第一篇：松木樁處理軟土地基的設計與施工

羅源縣起步溪護國段防洪工程擋墻基礎松木樁的設計計算

羅源縣起步溪護國段防洪工程H右2+780--H右3+733.4軟基堤段采用松朩樁軟土地基處理。

本堤段H右3+160典型斷面擋墻高6.98m, 漿砌石衡重式擋墻, 迎水坡1:0.1, 背水坡臺上部1:0.3, 臺以下1:-0.2, 臺寬1.15m.C20砼埋石底板寬4.13m, 厚0.8m.片石充砂填層1.0m.基礎底板埋深1.0m, 設計基底應力為P=83KPa.工程地址處為軟土地基.根據地質勘察資料, 各土層的物理力學指標見” 羅源縣護國溪路堤工程地質勘察技告” 表5。建基3.16m至一2.86m之間土層為淤泥質土,其地基承載力基本容許值為50KPa。-2.86m下土層為卵石層,其地基承載力基本容許值為350KPa。天然地基承載力不能滿足要求,必須進行處理。經分析比較,擬采用松木樁處理地基。設計松木樁樁長6m,樁頭徑200mm,尾徑120mm。,土的內摩擦角為7.4度，樁周摩擦力標準值為13 kN/m2。樁距應根據單樁承載力確定。1.1 按照樁材強度確定的單樁承載力

Ra=ψα[σ]AP(1)式中:Ra———單樁承載力標準值(kN);ψ———縱向彎曲系數,與樁間土質有關,一般取1;α———樁材料的應力折減系數,木材取0.5;[σ]———樁材料的容許應力,φ200mm的松木樁[σ] =2700kPa;Ap———樁端截面積(m2)。

故Ra=1×0.5×2700×π×0.1×0.1=42.41 kN/根 1.2 按照土抗力確定單樁承載力

松木樁在土中形成摩擦樁,其單樁承載力標準值按下式 計算: Ra=μ∑qsili+αqpAp(2)式中:μ———樁身平均周長(m);qsi———樁周第i層土的側阻力標準值(kPa);li———樁穿越第i層土的厚度(m);α———樁端天然地基土的承載力折減系數,取0.5;qp———樁端地基土的承載力標準值(kPa);Ap———樁端截面積(m2)。將已知條件代入上式,得

Ra=π×0.16×13×6+0.5×350×π×0.06×0.06=41.19kN/ 取上述兩種計算方法中單樁承載力較小值者,即Ra=41.19kN/根,然后根據單樁承載力確定樁距s。

s=R/Ra=126/41.19=3.1,即每平方米至少3.1根樁。實際設計中松木樁采用600×600正方形布置,面積置換率為（π×0.1×0.1/0.6×0.6）8.72%。

1.3復合地基承載力計算軟弱地基經松木樁處理后實際形成復合地基,其承載力標準值按下式計算: fspk=mRa+β(1-m)fsk(3)Ap式中:fspk———復合地基的承載力標準值(kPa);

m———面積置換率;Ap———木樁的截面積(m2);fsk———樁間天然地基土承載力標準值(kPa);β———樁間土承截力折減系數,取β=0.8;Ra———單樁豎向承截力標準值(kN)。將上述已知條件代入(3)式,得

fspk=0.0872×41.19/（0.1×0.1π）+0.8×(1-0.0872)×50=150.84 kPa>126.43 kPa,滿足要求。1.3下臥層強度驗算

根據地質勘察資料可知，復合地基下臥層為卵石層，其地基承載力基本容許值為350KPa, 為堅硬下臥層, 不進行下臥層強度驗算.

第二篇：松木樁處理軟土地基的設計與施工[范文]

松木樁處理軟土地基的設計與施工

作者：盧國源（中鐵二十五局集團柳州鐵路工程有限公司，廣西 柳州 545007）

發布時間： 2009-5-26

摘要：用松木樁處理軟基是一種取材容易、造價較低、施工簡便的地基處理方法。松木樁適宜在地下水位以下的環境工作，適用于軟土地基厚度較淺的工程。

關鍵詞：松木樁；軟土地基；設計施工

中圖分類號：U445 文獻標識碼：A

文章編號：1674-1145（2009）14-0139-02

軟弱土是指淤泥、淤泥質土和部分沖填土、雜填土及其他高壓縮性土，廣泛分布于我國東南沿海地區和內陸江河湖泊的周圍，通稱軟土。由軟弱土組成的地基為軟土地基。近年來越來越多的工程在軟土地基上興建，但以軟土作為建筑物的地基有很多不利的因素。由于軟土的強度很低，壓縮性較高，不能承受較大的建筑物荷載，建筑物基礎的沉降和不均勻沉降往往比較大，因此在軟土地基上建造建筑物，要求必須對軟土地基進行處理。

松木富含松脂，防腐能力良好。古諺語有“水上千年杉，水下萬年松”之說，采用木樁對軟土地基進行處理時，一般都選用松木樁。作為一種古老的地基處理方法，松木樁以其取材容易、施工技術簡單易行、造價較低的優點在廣西尤其是山工程區獲得了廣泛的應用。令人遺憾的是，松木樁作為一種有效的地基處理方法，在《建筑地基處理技術規范》、《建筑地基基礎設計規范》、《公路橋涵地基與基礎設計規范》等技術規范中均未提及。筆者結合工程實踐經驗，就用松木樁處理軟土地基的設計和施工進行一些總結，以供參考。

一、工程概況

廣西梧州某山區公路工程1-4.0×2.5蓋板涵，分離式基礎，單幅基礎面積為32m2（B=2.85m，L=11m）。地下水位平均埋深0.5m，涵洞基礎埋深H=1m，設計基底應力為200KPa。工程地址處地質為淤質粘土，呈軟塑狀，地下水豐富，水位高，經實地采用松木樁試探，持力層的實際埋深約4m。經分析比較，確定采用松木樁處理地基。

