软土地基上基础的处理措施.docx

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软土地基上基础的处理措施

常州工程职业技术学院

毕业设计

题目：

浅议软土地基上基础的处理措施

姓名徐蔓

所在学院常州工程职业技术学院

专业班级建工0831

学号2008634303

指导教师程和平

日期2010年1月21日

［中文摘要］

软土地基处理技术发展很快，而软土地基的复杂性、实验技术和准确度以及固结理论在设计计算中还存在一些问题。

同时软土地基的处理方法各具特点，都有一定的使用范围和局限性，因此对软基的处理需因地制宜地采取处理措施。

要想保证建筑结构系统正常工作，其中之一的必要条件就是地基的承载力，并根据不同的地质情况，不同的投资和工期要求，采用切实可行的处理方案，施工中的应用有关注意事项，以提高软土地基的处理效果。

近年来，随着高速公路和一级公路的建设的迅速发展，针对软土地基，在防止路堤失稳定、沉降观测控制、软土地基处理技术等方面取得了显著成果。

对处理的软土地基用沉降速率作为铺筑路面时间的沉降控制方法控制，使得在软土地基上一次建成高级路面（而不是前期铺筑过渡路面）的关键技术问题得到了解决。

在分析常用土岩组合地基基础工程处理措施的基础上，对某住宅小区的软土和岩石地基基础工程处理方法进行了介绍。

通过采用独立基础和一柱一桩基础的设计，制定多种能够及时应对施工过程中发现的不良地质问题的处治原则，加上施工过程中设计、施工、勘察和监理各单位的密切配合，使该小区软土和岩石组合地基上的基础工程得到了及时有效的处理，取得了良好效果。

地基在建筑物中起到举足轻重的作用，地基的好坏与建筑物的安危有着密切的关系，地基的事故一旦发生，就很难进行补救，因此必须对地基给予足够的重视，也应该清楚地基对建筑物破坏的原因。

通过从地基承载力、地基沉降、土坡失稳等方面分析地基是如何破坏建筑物的，并且提出一些有实际意义的控制方法。

关键词 :

软土地基基础处理措施公路建筑物楼房

第一章软土地基的定义………………………………………………………………………4

第二章解决软土地基的措施…………………………………………………………………

第三章软土地基基础设计方法与要点………………………………………………………

第四章软土地基下沉的原因及防治措施……………………………………………………

第五章提防工程软土地基上基础的处理措施………………………………………………

第六章公路工程软土地基上基础的处理措施………………………………………………

第七章楼房软土地基上基础的处理措施……………………………………………………

第八章软土和岩石组合地基基础处理方法与实例…………………………………………

第九章软土地基不均匀沉降的对策研究

第一十章地基对建筑物的破坏原因与控制措施

第一十一章软土地基对基础处理的影响

第一十二章软土对建筑物的影响

第一十三章建筑抗震设计规范（液化土和软土）

第一十四章总结软土地基上基础的处理措施

参考文献

第一章、软土地基的定义

一、软土的定义

       软土是指沿海的滨海相、三角洲相、内陆平原或山区的河流相、湖泊相、沼泽相等主要由细粒土组成的土，具有孔隙比大（一般大于1）、天然含水量高（接近或大于液限）、压缩性高（a1-2>0.5MPa-1）和强度低的特点，多数还具有高灵敏度的结构性。

软土地基是由软土构成的地基，其土壤成份主要是软土。

它在工程上属于一种不良地基。

 二、软土的主要组成成分

主要包括淤泥、淤泥质粘性土、淤泥质粉土、泥炭、泥炭质土等。

 Ø淤泥:

天然含水量大于液限,天然孔隙比≥1.5的粘性土; Ø淤泥质土:

1.0≤天然孔隙比＜1.5的粘性土; Ø当土中有机质含量<5%时为无机土;5%≤有机质含量≤ 10%为有机质土;10%<有机质含量≤ 60%为泥炭质土;>60%为泥炭土.

