砂土地基加固方法比較及成本分析

李志忠

砂土地基加固方法比較及成本分析

李志忠

結合陜西榆林地區地表土質類型多數為砂土，承載力低的特性，針對砂土地基幾種常用的加固方法，從加固機理、加固成本方面進行了分析比較，對本地區砂土地基處理方法的選擇有一定的借鑒意義。

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陜西榆林地區位于毛烏素沙漠的南緣，地表大面積覆蓋著風積砂，砂土厚度大，地基承載力標準值低，承載力多在40 kPa～90 kPa之間，未經處理一般不能滿足工業與民用建筑的要求。目前，榆林地區處理砂土地基的方法有換填墊層法、水墜砂法、振沖法、水泥土攪拌法、水泥粉煤灰碎石樁法。

以下主要從各種砂土地基處理方法的加固機理、適用范圍、工程成本三方面進行分析。

1 加固機理比較分析

1)換填墊層法。換填墊層法是先將基礎底面以下一定范圍內的軟弱土層挖去，然后回填強度較高、壓縮性較低，并且沒有侵蝕性的材料，如中粗砂、碎石或卵石、灰土、素土、石屑、礦渣等，再分層夯實后作為地基的持力層。其作用在于能提高地基的承載力，并通過墊層的應力擴散作用，減少墊層下天然土層所承受的附加壓力，減少基礎的沉降量，加速軟弱土層的排水固結，防止凍脹和消除膨脹土的脹縮。

2)水墜砂法。水墜砂地基處理技術是通過水對砂子的水墜作用，使砂粒得以重新排列，顆粒間孔隙減小，并向其穩定狀態發展，形成密實的砂土地基，這也是經過水墜法處理后地基承載力提高的主要原因所在。

3)振沖法。振沖法是利用振沖器強烈振動作用和壓力水對砂土沖灌，并在砂土中填入碎石或砂土等無粘性粗顆粒材料對砂土進行加固的一種技術。樁體和樁間土組成復合地基共同承擔上部荷載作用。振沖法加固砂土地基的機理為：a.振密作用：在振沖器強力振沖作用下，使松散砂土振動密實;b.擠密作用：在振動和水沖作用下，使飽和砂土產生液化，在液化孔中填加碎石或砂土，通過振密填料使砂層擠壓密實;c.置換作用：碎石置換了砂土樁體部分，與周圍振密砂土組成復合地基。

4)水泥土攪拌法。它是利用水泥(或石灰)等材料作為固化劑，通過特制的攪拌機械，在地基深處就地將軟土和固化劑(漿液或粉體)強制攪拌，由固化劑和軟土間所產生的一系列物理—化學反應，使軟土硬結成具有整體性、水穩定性和一定強度的水泥加固土，從而提高地基強度和增大變形模量。

5)水泥粉煤灰碎石樁。水泥粉煤灰碎石樁復合地基是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌合形成的高粘結強度樁(簡稱CFG樁)，通過在基礎和樁頂之間設置一定厚度的褥墊層保證樁、土共同承擔荷載，使樁、樁間土和褥墊層一起構成復合地基。

2 適用范圍比較

2.1 換填墊層法

適用于建筑物基礎下的持力層比較軟弱，不能滿足上部荷載對地基的要求時，常采用換填墊層法。

2.2 水墜砂法

水墜法適用于對疏松的天然砂基進行淺層處理，大量工程實踐表明，其對粒度較大的中粗砂處理效果最好，其次為細砂，若為粉砂則需摻入一定量的中粗砂或細砂水墜，才可取得較好的工程效果。此外，水墜法對地下水位的要求很高，要求地下水位必須低于需加固的土層，地下水位低時，才能產生自上而下的壓力差，使砂土顆粒趨于密實，否則不能產生足夠的壓力差或水反向滲透，從而造成砂土上浮。

2.3 振沖法

適用于處理砂土、粉土、粉質粘土、素填土和雜填土等地基，振沖法對地下水位要求不高，只需滿足施工機械行走即可，對有一定加固深度要求的工程更適合。

2.4 水泥土攪拌法

適用于處理正常固結的淤泥與淤泥質土、粘性土、粉土、飽和黃土、素填土以及無流動地下水的飽和松散砂土等地基。不宜用于處理泥炭土、塑性指數大于25的粘土、地下水具有腐蝕性以及有機質含量較高的地基。

2.5 水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)法

由于CFG樁的材料成本較低，可利用工業廢料，而其強度則與普通素混凝土相差不大，故適用范圍很廣，適用于處理粘性土、粉土、砂土和已自重固結的素填土等地基，也可用于22層以下的高層建筑地基、普通的工業與民用建筑以及大量舊城改造中的其他建筑地基。

3 成本比較分析

根據《陜西2009建筑工程價目表》，通過綜合分析近年來在榆林地區多項砂土地基處理的工程數據，以1 000 m2為計量單位，按榆林地區市場價格進行比較，見表1。

表1 幾種地基處理方法成本比較

從表1幾種砂土地基處理方法成本比較分析來看，CFG樁法承載力最高，但是成本也最高，水墜砂法承載力最低但是成本也最低，這就要求我們結合施工現場實際及設計承載力要求，選擇加固效果顯著、經濟效益良好的砂土地基處理方法。

4 結語

陜北榆林是一種由風積形成的細砂土，呈松散狀，承載能力低，工程性能差，以上幾種地基處理方法，通過大量的工程實踐證明，適合加固處理榆林地區砂土地基。但是它們的施工特點、施工成本各不相同，因此，選擇既可靠又經濟的砂土地基處理方法，是我們設計、施工環節的目標。

［1］地基處理工程實例應用手冊［M］.北京：中國建筑工業出版社，1998.

［2］ 白 濤.砂土地基加固方法的工程應用［J］.建筑科學與工程學報，2008(4)：5.

［3］ JGJ 79-2002，建筑地基處理規范［S］.

［4］李丹丹.幾種軟基處理方法在工程實踐中的應用［J］.山西建筑，2010，36(13)：82-83.

On comparison among consolidation methods for sand foundations and its costs analysis

LI Zhi-zhong

Combining with Yulin area of Shannxiwhose sand is characterized to be sand for the surface soilwith low loading capacity，the paper analyzes and compares the consolidation mechanism and the consolidation costs according to some common consolidation methods for the sand foundation，and selects the treatmentmethods for providing certain reference for the sand foundation of the area.

sand foundation，foundation consolidation method，foundation consolidation costs

TU441.4

A

1009-6825(2011)20-0059-02

2011-03-15

李志忠(1969-)，男，工程師，橫山縣建筑工程公司，陜西榆林 719000