地基处理的方法和应用

地基处理的方法和应用摘要：换填法主要在一些小型的工程中得到广泛的应用，特别在过去的很长的时间里应用广泛，而且技术成熟。由于换填法的造价高，地基沉降量大，对地基承载力的提高不大，因此，近几年来，随着水泥粉喷桩复合地基应用的技术的日渐成熟，造价比较低，地基承载力提高比较大，施工方便等优点，在本地区用于地基处理的办法越来越多的采用水泥粉喷桩复合地基。关键词：换填法；水泥粉喷桩复合地基；褥垫层；软弱土；湿陷性土；膨胀土；冻涨土；软土地基；粉土层；粉质粘土层Abstract:Replacementmethodhasbeenwidelyusedinsomesmallprojectsespeciallyhasawiderangeofapplicationsinthepastforalongtime,andtechnologyismature.Duetothehighcostofreplacementmethod,groundsettlement,thefoundationbearingcapacityimprovementisnotbig,therefore,inrecentyears,alongwiththecementpowderspraypilecompositefoundationapplicationtechnologymaturewitheachpassingday,relativelylowcost,improvingthebearingcapacityoffoundationisrelativelylarge,theconstructionofconvenient,inthelocalareaforfoundationtreatmentapproachtoincreasinguseofcementpowderspraypilecompositefoundation.Keywords:replacementmethod;cementpowderspraypilecompositefoundation;cushion;softsoil;collapsiblesoil;expansivesoil;frostswellingsoil;softsoilfoundation;silt;siltyclaylayer中图分类号：TU47文献标识码：A一、工程地质、水文地质条件东营市仙河镇位于黄河的下游入海口，该地区场地地形平坦，地貌为黄河三角州冲积平原，是由黄河不断淤积形成的平原地区。根据钻探及静力触探测试成果，地面下0.5-0.9m为杂填土外，均由黄河三角州第四纪新近堆积之淤泥质土、粘性土及粉土组成。地下水为潜水类型。从上述地质情况来看大部分的地基都要经过地基处理的办法进行加固地基，满足地基承载力要求和地基变形要求。一般采用换填法和水泥粉喷桩法在本地区应用广泛，下面对两种方法进行讨论。二、采用换填法技术要求和设计原理（1）、换填法的适用范围和基本要求换填法适应于处理淤泥、淤泥质土、湿陷性土、膨胀土、冻涨土、素填土、杂填土及暗沟、古井、古墓等地基处理。处理的办法就是将基础下的软弱土、湿陷性土、膨胀土、冻涨土等的一部分或全部挖出，然后换填密度大、强度高、水稳性好的较粗粒径的材料。在本地区换填法多用砂垫层的处理方法，多用于中小型建筑工程，以及沟塘的局部处理。一般饱和的、非饱和的软弱土的地基处理，不能用于大面积堆载、密集基础的软土地基的处理。（2）、垫层宽度的设计：砂垫层的底面宽度按下列公式计算：B1=b+2htg当基础荷载较大，或对沉降要求较高，或垫层侧面土的承载力较差时，垫层宽度可适当加大，在筏基、箱基或较大基础下采用换填垫层时，对垫层厚度小于0.25倍基础宽度的条件，计算垫层宽度时应考虑应力扩散角的要求。(3)、垫层承载力的确定垫层承载力易通过现场载荷实验来确定。如直接载荷实验、取土分析法、标准贯入、动力触探等多种测试方法确定。