 三、软土的成因及划分

（一）滨海沉积

     1.滨海相

     2.泻湖相

     3.溺谷相

     4.三角洲相

（二）湖泊沉积 

（三）河滩沉积 

（四）沼泽沉积

四、软土地基的定义

软土地基是指压缩层主要由淤泥、淤泥质土或其他高压缩性土构成的地基。

其承载能力很低，一般不超过50KN/m2.在软土地基修筑堤防工程，必须解决好四个方面的问题：

①地基的强度和稳定性问题。

②地基的变形问题。

③地基的渗漏和溶蚀问题。

④地基的振动液化与振沉问题。

因此，研究堤防工程软土地基的特征，提出相应的处理措施就十分重要了。

五、软土地基的特征

软弱土包括淤泥、淤泥质土、杂填土及饱和松散粉细砂与粉土。

堤防工程中主要是指天然孔隙比大于或等于1.5的亚粘土、粘土组成的淤泥和天然孔隙比大于1.0小于1.5的粘土组成的淤泥质粘土。

其主要特征如下：

　　1.孔隙比和天然含水量大我国软土的天然孔隙比e一般在1～2之间，淤泥和淤泥质土的天然含水量W＝50～70%，高的可达200%，普遍大于液限。

　　2.压缩性高我国淤泥和淤泥质土的压缩系数一般a1～2都大于0.5MPa-1，建造在这种软土上的建筑物将发生较大的沉降，尤其是沉降的不均匀性，会造成建筑物的开裂和损坏。

