□ 孫宇紅 呂德浩

一、一般軟弱地基的處理方法

直接利用軟弱土層作為建筑物地基時(shí)，一般應(yīng)按以下要求進(jìn)行：

（一）軟弱土層為淤泥和淤泥質(zhì)土?xí)r，應(yīng)充分利用其上覆較好土層作為持力層。

（二）若軟弱土層為沖填土、建筑余泥和性能穩(wěn)定的工業(yè)廢料，并且均勻性和密實(shí)性較好時(shí)，均可利用作為持力層。

（三）對(duì)于有機(jī)質(zhì)含量較多的生活垃圾和對(duì)基礎(chǔ)有侵害性的工業(yè)廢料等雜質(zhì)填土，未經(jīng)處理不宜作為持力層。

當(dāng)?shù)鼗休d力和變形不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，則應(yīng)將地基進(jìn)行人工處理，這種經(jīng)過(guò)人工處理的地基稱為人工地基。

局部軟弱土層及暗溝、暗塘的處理，可采用基礎(chǔ)加深、基礎(chǔ)梁跨越、換土墊層或樁基等方法。

當(dāng)?shù)鼗休d力和變形不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，地基處理可選用機(jī)械壓（夯）實(shí)、換土墊層、堆載預(yù)壓、砂井真空預(yù)壓、砂樁、碎石樁、灰土樁、水泥旋噴或深層攪拌形成的水泥土樁以及樁基等方法。

處在地下水位以上，由建筑余泥或工業(yè)廢料組成的雜填土地基，可采用機(jī)械壓（夯）實(shí)方法進(jìn)行處理。其中重錘夯實(shí)的有效夯實(shí)深度可達(dá)1.2m左右；若采用強(qiáng)夯，則有效夯實(shí)深度應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定；當(dāng)需要大面積回填夯實(shí)時(shí)，可采用機(jī)械分層回填碾壓方法；處理含少量粘性土的建筑淤泥、工業(yè)廢料和爐灰填土地基時(shí)，可采用振動(dòng)壓實(shí)的方法。當(dāng)震實(shí)機(jī)自重2t，振動(dòng)作用力100km時(shí)，有效夯實(shí)深度可達(dá)1.2～1.5m。

處理較厚淤泥和淤泥質(zhì)土地基時(shí)，可用堆載預(yù)壓、砂井堆載預(yù)壓或砂井真空預(yù)壓。采用堆載預(yù)壓時(shí)，預(yù)壓荷載宜略大于設(shè)計(jì)荷載，預(yù)壓時(shí)間應(yīng)根據(jù)建筑物要求以及地基固結(jié)情況決定，同時(shí)應(yīng)注意堆載大小和速率對(duì)周圍建筑物的影響。采用砂井堆載預(yù)壓或砂井真空預(yù)壓時(shí)，應(yīng)在砂井頂部作排水砂墊層。

用砂樁、碎石樁、灰土樁、水泥旋噴或深層攪拌樁處理軟弱地基時(shí)，樁的設(shè)計(jì)參數(shù)宜通過(guò)試驗(yàn)確定。施工時(shí)，表層土如有隆起或松動(dòng)，應(yīng)預(yù)以挖除或壓實(shí)，對(duì)地基承載力、變形或穩(wěn)定性要求較高的建筑物，若用樁基，則樁尖宜打入壓縮性低的土層中。

若僅需處理軟弱地基的淺層，可采用換土墊層的方法。

二、換土層的設(shè)計(jì)應(yīng)用

當(dāng)軟弱土地基的承載力和變形滿足不了建筑物的要求，而軟弱土層的厚度又不很大時(shí).將基礎(chǔ)底面下處理范圍內(nèi)的軟弱土層部分或全部挖去，然后分層換填強(qiáng)度較大的砂、碎石，素土、灰土、高爐干渣、粉煤灰，或其它性能穩(wěn)定、無(wú)侵蝕性等材料.井壓(夯、振)實(shí)至要求的密實(shí)度為止，這種地基處理方法稱為換土墊層法。其作用是：提高地基承載力；減少地基沉降量；加速軟弱土層的排水固結(jié)。此外，砂石墊層材料因顆粒較粗，孔隙較大，不易產(chǎn)生毛細(xì)管現(xiàn)象，因此可以防止寒冷地區(qū)土中結(jié)冰所造成的凍脹，砂石墊層還對(duì)消除膨脹土的脹縮性、建筑場(chǎng)地下的暗溝處理以及增強(qiáng)土的抗液化性方面都具有較好的作用。

