软弱土层的地基加固处理和应用探讨

摘要：文章结合工程实例，介绍了几种采用不同桩身填充材料和不同施工方法的小直径桩，对软弱土层进行地基加固。其加固原理是使密实的桩身填充材料与桩周软弱土层挤压密实，并减少软弱土层的含水量，使其形成复合地基基础。实践证明，加固效果良好。

关键词：软弱土层；地基加固处理；复合地基基础；荷载试验；桩身填充材料 文献标识码：A

中图分类号：TU472 文章编号：1009-2374（2015）11-0060-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.11.030

1 软弱土层地基特征分析

通过对软弱土层的地基特征进行分析，进而对该处理方法给予实例应用，其特性重点是指由淤泥材质、杂填土、较为松散的沙土、充填土等各种材料形成，其性质具备较强的渗透性质，此外还具备较低的抗剪性，由于该地基是由软弱土层形成，那么其排水密度、巩固性以及强度等都具备较为紧密的联系，在载荷的情况下，如果地基具备排水固结条件，那么效应力增加的同时其强度也会相应增加，相反则会减弱。

2 软弱土层地基加固处理目的分析

对软弱土地基进行加固的首要目的是确保地基的稳固性，同时保证土层的强度，并缩减土压的压缩性，确保土基在下沉与下降时得以缓慢减小。对软弱土地基进行砂石桩方面处理，该方法常用于城市工业中，除了在桩身内部放置砂石材料外，同时还能依据施工现场实际情况与需求，采用各种材料以及其他材质代替砂石。其施工方法还包括沉管灌注桩机械进行相应施工，主要以振动、夯实、地面锤击为主，首先将材料注入桩身内部，确保桩身内部材料充实、紧密，然后通过桩周和桩身两者相互作用，致使地基密实、牢靠，使其达到足够的承载力以及抗剪力度，确保地基施工质量。

3 工程地质概况

以某工业园区作为施工场地，该场地处于西江流域下游地段，地形以一级阶地为主，大部分是经过人工堆填的农田为主。岩层不同其内部结构也会存在较大区别，详见表1。通过对以下数据进行分析，如在该软土地基成建立大面积的库房、工厂，需要实施加固处理操作，如不采取处理措施，那么地面就会出现急剧下沉，其沉降量可达250～350mm。

4 复合地基基础在工业厂房的应用

4.1 [实例1]某五金厂仓库

该工程为A、B两幢仓库，框架结构，钻孔灌注桩基础。仓库地面面积为3638m2，地面设计堆载要求80kN/m2。为了满足设计要求，减小地面不均匀沉降，地面下的软土层面运用直径长度为300的桩实施加固操作，按照每间隔100cm正三角形的形状放桩，每条桩身长为470cm，直径为30cm。桩身填充材料为生石灰、粉煤灰、粗砂；其配合比为2∶3∶5。成孔操作运用锤击沉管方法实施操作，以先周边后中间的顺序进行施工，其次是先排外后排内，确保孔口符合相应要求，最后再进行材料注入操作。材料注入时首先把粗砂、粉煤灰、生石灰等放入内部均匀搅拌，然后灌入孔中。每次灌入厚度为250～300mm，并用桩锤分层夯实，桩顶用100mm厚（3∶7）的灰土封顶。成桩15d后清除桩顶厚约100mm的松土层，再铺设150～200mm厚（3∶7）的砂石垫层，其次运用滚筒压路机进行压实，待通过复合地基荷载实验并合格后，才能实施下一步工程。

此项施工总工采用了3032根桩，随机抽取两处地表作为试压代表，一处位置在桩与桩之间地面，另一处位置在室外自然地面，并实施压板实验比对，实验数据见表2所示：

4.2 [实例2]某机械铸造厂

该工程为两幢铸造车间，框架结构，锤击灌注桩基础。车间地面总面积为4183m2，地面设计荷载要求60kN/m2。为了满足设计使用要求，降低施工现场地面沉度，现场地面软土层运用直径为300的桩实施加固操作。按照每间隔110cm正三角形的形状放桩，每条桩身长为430cm，直径为30cm。桩身填充材料为生石灰、粉煤灰、碎石或卵石（粒径Φ20～40mm）；其配合比为2∶2.5∶5.5。成孔操作运用锤击沉管方法实施操作，以先周边后中间的顺序进行施工，其次是先排外后排内，确保孔口符合相应要求，最后再进行材料注入操作。材料注入时首先把粗砂、粉煤灰、生石灰等放入内部均匀搅拌，然后灌入孔中每次灌入厚度为250～300mm，并用桩锤分层夯实，桩顶用100mm厚（3∶7）的灰土封顶。成桩15d后清除桩顶厚约100mm松土层，再铺设150～200mm厚（3∶7）的砂石垫层，其次运用滚筒压路机进行压实操作，通过荷载实验合格后，才能进行后期工作。该工程总桩数3218根，随机抽取两处地表作为试压代表，一处位置在桩与桩之间地面，另一处位置在室外自然地面，并实施压板实验比对，试验数据见表3所示：

5 试验结果分析

5.1 复合地基荷载压板试验结果情况

两个工程实例，各自的桩身填充材料有所不同，施工机械设备、工具和施工方法一致，各自的复合地基压板荷载试验数据表明，取得满意的结果。虽然其各自的沉降量有小量差异，但仍满足设计和规范要求，达到了预定目标。

5.2 复合地基压板试验前的技术处理措施

两个工程实例，最后的一道工序都采用滚筒压路机进行压实操作，通过这样简单的技术处理措施，使其地面以下整片的复合地基土层更均匀、密实，从而有效地提高了地基承载力。

5.3 桩身填充材料的物理反应作用

在桩身内部注入卵石、砂等材料时，可适量放入粉煤灰或者生石灰等材料，能够对其软弱、松散的土层挤迫密实。由于粉煤灰材料中包含大量的氧化物，例如三氧化二铝、二氧化硅等，其材料与水、生石灰相融合后，因石灰遇水产生膨胀现象，经过碱性发生反应导致粉煤炭内部离子之间相互替换，在热反应下会出现水硬性胶凝物质，从而对材料内部各个空隙进行填充。所以，有助于加强桩身填充物及桩周软弱土层的密实度和强度，从而提高地基的承载力。

6 结语

本文根据我市的地质实际情况，结合工程实例，叙述了对本地区软弱地质土层的加固方法、技术处理措施、实践应用和施工、检测等的过程。工程实践证明，采用此加固方法效果良好，达到了加固的目的。另外，该加固方法具有质量保证、成本低、施工速度快等优点。上述的两个工程项目，已投入使用五年多，建设单位反映效果良好，值得推广和应用。

参考文献

[1] 建筑地基处理技术规范（JGJ 79-2002）[S].

[2] 建筑地基处理技术规范（DBJ 15-38-2005）[S].

[3] 建筑地基基础检测规范（DBJ 15-60-2008）[S].

[4] 建筑地基基础设计规范（GB 50007-2002）[S].

作者简介：黄鹤立（1976-），男，广东开平人，肇庆市建筑工程有限公司工程师，研究方向：建筑施工。