　　3.透水性弱软弱土尽管其含水量大，透水性却很小，渗透系数K≤1（mm/d）。

因此，土体受到荷载作用后，呈现很高的孔隙水压，影响地基的压密固结。

　　4.抗剪强度低

　　软土通常呈软塑～流塑状态，在外部荷载作用下，抗剪性能极差，我国软土无侧限抗剪强度一般小于30KN/m2（相当于0.3KN/m2）。

不排水剪时，其内摩擦角几乎为零，抗剪强度仅取决于凝聚力C，一般C＜30KN/m2；固结快剪时，内摩擦角＝5°～15°。

　　5.灵敏度高软粘土上尤其是海相沉积的软粘土，在结构未被破坏时具有一定的抗剪强度，但一经扰动，抗剪强度将显著降低。

其灵敏度（含水量不变时原状土与重塑土无侧限抗压强度之比）一般在3～4之间，有的甚至更高。

第二章、解决软土地基的措施

软土地基是一种不良地基，由于软土地基具有强度低压缩性高和缩水性很小等特性，因此在软土地基上修建建筑物，必须重视地基的变形和稳定问题。

在软土地基上的建筑物往往会出现地基强度和变形不能满足设计要求的问题，因而常常需要采取措施，进行地基处理。

处理的目的是要提高软弱地基的强度，保证地基的稳定，降低软弱土的压缩性，减少基础的沉降和不均匀沉降。

目前针对软弱地基的不同构成有很多不同的处理方法，本章对用松木桩处理软弱地基的问题做一些探讨。

一、软弱地基的种类及常见的方法：

软弱地基的种类很多，按成因一般可分为人工填土类地基；海相、河流相和湖湘沉积而成的含淤质粘土类地基；各种山前冲积、洪积相所形成的夹卵石、漂石的粘土类地基。

复杂的成因造成了他们在物理学性能上的复杂性，他们的共同特点是承载力低、压缩性高。

目前对厚度较大的软弱地基一般采用各类钢筋混凝土桩进行处理，对含水量和空隙比较大的软弱地基常采用一般采用砂桩、石灰桩，化学灌浆或堆载预压等方法处理。

各种处理方法都有较强的针对性，处理方法是否合理，直接影响到建筑物的设计是否安全和节约。

在实际工程中，松木桩处理软弱地基的问题较少提及，笔者认为在条件许可的情况下采用短木桩处理某些软弱地基不仅施工较为便捷，而且费用也较为经济合理。

二、用松木桩处理地基的实例

在实际工程中软弱地基普遍存在，对于一些层数较低、荷载较轻的建筑物地基或遇局部暗塘的情况，大多是采用松木桩处理地基的。

下面就110KV鹿山变电所主控楼的地基处理作一简要介绍。

（1）工程的地质概况

该工程位于鹿山附近，建筑面积650㎡，两层全框架结构。

地质剖面自上而下由杂填土、淤质粘土、含淤质砾砂卵石、粉质粘土及粘土构成。

淤质粘土呈软塑状，下部的含淤质砾砂卵石呈中密状，是较为理想的持力层。

持力层的实际埋深约４米。

当时曾考虑用砼短桩或换土垫层法处理，经技术经济比较确定了松木桩的处理方案。

（2）松木桩的设计计算

在设计中短木桩用作挤密桩时可按下式设计：

Ｓ=0.95d√（1+ e0）／（ e0- e1）

　　　　n=Ａ/ＡＰ

Ｓ――桩的间距（m）

d――桩径（m）

e0――挤密前土的天然孔隙比

e1――挤密后作要求达到的孔隙比，可按地基所需的承载力设计值再根据《建筑地基基础设计规范》附录五附表5-3或5-4确定

n――每㎡桩的根数

Ａ――每㎡地基所需挤密桩面积，Ａ=（e0- e1）/（1+ e0）

ＡＰ――单桩横截面积（㎡）

在设计中，当桩端有硬壳层存在时，可作为端承桩，按下式计算：

Ｐa=Ψα[σ]A -----------------（a）

Ｐa――单桩承载力

Ψ―――纵向弯曲系数，与桩间土质有关，一般可取1

α―――桩材料的应力折减系数，木桩取0.5

[σ]――桩材料的容许压力，kPa

本实例中柱下独立基础附加应力及自重总值为950KN。

选③层为桩端持力层，地基土的容许承载力经综合分析后取值130kPa，基础埋深1.5米，经计算基础尺寸为2.6*2.9m2。

持力层埋藏较浅，因而采用端承桩设计。

根据（a）式，当以松木为材料，桩直径为15cm时，[σ]为2773.4kPa

Ｐa=1*0.5*2773.4*（0.15/2）2*π=24.5KN/根

每平方米所需桩数为

n=950/（2.6*2.9*24.5）=5.14根／m2

实取5根／m2

该工程的桩基底面积为210m2，所需桩数:

210*5=1050根

桩的布置按梅花形：

全部打桩完毕后，在桩顶面铺设20cm厚片石灌石子，加以夯实，然后再做基础。

（3）经济效果分析

根据建筑预算定额，φ15cm的松木桩2.5m长每根桩工料费为15元／根，总费用1050*15=1.575万元。

若用12cm*12cm混凝土预制短桩约需5.1万元；若用换土垫层则需2.4万元，并且因地下水位较高，换土施工难度很大。

显然用松木桩方案为首选。

该工程1999年5月竣工两年多来，通过使用和观测证明，结构稳定安全。

三、松木桩处理软弱地基的适应条件

根据在软土地基上工程建设的实践经验，软土地基的设计之前必须认真进行工程地质勘察和土工试验。

只有查清土层和土质的情况，才能正确地进行设计和施工；再者，必须从场地的土层和土质的特点出发，对地基与基础的结构、施工及使用等方面进行综合考虑，通过方案比较、合理地选择地基处理方案。

一般软土厚度小于5m时较为适宜用松木桩处理，为了便于打桩，桩长不宜超过4m。

作端承桩时，为了保证桩尖能进入持力层，上部可先开挖至基础的埋深后再打桩。

桩的材料必须用松木，因松木含有丰富的松脂，这些松脂能很好地防止地下水和细菌对其的腐蚀，价格也较为便宜。

松木桩适宜在地下水以下工作，对于地下水位变化幅度较大或地下水具有较强腐蚀性的地区，不宜使用松木桩。

实践证明，短木桩处理软弱地基时，有施工方便、经济效益明显的优点，它可避免大量的土方开挖，因而在松木资源较为丰富的地区，用松木桩处理软弱地基在经济和技术上是可行的，它不失为一种处理软弱地基的有效手段。

第三章软土地基基础设计方法与要点

一、现有软土地基处理方法存在的问题

1．未能因地制宜合理选用处理方法

在合理选用地基处理方法方面有时存在一定的盲目性。

例如饱和软粘土地基不适宜采用振密、挤密法加固。

根据工程地质条件和地基加固原理，因地制宜合理选用处理方法特别重要。

在这方面，现在的问题是对几个技术上可行方案进行比较、优化不够。

采用的不是较好的方法，更不是最好的方法。

有时工程问题是解决了，但造价高和工期长。

2．不能正确评价每种地基处理方法的适用性

人人都承认每种地基处理方法都有一定的适用范围，但遇到具体问题就会盲目扩大其应用范围，对这种情况施工单位更应注意。

3．施工单位素质差影响地基处理质量

这方面最典型的例子是搅拌桩施工。

几年前上海市建委发文禁用粉喷深层搅拌法