(4)、施工验收要求垫层的工程竣工质量验收，除在施工过程中逐层检验其施工质量外还要做工程质量验收的监测和试验。一般有静载荷实验、静力触探试验、取土分析法、标准贯入、动力触探等测试方法检查验收。四、水泥粉喷桩法技术要求和设计原理（1）、水泥粉喷桩法的适用范围和基本要求水泥粉喷桩是水泥搅拌法的一种，是以水泥作为固化剂的主剂，通过特制的搅拌机械边钻进边往软土中喷射雾状粉体，在地基深处就地将软土和固化剂强制搅拌，使喷入软土中的固化剂与软土充分拌合在一起，由固化剂和软土之间产生一系列的物理化学作用，形成的抗压强度比天然土强度高的多，并具有整体性、水稳性的水泥加固桩柱体，由若干根这样的加固土桩柱体和桩间土构成符合地基。粉喷桩适应于软土地基的加固。地处海滨平原、河口三角洲，湖盆地周围，山间谷地沉积的河海相沉积，对此类沉积厚度大，含水量高（60%-80%），空隙比大于1，抗剪强度低，压缩性高，渗透性差的软土地基进行建筑时，通常都需要进行处理。粉喷桩法是一种有效的地基处理方法，它具有成桩效率高、成本低，施工占地面积小、施工过程无振动、无污染、无噪音等特点。（2）、水泥粉喷桩的受力原理水泥粉喷桩形成的复合地基基底的应力分布情况基本符合刚性基础的应力特征。（3）、水泥粉喷桩复合地基设计水泥粉喷桩复合地基应以提高地基承载力和减少地基沉降为主要目的。其主要途径为发挥桩和桩间土力学性能的改善。水泥粉喷桩复合地基设计主要确定置换率和桩长。水泥粉喷桩的桩长不应大于15m。桩体强度和水泥掺入比的确定：在水泥土桩的设计中，对竖向承载的水泥土强度易取90d龄期试块的立方体的抗压强度平均值，对水平向承载的水泥土强度易取28d龄期试块的立方体的抗压强度平均值。当拟加固的软弱地基为成层土时，应选择最弱的一层土进行室内配比实验掺入的水泥的重量Aw=100%被加固软土的重量目前在工程实践中一般采用180-250Kg/m。在工程实践中，可以根据不同的设计桩径，也有采用每米多少公斤的，以方便施工控制水泥用量，以设计桩径500mm为例，常用的水泥掺入量为50-60Kg/m。桩径的设计，水泥粉喷桩的设计桩径，主要取决于水泥土桩的施工机械，目前国内机械成桩机械一般500-700mm，水泥粉喷桩的设计桩径不小于500mm。桩距设计：布桩时，必须考虑群桩的效应，桩距不宜太小。复合地基中搅拌桩的桩距一般不宜小于2d（d为桩径）。褥垫层的设置：在刚性基础和桩之间要设置一定厚度的褥垫层，可以保证基础始终通过褥垫层把一部分荷载传至桩间土上，起调节桩和土荷载的分担作用。（4）、水泥粉喷桩复合地基设计计算单桩承载力的设计计算：按下列公式计算，同时满足下列两个式。Ra=Up*Qsi*Li+a*qp*ApRa=fcu*Ap其他参数的含义参见地基基础处理规范相关的内容。（5）、复合地基承载力的计算复合地基承载力特征值应通过现场单桩或多桩复合地基承载力静载荷实验确定，初步设计时可按下式计算fspk=m*Ra/Ap+*（1-m）*fsk其他参数的含义参见地基基础处理规范相关的内容。五、本地区地基处理方法的分析比较通过对以上两种方法的比较，换填法主要在一些小型的工程中得到广泛的应用，而且技术成熟。对处理素填土、杂填土及暗沟、古井、古墓或拆除基础后的孔穴等地基，由于换填法的造价高，地基沉降量大，控制起来比较困难，对地基承载力的提高不大，因此，近几年来，随着水泥粉喷桩复合地基应用的技术的日渐成熟，造价比较低，地基承载力提高比较大，施工方便等优点，在本地区用于地基处理的办法越来越多的采用水泥粉喷桩复合地基。象住宅，办公楼等中小型建筑也都大量采用。希望引起更多的设计人员的重视和在工程中得到广泛应用。六、参考文献：1、岩土工程勘查规范（GB50021-2001）中国建筑工业出版社2、建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）中国