軟弱地基處理及案例分析講稿課件

1、軟弱地基處理及案例分析馮克勤四川農(nóng)業(yè)大學(xué)副教授國家注冊監(jiān)理工程師國家注冊安全工程師 地基基礎(chǔ)工程的重要性將直接影響到建筑物的安全與正常使用，國內(nèi)外地基基礎(chǔ)方面的質(zhì)量事故發(fā)生不少，應(yīng)引以為鑒；同時，地基基礎(chǔ)工程費用較大，約占總造價的2025，若需地基處理時則費用更大，因此，搞好地基、基礎(chǔ)設(shè)計對節(jié)約工程造價有很重要的意義。地基基礎(chǔ)一旦發(fā)生質(zhì)量事故，其修補(bǔ)工作要比上部結(jié)構(gòu)困難得多，因此，我們必須做到設(shè)計工作萬無一失，防范于未然。 這些土作為地基土往往承載力低，壓縮性大，不能滿足建筑上部結(jié)構(gòu)的要求，易引起建筑物沉降或不均勻沉降，造成上部結(jié)構(gòu)沉陷、開裂破壞或傾斜。此時我們可以通過對地基土進(jìn)行必要的加固或

2、改良，以提高其承載力和減小其壓縮量，使之符合上部結(jié)構(gòu)對它的要求。目前針對軟弱地基的不同構(gòu)成有很多不同的處理方法，以下對換土墊層法、砂石樁擠密法處理軟弱地基的問題作一些探討。 對于軟弱地基，如相對密度Dr1.0，孔隙比e1.0，壓縮系數(shù)120.71.5MPa-1的粘性土，具有強(qiáng)度較低、壓縮性較高和透水性很小等特性。一、換土墊層法 將基礎(chǔ)底面設(shè)計標(biāo)高以下一定深度范圍內(nèi)的軟土挖除，另行換填經(jīng)分層夯實的砂礫料即形成砂礫墊層。（一）、作用1、砂礫墊層夯實后具有較高的強(qiáng)度，作為基礎(chǔ)的持力層，其承載力足以滿足建筑物的要求；另一方面，墊層的設(shè)置能使基底壓應(yīng)力通過墊層擴(kuò)散到下面較大面積的軟土層上，同時，軟土層置

3、于砂礫墊層之下，實際上已變成了下臥層，其承載力隨埋深的增加而有所提高，于是就可保證軟土層所承受的壓力不超過它本身的承載力。2、砂礫墊層的壓縮性小，所以基礎(chǔ)的總沉降值將減小。3、砂礫墊層是良好的排水層，所以還能加速軟土層的固結(jié)。（二）、砂礫墊層的設(shè)計 3、沉降量驗算：對于重要的建筑物，還應(yīng)驗算墊層及墊層下軟土層的壓縮量，壓縮量的計算一般采用分層總和法或附加應(yīng)力法。 （三）、砂墊層的施工1、就地取材：一般以級配良好、質(zhì)地較硬的中砂、粗砂或礫砂為好，含泥量不得大于3，在砂墊層中也可摻入一定數(shù)量的碎石或卵石，含石量50，其最大粒徑不宜大于50mm，且應(yīng)與砂拌和均勻。2、墊層應(yīng)分層夯實，每層厚度約203

4、0cm左右，壓實過程中應(yīng)酌量灑水，以利達(dá)到最大的密實狀態(tài)。壓實方法有：平振法、夯實法、碾壓法、水撼法及插振法。插振法：用插入式振搗器，同時使砂礫墊層達(dá)到飽水狀態(tài)。二、砂樁擠密法適用于松散砂土，素填土和雜填土地基，置換飽和粘性土地基。砂樁不僅可擠密地基土，還能與擠密后的土共同形成復(fù)合地基，整體承載力高，同時，砂樁是良好的排水通道，可以加速軟弱土層的固結(jié)。樁徑d：300600，樁距一般為（35）d，材料為級配良好的中砂、粗砂或礫砂，含泥量不得大于5，最大顆粒粒徑50mm。下面主要討論針對粘性土地基的加固處理。（一）、加固機(jī)理1、砂石樁置換：在粘性土中形成大直徑密實砂石樁樁體，與粘性土形成復(fù)合地基，

5、提高了地基承載力和整體穩(wěn)定性。2、上部荷載產(chǎn)生對砂石樁的應(yīng)力集中，減少了粘性土的應(yīng)力，從而減少了地基的固結(jié)沉降量。經(jīng)統(tǒng)計，對粘性土地基的加固處理后，可減少沉降量2030。3、砂石樁是良好的排水通道，可以加速軟弱土層的排水固結(jié)。（二）、用砂石樁處理地基的實例1、工程地質(zhì)概況都江堰市平義村四社村民搬遷房二號地一號樓位于都江堰市觀景路南側(cè)，建筑面積2160，六層磚混結(jié)構(gòu)，條形基礎(chǔ)，局部為獨立柱基，基礎(chǔ)埋深2.4米。根據(jù)設(shè)計單位計算基礎(chǔ)底面尺寸時對承載力的取值，要求加固處理后復(fù)合地基承載力fspk200KPa。地質(zhì)剖面自上而下由耕土、雜填土、素填土、粉質(zhì)粘土、粉土、中砂及卵石層構(gòu)成。各土層地基承載力標(biāo)

