥 饿中的面包 我不能没有你！【有哲理的话】 用真理检验真理永远是真理， 用错误掩饰错误将会一错再错。 我 们不能拥有真理，但是我们可以防止错误。【离别的话】 愿你作一滴晶亮的水，投射到浩瀚的大海；作一朵鲜美的花，组成 百花满园；作一丝闪光的纤维，绣织出鲜红的战旗；作一颗小小的螺丝钉，一辈子坚 守自己的岗位 【离别的话】 我们曾经在一起欣赏过美丽的花； 我们曾经在一起幻想过美丽的季 节。同学啊，同学，分别后不要忘了我们曾经一起走过的日子。【离别的话】 红叶纷飞的枫林里，我们曾拥有多少回忆。那飘舞着的枫叶，将我 们带进一个无比美妙的境界。【离别的话】 别离，是有点难舍，但不怅然

22、；是有点遗憾，但不悲观。因为我们 有相逢的希望在安慰。【有哲理的话】 人活着， 第一要紧的事情就是要有眼光。 有了眼光， 并相应确定 应该为之努力的目的和目标，工作就会出现乐趣，这样才有希望最终成为一个事业和 生活的成功者，生命就会丰富多彩。【有哲理的话】 在真相肯定永无人知的情况下， 一个人的所作所为能显示他的品 格。有些事情的确没有人知道，除你之外，没有人知道，但是你必须对得住自己，最 好能问心无愧。因为问心无愧可生自信，而自信会让你生活得更从容。【有哲理的话】 没有任何的动物是比蚂蚁更勤奋， 然而它却是最沉默寡言的。 与 其埋怨世界，不如改变自己。管好自己的心，做好自己的事，比什么都强。

23、人生无完 美，曲折亦风景。别把失去看得过重，放弃是另一种拥有；不要经常艳羡他人，人做 到了，心悟到了，相信属于你的风景就在下一个拐弯处。【有哲理的话】 有些人成就不大， 不在于智力或能力不够， 而在于没有克服自己 心理上的弱点和谬见，没有充分发挥自己既有的潜力和才能。只有不断向自己挑战， 向生活挑战，才能取得更大成功。【有哲理的话】 面对别人的反对意见， 如果你针锋相对地进行争执和批驳， 对方 很难从内心真正接受，在表达方式上委婉一些，效果就好多了。【有哲理的话】 当我们放眼这个世界的时候， 如果以自我为中心， 很可能会以为 自己了不起， 可一旦我们把心歇下来， 用赤子之心来观察， 就会发现我

24、们是多么渺小。 我们什么时候都能看清自己不如人的地方，那就是对生命有真正信心的时候。【有哲理的话】 胸有平常心， 幸福自然来。 人的心态如同琴上的弦， 太紧则易断， 太松则无音， 只有松紧适度， 才能弹出美妙之音。 保持一颗平常心， 才是人生的真谛。 怀一颗平常心，看淡得失，超越成败，不为物欲所迷，不被烦恼所扰，明心见性，随 缘自适。平常心，是一种人生态度，也是一种生活智慧。【有哲理的话】 绝大多数人都喜欢嘲笑别人， 而不愿意被别人嘲笑。 在别人处于 尴尬境遇时，你如果能通过自己出丑来减少他的难堪，他一定对你非常感激。【有哲理的话】 对于胸怀大志的有志之士和勤奋努力的人来说， 障碍是不会起什

25、么作用的。他们会说：不会再有什么困难能拦得住我了。只要有百折不挠的信念，就 会战胜许多强大的阻力。【有哲理的话】 成功地推销自己是迈向成功的第一步。 在推销自己的过程中， 多 动脑筋，设计一些小花样，就容易引起别人的兴趣和关注。一次，同事几个去美国，到超市买东西，用济南话讨论，有个美国人过来用标准 的济南话说： “你们是济南的？！ ”暴汗，原来这老外是以前战争时期留在中国的美国 人后代， 同事问他： “那你英文怎么样啊？ ”老外一拍大腿道： “英语太他妈难学了！ ！” 哈哈，有木有笑趴啊。公司加班到半夜，所有人都眼皮打架，一姑娘哀叹： “我现在真想变成一个 因 ' 字。 ”众问其故，姑

26、娘说： “就是一个人四肢平摊躺在大床上。 ”话音刚落，旁边一男同 事嘟囔： “困。 ”一先生感冒去医院挂吊针，护士小姐很麻利的给这位先生插上针挂好盐水，一个 多小时过去了，盐水瓶的水打完了，护士过来马上又换上一瓶。这先生不解，问护士 小姐说：“小姐，处方单上不是只开了一瓶吗？ ”护士小姐指着打完盐水的空瓶盖说， “先 生，您运气真好，这瓶中奖了，再来一瓶！ ”一退休老头，闲来无事就教鹦鹉说话，每天早上必教： “早上好！ ”可惜！几个月 后，鹦鹉仍不开口。一日，老头心情不佳，未教。只听鹦鹉大叫： “老头，今天牛了！ 连好也不问了啊！ ”白雪公主逃出王宫，来到森林，看到一间小木屋，里面排列着七张小小的床。白 雪公主就躺下睡着了。 傍晚七个小人回来了， 白雪公主说： “你们就是我命中的七个小 矮人吧。” 七个人面面相觑，然后说： “你走错地方了，我们是金刚葫芦娃。 ”爷孙三人去钓鱼，爷爷拿着鱼杆发呆，孙子看到后对爸爸说： “瞧瞧，你爹在那 发呆，跟傻 B 似的。 ”爸爸打了儿子一耳光生气的喊道： “你爹才傻 B 呢！” 作业做了很久，顺手打开收音机，一个温柔的声音传出： “如果肤色粉红，脸上 的绒毛细嫩柔软，那么说明很健康 ”听到这里，忍不住摸了自己的脸，对镜顾盼， 再笑一笑，样子健