砂石回填法加固软弱地基的应用

摘 要：本文通过采用砂石换填法加固处理软弱地基事例，表明砂石换填法与其他地基加固处理方法结合使用对于处理复杂软土地基工程具有很好的参考作用。

关键词：砂石回填法；水泥土搅拌法；软弱地基；地基加固处理

引言

随着城市建设的发展，采用水泥土搅拌桩法加固处理加固软卧地基方面得到广泛的发展，水泥土搅拌法具有施工方便、造价低的有点，在地下水不太高时，可以结合砂石换填法处理桩间土，可明显的减少地基的沉降量、缩短工期、降低工程造价、施工方便，同时还能保证工程的安全。但当地基土的天然含水率小于3%（黄土含水率小于25%）、大于70%或地下水的PH值小于4不宜采用水泥土搅拌桩法。

砂石回填法是当建筑物基础下的持力层较软弱、不能满足上部结构荷载对地基的要求时，常采用换填土垫层来处理软弱地基。即将基础下一定范围内的土层挖去，然后回填以强度较大的砂、砂石或灰土等，并分层夯实至设计要求的密实程度，作为地基的持力层

一、工程地质状况

某办公楼采用水泥土搅拌法（干法）处理地基。设计水泥土搅拌桩直径500mm，有效桩长7000mm。要求处理后复合地基承载力特征值不小于150kPa。在勘探深度范围内分布的地基土自上而下分为：1、粉土：棕褐色，可塑。2、粉土：黄褐色，湿—很湿。3、粉质粘土：灰褐色，褐灰色，灰色，含铁锰质氧化物及云母片，夹薄层黄褐色、中密的粉质土，可塑-软塑。4、粉土：灰色，黄灰色，含云母片及铁锰质氧化物，中密—密实，湿。5、粘土：灰色，黄灰色，含铁锰质氧化物，局部变相为粉质粘土，可塑-软塑。6、粉土：灰褐色，湿—很湿。7、粉质粘土：灰色，土质较均匀，含云母，夹粉土薄层，软塑。该层未穿透。

场区地势平坦，除地层上有0.3—1.5米的杂填土外，其余均由黄河三角洲第四纪新近堆积的粘性土、粉土及第四纪一般堆积粘性土组成。设计以第6层粉土为水泥土搅拌桩持力层，复合地基面积置换率为0.162。总桩数318棵。

二、静载荷测试结果

检测点位置由建设单位及监理单位共同随机抽选，共检测3点单桩复合地基，测试标高为地基垫层底设计标高。依据《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002，采用慢速维持荷载法进行检测。单桩复合地基检测采用1.21m2承压板，检测分8级进行加载，每级加载量为37.5kPa。

1#检测点加载至262.5kPa时，沉降量急剧增大，承压板周围土出现明显的隆起，累计沉降量达到66.93mm，1#检测点已达到破坏荷载；2#检测点加载至300kPa时，沉降量急剧增大，承压板周围土出现明显的隆起，累计沉降量达到68.45mm，2#检测点已达到破坏荷载；3#检测点加载至262.5kPa时，沉降量急剧增大，承压板周围土出现明显的隆起，累计沉降量达到67.28mm，3#检测点已达到破坏荷载。

依据《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）附录A“复合地基载荷试验要点”，1#检测点、2#检测点、3#检测点单桩复合地基承载力特征值分别为112.5kPa、131kPa、112.5kPa，故复合地基承载力特征值为119kPa，未达到设计要求的复合地基承载力特征值，故地基需进行加固与处理。

三、事故的原因分析及处理

由于水泥土搅拌桩处理场区软弱地基未达到设计预期，为便于后期地基的加固处理，需收集详细的地质资料，会同勘察单位再次对场区地基进行钎探及标准贯入试验，发现地基在桩顶设计标高以下0.7米到1米处桩间土极为软弱，调研当地熟悉地貌人员获悉，场区原为池塘，后回填，上部回填土虽沉积数年，然而塘底有淤泥质粘土，含水量大、压缩性强，同时由于设计的面积置换率较小，水泥土搅拌法未能完全达到地基加固预期；同时桩间土承载力较差，造成了桩顶处应力集中，桩同作用效果不能满足要求。

考虑上部结构设计无法变更，只能对现有地基进行加固处理。比较浅层砂石回填与桩间补桩两种方法，采用砂石回填法在造价及工期方面均比后者节省30%。最终采用砂石回填法置换浅层桩间土的方案。砂石回填法能提高表层软土的承载力，避免桩顶应力的过分集中，提高桩与桩间土的协同工作性能，同时利用砂石对软土的排水固结作用。具体换填施工方法要求为：①、基础垫层下桩间土满堂开挖，保留原有水泥土搅拌桩，同时必须将淤泥质土清除；②、基槽内换填砂石需分层夯实，砂石级配比例为1：2。

四、加固处理后静载荷检测

地基加固处理后，在原检测点位置进行静载荷检测，测试标高仍为原设计垫层底标高。检测分级与承压板面积与上一次相同。检测结果为单桩复合地基承载力特征值均为150kPa，达到设计要求的地基承载力特征值。

五、结语

水泥土搅拌桩加固处理软弱地基具有工艺简单、施工方便、造价低等优点，但在应用的过程中，需结合场区地质特点，对于在设计标高下含有淤泥及淤泥质土的地基，尚需在积累丰富现场试验资料的基础上进行综合考虑。有浅部桩间土质较差或沉积时间很短的杂填土，在地表水不高的情况下可采用砂石换填法换填上部软弱土，结合砂石换填法加固处理软弱地基来提高地基承载力，既能降低造价，同时还能保证工程的安全。