6、準(zhǔn)值fk如下：素填土：fk90 KPa，粉質(zhì)粘土：fk110 KPa，粉土：fk100 KPa，中砂：fk120 KPa，稍密卵石：fk240 KPa，中密卵石：fk400 KPa該場地卵石層上覆土層承載力低，變形大，不宜作天然地基，卵石層承載力較高，變形較小，是良好的天然地基，但卵石層頂板埋深4.36.3米，結(jié)合擬建物特點，選該層為天然地基持力層不經(jīng)濟(jì)，經(jīng)分析比較確定，采用振沖碎石樁復(fù)合地基，樁端處理至稍密卵石層下0.5米處。2、砂石樁設(shè)計 （1）、要求：復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值fspk200KPa，處理深度：基底下，卵石層頂板下0.5m以上地基土層。（2）、砂石樁參數(shù)：以基礎(chǔ)外邊線為基準(zhǔn)，采用

7、正方形布樁，間距900900，樁徑620，面積置換率m0.38。(md2/de2，d樁徑，de等效影響圓直徑，取1.13S，S樁的間距)（3）、處理范圍：要求開挖1.5m深后進(jìn)行地基加固，進(jìn)入卵石層0.5m。平面處理范圍為沿基礎(chǔ)外邊線進(jìn)行處理，設(shè)保護(hù)樁兩排，布樁根數(shù)809，處理面積726.44m2，平均樁長5.0m。（4）、砂石樁材料：主要為砂卵石，粒徑28cm，砂采用中砂，砂石比例為20，80。（5）、鋪設(shè)褥墊層：在砂石樁施工完成后，在基底滿鋪設(shè)0.3m厚的級配砂卵石褥墊層，砂量為30，卵石料粒徑4cm，范圍為基礎(chǔ)墊層外10cm。（6）、處理效果：按公式fspkm fpk （1m）fsk計算

8、復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值fspk200KPa。 3、砂石樁平面布置圖，如圖1：4、施工方法及質(zhì)量控制（1）、施工方法：采用CZ15型擠密碎石樁機(jī)，其取土管外徑325，成孔直徑420，錘重8KN。沖擊落距1.5m，樁體直徑620。（2）、質(zhì)量控制、成樁工序：沖擊取土成孔，空擊，投料，擊實成樁四個步驟。、投石量以每延米計，投料量為0.30m3/m，不得小于計算投石量的95，控制量為4斗車。、每延米搗實成樁沖擊數(shù)由錘重、落距采用標(biāo)準(zhǔn)能量3500KNm/m3控制，即每斗車沖擊數(shù)控制在810擊。、記錄與施工同步進(jìn)行，記錄內(nèi)容包括成孔深度，投石量及成樁過程中的異常情況。、施工中應(yīng)保證樁位準(zhǔn)確，其偏差應(yīng)不大于成

9、孔直徑，樁應(yīng)保持連續(xù)和垂直，垂直度偏差不應(yīng)大于1.5。、施工順序采用一邊推向另一邊方式。、施工結(jié)束后，用載荷試驗及動力觸探法檢測樁體，采用工程地質(zhì)勘察方法測定樁間土承載力標(biāo)準(zhǔn)值等全面質(zhì)檢工作。5、地基承載力檢測結(jié)果及分析（1）、動力觸探結(jié)果及分析，見表1、表2。 平均420KPa。平均值108KPa。 （2）、靜載荷試驗結(jié)果及分析，見表3、表4，各點壓力Q與沉降量S的關(guān)系見圖2。 圖2 平義村四社2#地1#樓540#、490#點載荷試驗QS曲線圖 對上述結(jié)果分析可知：540#、490#載荷點的QS曲線均無明顯拐點，根據(jù)相關(guān)規(guī)范，結(jié)合本場地地基土上部地質(zhì)情況，取沉降量S9mm對應(yīng)的荷載為復(fù)合地基承載力基本值：分別為319 KPa、312 KPa。由于只有2個靜載試驗點，取其最小值為復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值，即312 KPa。按公式fspkm fpk （1m）fsk計算復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值fspk為226.56KPa200KPa。6、結(jié)論本工程復(fù)合地基通過動力觸探及靜載試驗進(jìn)行檢測，經(jīng)統(tǒng)計分析、計算，認(rèn)為：（1）、根據(jù)動探資料顯示：該場