浅谈处理房屋地基沉降的措施

摘要：因为我国人均占地面积较小的缘故，为了容纳更多的居民节省用地。常常增加建筑高度和缩小相邻空间的办法。而在实际的工作中，沉降会导致新建房屋下沉或损坏。本文对地基的深层搅拌加工进行讨论，对这种方法的工艺和工作效果进行分析。根据实践，可以看到深层搅拌有价格低而工艺方法简单和收效好的优点，因此常作优先采用。

关键词：深层搅拌法；地基沉降；加固

中图分类号：TU4 文献标识码：A

1 概述

新旧建筑物沉降计算一般建筑物在施工期间完成的沉降量，对于沙土，可认为其最终沉降已基本完成；对于低压缩粘性土，可认为已完成最终沉降的50%～80%；对于中压缩粘性土，可认为已完成20%～50%；对于高压缩性粘性土，可认为已完成5%～20%.因此，能够依据周围建筑物已经完成的沉降评估来判断新建筑和旧建筑相互影响所带来的额外沉降并产生的某些附加应力。对于沉降的程度和频率的不同，对深层搅拌的应用进行理性分析说明。

深层搅拌法能够使软粘土地址的地基性状得到加强。它对水泥和石灰作为主要的加固材料，利用一定的搅拌装置将人工形成的化合剂与软土搅拌在一起，利用二者接触后发生的各种物理变化和化学变化让本身松软细腻的土质变成稳定性高而强度大的整体，具备很高强度。经过此方法处理过的地基在承受力上大大提高，并减小沉降效果，能够稳定边坡，具有挡水功能。通常在承载力方面能够提升1倍以上。

深层搅拌和浅层搅拌是两个相对比的概念，而后者的工作对象是冻土，边坡和路基。深层搅拌另外还可进行分类，有石灰系和水泥系两种内容。

2 水泥加固土的原理

水泥和软土通过搅拌达到稳固效果的原理是根据水泥土本身所具有的兴致，因此和混凝土固化有不一样的工作原理。在水泥固土的过程中，因为水泥的掺加量并不大，通常能占到总量的7%-15%，水泥的化学和分解过程是根据土等活性介质来完成的。因此硬化并不快，并且内容复杂，因此对水泥加固的硬度增长方面也需时间沉淀。

2.1 水泥的水解和水化作用

硅酸盐水泥的主要成分是由氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁及三氧化硫组成，而这些氧化物又分别组成了不同的水泥矿物；硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙、硫酸钙等。用水泥加固软土时，水泥颗粒表面的矿物很快与软土中的水发生水解和水化反应，生成氢氧化钙、含水硫酸钙、含水铝酸钙和含水铁酸钙等化合物。其中，硅酸三钙在水泥中含量最高（50%左右），是决定强度的主要因素；硅酸二钙含量较高（25%），主要产生后期强度；铝酸三钙占水泥重量10%，水化速度快，能促进早凝；铁铝酸四钙占水泥重量10%，能提高早期强度；硫酸钙占水泥重量3%，能和铝酸三钙一起与水发生反应，生成一种水泥样菌，对高含水量的软土强度增加有特殊意义。

2.2 粘土颗粒与水泥水物的作用

2.2.1离子交换和团化作用。由于离子的转换，颗粒不大的土容易连接变成更大的土团，再进行结合就会变成水泥土团。另外团和团之间的缝隙变小，变成完整的个体，因此水泥土的稳定性大大加强。

2.2.2凝硬反应。水泥进一步深化水化，渐渐成为难以分解的结晶物。这种化合物接触到空气和水后会更加稳定，因此强度是不断增加的。再者起结构较为严谨充分，水分会被隔离在外界，进而不会因为湿度变化造成结构损伤。

