軟弱土層的地基加固處理和應用探討

摘要：文章結合工程實例，介紹了幾種采用不同樁身填充材料和不同施工方法的小直徑樁，對軟弱土層進行地基加固。其加固原理是使密實的樁身填充材料與樁周軟弱土層擠壓密實，并減少軟弱土層的含水量，使其形成復合地基基礎。實踐證明，加固效果良好。

關鍵詞：軟弱土層；地基加固處理；復合地基基礎；荷載試驗；樁身填充材料 文獻標識碼：A

中圖分類號：TU472 文章編號：1009-2374（2015）11-0060-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.11.030

1 軟弱土層地基特征分析

通過對軟弱土層的地基特征進行分析，進而對該處理方法給予實例應用，其特性重點是指由淤泥材質、雜填土、較為松散的沙土、充填土等各種材料形成，其性質具備較強的滲透性質，此外還具備較低的抗剪性，由于該地基是由軟弱土層形成，那么其排水密度、鞏固性以及強度等都具備較為緊密的聯(lián)系，在載荷的情況下，如果地基具備排水固結條件，那么效應力增加的同時其強度也會相應增加，相反則會減弱。

2 軟弱土層地基加固處理目的分析

對軟弱土地基進行加固的首要目的是確保地基的穩(wěn)固性，同時保證土層的強度，并縮減土壓的壓縮性，確保土基在下沉與下降時得以緩慢減小。對軟弱土地基進行砂石樁方面處理，該方法常用于城市工業(yè)中，除了在樁身內部放置砂石材料外，同時還能依據(jù)施工現(xiàn)場實際情況與需求，采用各種材料以及其他材質代替砂石。其施工方法還包括沉管灌注樁機械進行相應施工，主要以振動、夯實、地面錘擊為主，首先將材料注入樁身內部，確保樁身內部材料充實、緊密，然后通過樁周和樁身兩者相互作用，致使地基密實、牢靠，使其達到足夠的承載力以及抗剪力度，確保地基施工質量。

3 工程地質概況

以某工業(yè)園區(qū)作為施工場地，該場地處于西江流域下游地段，地形以一級階地為主，大部分是經過人工堆填的農田為主。巖層不同其內部結構也會存在較大區(qū)別，詳見表1。通過對以下數(shù)據(jù)進行分析，如在該軟土地基成建立大面積的庫房、工廠，需要實施加固處理操作，如不采取處理措施，那么地面就會出現(xiàn)急劇下沉，其沉降量可達250～350mm。

4 復合地基基礎在工業(yè)廠房的應用

4.1 [實例1]某五金廠倉庫

該工程為A、B兩幢倉庫，框架結構，鉆孔灌注樁基礎。倉庫地面面積為3638m2，地面設計堆載要求80kN/m2。為了滿足設計要求，減小地面不均勻沉降，地面下的軟土層面運用直徑長度為300的樁實施加固操作，按照每間隔100cm正三角形的形狀放樁，每條樁身長為470cm，直徑為30cm。樁身填充材料為生石灰、粉煤灰、粗砂；其配合比為2∶3∶5。成孔操作運用錘擊沉管方法實施操作，以先周邊后中間的順序進行施工，其次是先排外后排內，確保孔口符合相應要求，最后再進行材料注入操作。材料注入時首先把粗砂、粉煤灰、生石灰等放入內部均勻攪拌，然后灌入孔中。每次灌入厚度為250～300mm，并用樁錘分層夯實，樁頂用100mm厚（3∶7）的灰土封頂。成樁15d后清除樁頂厚約100mm的松土層，再鋪設150～200mm厚（3∶7）的砂石墊層，其次運用滾筒壓路機進行壓實，待通過復合地基荷載實驗并合格后，才能實施下一步工程。

此項施工總工采用了3032根樁，隨機抽取兩處地表作為試壓代表，一處位置在樁與樁之間地面，另一處位置在室外自然地面，并實施壓板實驗比對，實驗數(shù)據(jù)見表2所示：

4.2 [實例2]某機械鑄造廠

該工程為兩幢鑄造車間，框架結構，錘擊灌注樁基礎。車間地面總面積為4183m2，地面設計荷載要求60kN/m2。為了滿足設計使用要求，降低施工現(xiàn)場地面沉度，現(xiàn)場地面軟土層運用直徑為300的樁實施加固操作。按照每間隔110cm正三角形的形狀放樁，每條樁身長為430cm，直徑為30cm。樁身填充材料為生石灰、粉煤灰、碎石或卵石（粒徑Φ20～40mm）；其配合比為2∶2.5∶5.5。成孔操作運用錘擊沉管方法實施操作，以先周邊后中間的順序進行施工，其次是先排外后排內，確保孔口符合相應要求，最后再進行材料注入操作。材料注入時首先把粗砂、粉煤灰、生石灰等放入內部均勻攪拌，然后灌入孔中每次灌入厚度為250～300mm，并用樁錘分層夯實，樁頂用100mm厚（3∶7）的灰土封頂。成樁15d后清除樁頂厚約100mm松土層，再鋪設150～200mm厚（3∶7）的砂石墊層，其次運用滾筒壓路機進行壓實操作，通過荷載實驗合格后，才能進行后期工作。該工程總樁數(shù)3218根，隨機抽取兩處地表作為試壓代表，一處位置在樁與樁之間地面，另一處位置在室外自然地面，并實施壓板實驗比對，試驗數(shù)據(jù)見表3所示：

5 試驗結果分析

5.1 復合地基荷載壓板試驗結果情況

兩個工程實例，各自的樁身填充材料有所不同，施工機械設備、工具和施工方法一致，各自的復合地基壓板荷載試驗數(shù)據(jù)表明，取得滿意的結果。雖然其各自的沉降量有小量差異，但仍滿足設計和規(guī)范要求，達到了預定目標。

5.2 復合地基壓板試驗前的技術處理措施

兩個工程實例，最后的一道工序都采用滾筒壓路機進行壓實操作，通過這樣簡單的技術處理措施，使其地面以下整片的復合地基土層更均勻、密實，從而有效地提高了地基承載力。

5.3 樁身填充材料的物理反應作用

在樁身內部注入卵石、砂等材料時，可適量放入粉煤灰或者生石灰等材料，能夠對其軟弱、松散的土層擠迫密實。由于粉煤灰材料中包含大量的氧化物，例如三氧化二鋁、二氧化硅等，其材料與水、生石灰相融合后，因石灰遇水產生膨脹現(xiàn)象，經過堿性發(fā)生反應導致粉煤炭內部離子之間相互替換，在熱反應下會出現(xiàn)水硬性膠凝物質，從而對材料內部各個空隙進行填充。所以，有助于加強樁身填充物及樁周軟弱土層的密實度和強度，從而提高地基的承載力。

6 結語

本文根據(jù)我市的地質實際情況，結合工程實例，敘述了對本地區(qū)軟弱地質土層的加固方法、技術處理措施、實踐應用和施工、檢測等的過程。工程實踐證明，采用此加固方法效果良好，達到了加固的目的。另外，該加固方法具有質量保證、成本低、施工速度快等優(yōu)點。上述的兩個工程項目，已投入使用五年多，建設單位反映效果良好，值得推廣和應用。

參考文獻

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作者簡介：黃鶴立（1976-），男，廣東開平人，肇慶市建筑工程有限公司工程師，研究方向：建筑施工。

（責任編輯：秦遜玉）