換土墊層設(shè)計(jì)包括決定墊層所應(yīng)具有的最小寬度和厚度。

在墊層的寬度方面，根據(jù)建筑經(jīng)驗(yàn)，墊層的頂寬一般采用比基礎(chǔ)底邊每邊寬出300mm，墊層的底寬一般取基礎(chǔ)同寬（如圖），但須經(jīng)過(guò)計(jì)算確定。

墊層的厚層應(yīng)根據(jù)作用在墊層底面處土的自重應(yīng)力與附加應(yīng)力之和不大于軟弱土層承載力的條件確定，同時(shí)厚度不小于500mm，墊層厚度一般不宜大于3m，太厚施工較困難，太薄(＜0.5m），作用不顯著。

例：在某電灌站機(jī)房的基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，由鉆探資料顯示，該地基為很厚的淤泥質(zhì)土，其天然重度為17.6 kN/m3，承載力特征值為80kPa，上部結(jié)構(gòu)作用在基礎(chǔ)上的荷載為P=100kN/m，基礎(chǔ)寬度0.5m，埋深1.0m（如圖）。從以上數(shù)據(jù)可知，該地基承載力和變形不能滿足設(shè)計(jì)要求。由于該電灌站交通不便，重型機(jī)械無(wú)法進(jìn)入（如打樁機(jī)等），為了減少工程投資，又能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，經(jīng)幾個(gè)方案的比較，決定采用人工就可施工的換土墊層法作為該電灌站基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。在墊層材料方面，采用可就地取材的中砂作為墊層。

（一）砂墊層厚度的計(jì)算

在進(jìn)行砂墊層厚度計(jì)算時(shí)，一般應(yīng)滿足Pcz+Pz≤Fz

式中：Pcz—作用在墊層底面處土的自重力（kn/m2）

Pz—墊層底面處的附加應(yīng)力設(shè)計(jì)值（kn/m2）

Fz—墊層底面處軟弱土層承載力設(shè)計(jì)值（kn/m2）

采用該式確定墊層厚度時(shí)，需要用試算法，即預(yù)先估計(jì)一個(gè)厚度，然后按上式校核，如不滿足要求時(shí)，必須增加墊層的厚度，直至滿足要求為止。

經(jīng)計(jì)算，取厚度為1.0m時(shí)：

Pcz+Pz=90.47kpa

（二）墊層的寬度確定

B?=b+2ztanθ0=1.65m（當(dāng)z/b≥0.5時(shí)壓力擴(kuò)散角θ為300）

（三）施工要點(diǎn)

1.墊層施工必須保證達(dá)到設(shè)計(jì)要求的密實(shí)度。密實(shí)方法常用的有振動(dòng)法、水撼法、根壓法等。這些方法都要求控制一定的含水量，分層鋪砂厚約200～300mm，逐層振密或壓實(shí)，并應(yīng)將下層的密實(shí)度檢驗(yàn)合格后，方可進(jìn)行上層施工。

2.墊層的砂料必須具有良好的壓實(shí)性。砂料的不均勻系數(shù)不能小于5，以中粗砂為好，允許在砂中摻入一定數(shù)量的碎石，但要分布均勻。

3.開(kāi)挖基坑鋪設(shè)墊層時(shí)，必須避免對(duì)軟弱土層的擾動(dòng)和破壞境底土的結(jié)構(gòu)?；娱_(kāi)挖后應(yīng)及時(shí)回填，不應(yīng)暴露過(guò)久或浸水，并防止踐踏坑底。當(dāng)采用碎石墊層時(shí)，應(yīng)在坑底先鋪一層砂墊底，以免碎石擠入土中。

三、結(jié)束語(yǔ)

該水泵站工程建成且連續(xù)安全運(yùn)行已有兩年多，經(jīng)觀測(cè)，機(jī)房基礎(chǔ)沉降<3mm（基本無(wú)沉降），機(jī)房上部結(jié)構(gòu)無(wú)任何異常情況，運(yùn)行良好。因此采用換土墊層法處理軟弱地基，滿足規(guī)范要求，滿足運(yùn)行要求，是經(jīng)濟(jì)和安全的。