两种软基处理方法的原理及实际工程应用

第３７卷第１３期　Ｖｏ１．３７　Ｎｏ．１３　２　０　１　１年５月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ｍａｙ．　２０１１　・５９・　文章编号：１００９—６８２５（２０１　１）１３—００５９—０２　两种软基处理方法的原理及实际工程应用　李志飞　摘要：总结了国内外常用的软基处理方法，分析了软基处理的工程原理；最后结合两个实际工程，比较分析了抛石挤淤　和ＣＦＧ桩两种软基处理方法的工程应用效果，为正确选择软基处理方法提供了指导。　关键词：地基处理，软基，抛石挤淤，ＣＦＧ桩　中图分类号：ＴＵ４４７　文献标识码：Ａ　随着我国国民经济的高速发展，人们生活水平不断提高，土　地的需求日趋紧张，人们不得不在各种复杂和软弱地基上开展工　地基表面　程建设。因此，选择正确的地基处理方法保证工程质量和控制工　一　程成本有重要意义，也越来越引起人们的重视，该问题已受到土　／、ａ　裔毒　木工程师的极大关注。　软基主要指由淤泥、淤泥质土、充填土、杂填土或其他高压缩　性土层构成的地基。它具有软弱，抗剪强度很低，压缩性较高，渗　透性小，并有明显的流变性结构性的工程特性。地基与工程的关　图１不同深度　分布图　系极为密切，地基问题常常是造成工程事故的主要原因。地基处　Ｐ　地基表面　理的目的是通过各种方法改善地基土的工程性质，达到工程对地　ｒ———————ｌ＼７　Ｏ　基稳定和变性的要求，消除其他不利影响。地基处理的核心是处　Ｎ　理方法的正确选择与实施。工程常用的地基处理方法包括：换土　垫层法，振密、挤密法，排水固结法，置换法，加筋法，胶结法，冷热　处理法，以及复合桩基等其他方法　。　、＼＼　／／／、、　婶，——　蛩　１　地基处理力学原理　１　按照弹性力学理论　Ｊ，由布辛奈斯克作出了弹性半空间内任　图２相同深度　分布图　意点处所引起的应力和位移，竖向正应力　：　抛石挤淤属浅层地基处理范畴，是通过向淤泥表面大量集中　３Ｐ　３　３　１　Ｐ　抛填块石，依靠块石的自重，再利用外部加载，挤开淤泥，强制置　‘　‘　２　ｏ　换饱和软土地基，提高地基的承载能力，减少沉降量，加速软弱土　令　＝　‘而　。　层排水固结的地基处理法。国内抛石挤淤法目前有两种方式：１）　散式挤淤；２）整式压载挤淤。一般适用厚度不超过４　ｍ，且表层硬　则上式改写为盯　：仅．导。　壳被挖除的具有触变性流塑状的饱和淤泥或淤泥质土处理　。　２．２使用抛石挤淤工程概况　其中，　为集中力作用下的地基竖向附加应力系数，简称集中　“日野汽车零部件基地首期市政道路工程”包括路基、路面、　应力系数；Ｐ为竖向集中力；　为竖向坐标；ｒ为任意点与集中力作　排水、路线交叉、鱼塘回填等工程量。其中，工程横跨一鱼塘，塘　用点的水平距离。　面标高低于道路路面标高约８　ｍ，塘面以下淤泥层约１．５　ｍ一２　ｍ。　根据上式画出在集中力Ｐ作用下，同一断面竖向不同深度下　道路等级按城市支路Ｉ级标准，设计车速为３０　ｋｍ／ｈ，路面交通等　各点　分布图和同一断面相同深度ｚ下横向各点　分布图，如　级按重交通流量进行设计，结合该路的实际情况，并考虑到路面　图１，图２所示。　修建的经济性和耐久性，故采用水泥混凝土路面结构。路面设计　２抛石挤淤软基处理方法　以１００　ｋＮ轴载作为标准轴载，使用初期日标准轴载不小于１　５００，　２．１　抛石挤淤方法简介　设计基准期不大于３０年，设计荷载采用城一Ｂ级。　Ｂｒｉｅｆ　ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ａｎｃｈｏｒａｇｅ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ＧＡＯ　Ｚｉ－ｒｕｉ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ａｎｃｈｏｒａｇｅ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｉｎ　ｔｅｍｐｏｒａｒｙ　ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｄｏｍａｉｎ，　ｉｔ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ　ｔｈｅ　ｓｔｕｄｙ　ｓｔａｔｕｓ　ｏｆ　ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ａｎｃｈｏｒａｇｅ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｔ　ｈｏｍｅ　ａｎｄ　ａｂｒｏａｄ，ａｎｄ　ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ　ｔｈｅ　ａｎｃｈｏｒａｇｅ　