2.3 碳酸化作用

氢氧化钙在水泥中，如果接触到了CO2化合生成不与水反应的碳酸钙，这个过程水泥的硬度增加，不过过程较慢，渐变过程并不明显。

3 工程实例

3.1工程概况

某写字楼建筑面积近一万平方米，层数九层，结构型式为框架结构，柱网尺寸为6.3m×7.2m（纵向）、6.3m×3.6m（纵向）、2.4m×7.2m（纵向）、2.4m×3.6m（纵向），地表土层为1.9m～2.0m厚的人工填土，以下为第四纪沉积层，地层从上到下分别为：第①层粉土，湿至很湿，疏松到稍密，承载力标准值fk=115KPa ，压缩模量平均值Es=11（MPa）、层厚3.9～4.0m；第②层粘土夹粉土，饱和，软塑至可塑状，承载力标准值fk=110KPa ，压缩模量平均值Es=7.0（MPa）、层厚2.3～3.7m；第③层粉土，很湿，中密，承载力标准值fk=120（MPa），压缩模量平均值Es =15.42（MPa ），层厚1.0～1.3m；第④层粘土饱和，可塑至硬塑状，承载力标准值fk=120KPa ，压缩模量平均值Es=6.5（MP a），层厚3.5～3.8m；第5层粘土，饱和，硬塑状，承载力标准值fk=140KPa ，平均压缩模量Es=7.5（MPa ），本层揭示最大厚度4.2m。场地地下水属孔隙潜水类型，地下隐定水位14.5m，但由于粘性土的隔水作用。上部土体已达饱和状态。经检测，地下水无侵蚀性。

3.2 加固方案的比较

3.2.1灌注桩。因场地土呈软塑至流塑状态，成孔很困难，需要有较高施工技术水平来保证施工质量，且造价高、工期长。

3.2.2碎石桩。工期短，施工简单，造价低；因受场地条件的限制而不能采用。

3.2.3预制桩。能较好地满足所需要的承载力，但工期长，施工噪音大影响周围居民的正常生活；其造价经测算约54万元。

3.2.4深层搅拌桩。施工速度快，工期短，施工方便，能较好地保证施工质量，造价约23万元，仅是预制桩的42.6%。

经方案比较，决定选用深层搅拌桩处理地基。地基处理后的承载力标准值F=250KP。

3.2 深层搅拌桩的施工

3.2.1 室内试验

深层搅拌法是利用水泥和土结合后可达到更稳定的状态作为前提，但是从现在来讲起技术和计算准确度等都不够完善。所以，加强试验，总结经验是必要的。试验的流程为：为了保证试验的效果，把现场采掘的天然土样品在加厚的塑料袋中保存，要保证天然的水分状态，根据工作的需要设置试验顺序，确定配方，将水泥、土和额外添加剂进行测量之后置于同一个容器中进行搅拌，震动，形成完整的整体。加盖塑料布保证稳定状态并养护。这一试验在室内进行，可以获得下列论果：水泥土的总重量和原来的土比较只有2.7%的提高，所以，这个过程不会对地面造成负担过重的重力影响。而水泥土的强度也超过设计值的2.0MP，达到21.2MP，可以作为利用对象。

3.2.2 施工要求

目前检验深层搅拌效果的方法比较复杂低效。所以，对施工单位来讲，操作时万不可存在侥幸心理，要根据技术规范来完成工作并有下列几种硬性规定必须遵守：第一，桩体需要保证充足而均匀的喷灰效果，要观察电子称的数值变化，保证喷灰量达到要求，否则要二次工作或进行补救。

桩体的送灰过程要求均匀和持续不能出现停顿；第二，因为和基础相连接的地方搅拌桩上层要承受较强压力，所以，在1.5m的范围中进行复喷复搅。因为设计必须要在桩端的承受范围之内，所以，桩端质量首先要谷关，另外，除了复喷复搅工作之外，钻头到达底部时要停留1至2分钟。这样叶片对水泥的搅拌就更加充分，并渐渐提高0.5m到1m左右。

结语

写字楼运用深层搅拌法稳定地基，进行一年多的应用之后。发生5.9cm的沉降。符合沉降标准。可以说，深层搅拌法对于水分较大的软土层来说是很合理的加固方法，并且这种方法工艺简单，经济节约，是可优先参考的方法。

参考文献

[1]陆培毅，土力学.北京：中国建材出版社2000.

[2]H.F.文特科恩，方晓阳.基础工程手册，北京：中国建材出版社 1983