ｔｙｐｅ，ａｎｃｈｏｒａｇｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏ－　ｇＹ，ａｎｄ　ｉｔｓ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｔｒｅｎｄ，ｗｈｉｃｈ　ｈａｓ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ　ｍｅｎａｉｎｇ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ａｎｃｈｏｒａｇｅ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ　收稿日期：２０１１一Ｏ１—１７　作者简介：李志飞（１９８２－），男，硕士，广州从化市明珠工业园区管理委员会，广东从化５１０９３１　・６０・　第３７卷第１３期　２　０　１　１年５月　山　西　建　筑　２４　ｍ（由原地面计起）。施工拔管速度应控制在１．２　ｍ／ｍｉｎ一　２．３　Ｘ＿ｒ－注意事项　　ｍ／ｍｉｎ，若遇淤泥或淤泥质土，拔管速度应适当放慢。ＣＦＧ桩　根据就地取材的原则，在保证工程质量的前提下．抛石挤淤　１．５　ｍ浮浆，在基底范围内铺设一层　法工程造价低于其他处理方法，故本工程宜采用抛石挤淤的方　施工完毕后，应凿除桩头约０．５ｍｍ砂石比例为７：３，虚铺厚度３００　ｍｍ，然后灌水夯实至　法。结合抛石挤淤的普遍做法，本工程具体操作：利用较大块径　厚２５０　ｍｍ，褥垫层超出基底边缘２００　ｍｍ。ＣＦＧ桩桩顶入砂石褥垫　的块石抛入淤泥中，然后在骨架上部及间隙采用大小级配良好、　２００　ｍｉｌｌ。采用浅层平板载荷试验检验复合地基的承载力。ＣＦＧ　透水不透泥的爆破开山石渣进行整式压载挤淤置换，形成散式骨　层２０　架与整式挤淤平台结合，中间充满淤泥，形成结构整体性好、承载　桩实际施工长度及混凝土量计算，以施工现场记录为准。ＣＦＧ桩　　力高、稳定性强的复合地基。１）缺石由３０　ｔ装自卸车从邻近石场　复合地基示意图见图３。取料，直接卸料于沿线淤泥范围，工作面由两边向中间推进工作；　履带式反斗挖掘机配合整平作业。２）填石厚度以挤开淤泥为准，　约２　ｍ；宽度以路基宽度两边各加宽０．５　ｍ为准。３）填石从鱼塘　两边，沿道路路线向中间不断推进工作面，满载块石的自卸车在　已填石面上通行、卸石料。新填石料挤开界面淤泥下沉到持力　层，又与周围土体形成新的整体稳定平衡，其承载力满足道路设　计荷载作用下传递到　深度的　：。４）当填石部分满足要求后，在　其上进行土方的回填；新填土时每３０　ｃｍ分层夯实，并用１２　ｔ压路　机来回滚压不少于４次，在无回弹、浮松以及明显路痕时，经检验　合格后再填上一层土通过碾压振实，软基处理进一步加固；新填土　土层　素混凝土垫层　褥垫层　图３　ＣＦＧ桩复合地基示意图　碾压要求达到密实度不小于９３％。５）其上结构层依次为：级配碎　石垫层３０　ｃｍ，６％水泥石屑稳定层１５　ｃｍ，Ｃ３５混凝土路面２５　ｃｍ。　其中，每一工序均应进行弯沉试验，合格后方可进行下一工序。　４结语　１）通过两个成功例子，对抛石挤淤及ＣＦＧ桩软基处理作出分　析描述。工程实践表明，抛石挤淤及ＣＦＧ桩能够较好地满足施工　要求。２）因地制宜，把握工程实施的原理，综合运用各种软基处　理方法，灵活处理各种问题，使施工技术更好服务于工程项目管　理的质量控制、成本控制和工期控制；不断积累经验，总结各种处　３　ＣＦＧ桩软基处理方法　３．１　ＣＦＧ桩简介　ＣＦＧ桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称。它是由水泥、粉煤灰、　理方法的利弊，更好指导以后的工程。３）通过实际工程的比较，　碎石、石屑和砂加水拌和形成的高粘结强度桩，和桩间土、褥垫层　我们正确选择软基处理方法，可以保证工程安全可靠适用，有效　起形成复合地基。该技术具有施工速度快、工期短、质量容易　降低］：程成本，缩短工期，提高工程施工的可操作性，保护环境，　控制、工程造价低廉等特点，已成为建筑行业大力推广的地基处　取得良好的经济效益和社会效益。　一理技术之一　。与桩基相比，由于ＣＦＧ桩桩体材料可以掺人工业　参考文献：　废料粉煤灰、不配筋以及充分发挥桩间土的承载能力，工程造价　［１］ＧＢ　５０００７—２００２，建筑地基基础设计规范［ｓ］．　般为桩基的１／３—１／２，经济效益和社会效益非常显著。　［２］　叶观宝．地基加固新技术［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００４．　一３．２使用ＣＦＧ桩工程概况　“明珠日野零部件配套厂房项目首期工程”２号厂房结构工　［３］　莫海鸿，杨小平．基础工程［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版　社，２００４．　程的设计使用年限为５Ｏ年，结构安全等级为二级；工程抗震设防　［４］　张克恭，刘松玉．土力学［Ｍ］．北京：中国建筑ｘ－＆出版社，２Ｏ０４．　类别为丙类，建筑场地类别为Ⅱ类，抗震设防烈度为６度，设计地　［５］　朱逢春，相树珍，徐书峰．抛石挤淤综合法及其在加固浅层　震分组为第一组，设计基本地震加速度值为０．０５ｇ。本工程为钢　淤泥质地基中的应用［Ｊ］．治淮，２００１（６）：２６－２８．　筋混凝土框架结构体系，各类构件的抗震等级为四级；地基基础　［６］　李剑波．抛石挤淤法在山区高速公路中的应用［Ｊ］．山西建　设计等级为乙级，根据该场地工程地质勘察报告，采用独立基础，　筑，２０１０，３６（１０）：２７７—２７８．　以可塑或硬塑砂质粘土或粗砂层作为基础的持力层，地基承载力　［７］　李平，陈利群．抛石挤於在软土地基处理中的应用［Ｊ］．湘　特征值　≥１６０　ｋＰａ。地基开挖时，发现部分为软弱地基，需进行　潭师范学院学报（自然科学版），２００９（１２）：１０３—１０６．　复合地基加固，与设计、监理等单位现场踏勘后，决定采用ＣＦＧ桩　［８］　俞竞伟，张鲲．ＣＦＧ桩复合地基技术原理及其在地基处理　复合地基加固方案。　中的应用［Ｊ］．安徽建筑，２００３（２）：７５－７６．　３．３施工注意事项　本工程采用ｄ＇４Ｏ０　ＣＦＧ桩（桩芯混凝土强度等级为Ｃ２０，混凝　≥１６０　ｋＰａ。ＣＦＧ桩采用长螺旋钻机成孔，桩长至岩面或入土深度　［９］　张晓丽．浅谈ＣＦＧ桩在复合地基处理中的应用［Ｊ］．建筑工　程，２００９（１）：２４４＿２４６．　设计，２００９（４）：５３—５５．　土的坍落度宜为１６０　ｍｍ～２００　ｍｍ）复合地基，其承载力特征值　［１０］伍珍果．ＣＦＧ桩加固软基应用及质量控制［Ｊ］．铁道勘测与　　．Ｏｎ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ　ｏｆ　ｔｗｏ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｆｏｒ　ｓｏｆｔ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｔｈｅｉｒ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｆａｃｔｕａｌ　ｐｒｏｊｅｃｔｓ　ＬＩ　Ｚｈｉ．ｆｅｉ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｓｕｍｓ　ｕｐ　ｔｈｅ　ｃｏｍｍｏｎ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｆ０ｒ　ｔｈｅ　ｓｏｆｔ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ａｔ　ｈｏｍｅ　ａｎｄ　ａｂｒｏａｄ，ａｎａｌｙｚｅｓ　ｔｈｅ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｆ　ｓｏｆｔ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ，ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｔｗｏ　ｆａｃｔｕａｌ　ｐｒｏｊｅｃｔｓ，ａｎｄ　ｃｏｍｐａｒｅｓ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｔｈｅ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｅｆｆｅｃｔ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｅｘ—　ｐｌｏｓｉｖｅ　ｓｔｏｎｅ　ｆｉＵ　ｍｅｔｈｏｄ　ａｎｄ　ＣＦＧ　ｐｉｌｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｔｗｏ　ｐｒｏｊｅｃｔｓ．ｐｒｏｖｉｄｅｓ　ｔｈｅ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｓｅｌｅｃｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｏｆｔ—ｓｏｉｌ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｃｏｒｒｅｃｔｌｙ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｓｏｆｔ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ，ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ　ｓｔｏｎｅ　ｆｉｌｌ　ｍｅｔｈｏｄ，ＣＦＧ　ｐｉｌｅ