圖1

二、松木樁的施工

（一）松木樁設計（按擠密樁）

本工程持力層埋深4m，在設計中，樁端有硬殼存在，可作為端承樁，按下式計算：

Pa=Ψa[σ]A

Pa—單樁承載力

Ψ—縱向彎曲系數，與樁間土質有關，一般可取1

a—樁材料的應力折減系數，木樁取0.5

[σ]—樁材料的容許壓力

因持力層埋藏較淺，因而采用端承樁設計。根據上式，當以松木為材料，樁直徑為15cm時，[σ]為2773.4kPa

Pa=1×0.5×2773.4×（0.15÷2）2×π=24.5KN/根 樁間距

n=A/AP

S-樁的間距

d-樁徑（m）

e0-擠密前土的天然空隙比

e1-擠密后要求達到的空隙比，可按地基所需的承載力設計值再根據《建筑地基基礎設計規范》附錄五附表5-3或5-4確定。

n-每m2樁的根數

A-每m2地基所需擠密樁面積，A=（e0-e1）/（1+e0）

Ap-單樁橫截面積（m2）

經計算，當基礎土質為塑-可塑時，壓入直徑15cm的松木樁作擠密樁處理，長4m，樁距50cm，梅花形布置。

（二）松木樁的施工方法

壓松木樁前，先清除基地以下30cm淤泥，使基礎頂面大致平整。松木樁間距50cm，梅花形布置，預留樁頭15～20cm，松木樁打入完成后，在樁間夯填30cm厚片石灌碎石，加以夯實，使樁與樁之間擠緊。為了在打樁時能順利貫入地基，減少阻力，保護樁頭，將松木樁尾部削成尖錐狀。

根據打樁的方法不同，可分為人工打木樁和機械打木樁。常用的打樁機械有手搖卷揚機和柴油打樁機，液壓挖掘機亦經常用于打木樁。用液壓挖掘機打樁時需兩人扶樁就位，將挖斗倒過來扣壓木樁，將木樁壓入地基一定深度自穩，然后讓扶樁人走開，由挖掘機將松木樁壓下去，一般每3～5min即可打一條樁，工效較高。為了使擠密效果好，提高地基承載力，打樁時必須由基底四周往內圈施打。樁的布置以梅花形為好，樁間距離不宜小于3倍樁徑。打樁完畢后應按設計高程鋸平樁頭，使每根樁的樁頂基本保持在同一水平面，清挖打樁時擠出的淤泥，在樁頂鋪設20～30cm厚級配砂石褥墊層并加以壓實，然后再澆筑底板混凝土，以保證基礎通過褥墊層把一部分荷載傳到樁間土上，調整樁和土的分擔作用。在基礎下設置褥墊層可減小樁土應力比，充分發揮樁間土的作用，即可增大β值，減少基礎底面的應力集中。通過改變褥墊層厚度，調整樁垂直荷載的分擔褥墊層越薄，樁承擔的荷載占總荷載的百分比越高，反之亦然。如果不設褥墊層，則不能發揮樁間土的作用。

（三）質量檢測

施工完成后，進行沉降觀測，通車一年后觀測無明顯沉降，結構穩定安全，表明處理效果很好。

三、結論與建議

根據筆者在軟土地基上進行工程建設的實踐經驗，實踐證明，松木樁在處理軟弱地基時，不僅技術簡單易行施工方便快捷，而且可以避免大量的土方開挖。在松木資源比較豐富的地區，用松木樁處理軟弱地基在技術上是可行的，經濟上是合理的，與其他較昂貴的處理措施相比，可降低工程造價，經濟效益顯著，是一種因地制宜處理軟弱地基的有效方法。參考文獻

[1]楊位．地基與基礎（第三版）[Ｍ]．北京：中國建筑工業出版社，1998．

[2]中國建筑科學研究院．建筑地基處理技術規范ＪＧＪ79-2002[Ｍ]．北京：中國建筑工業出版社，2002．

[3]中華人民共和國建筑部．建筑地基基礎設計規范ＧＢ50007-2002[Ｍ]．北京：中國建筑工業出版社，2002．

[4]中華人民共和國原城鄉建設環境保護部．建筑地基基礎設計規范ＧＢＪ7-89[Ｍ]．北京：中國建筑工業出版社，1994．

[5]中國建筑科學研究院．建筑樁基技術規范ＪＧＪ94-94[Ｍ]．北京：中國建筑工業出版社，1995．

摘要:目前針對軟土地基的不同構成有很多不同的處理方法。文章結合自己多年的工作實踐,對用短木樁處理涵洞軟土地基的相關技術進行探討。

關鍵詞:短木樁;涵洞;軟土地基1軟土地基的種類及常見的正理方法

軟土地基按其沉積環境一般可分為人工填土類、濱海沉積類、湖泊沉積類、河灘沉積類、沼澤沉積類形成的含淤質粘土類地基及各種山前沖洪積相形成的夾卵石、漂石的淤質粘土類地基。目前對厚度較大的軟土地基一般采用各類樁基礎進行處理,對含水量和孔隙率較大的軟土地基一般采用砂樁、石灰樁、化學注漿或載荷堆壓處理,對填土類地基一般采用強夯法和換土墊層的方法處理。各種處理方法都有較強的針對性,處理方法選擇是否合理,直接影響到結構物的使用安全和經濟成本,在實際工程施工中,用短木樁處理軟土地基問題較少提及,文章認為在條件許可的情況下采用短木樁處理軟土地基,不僅施工較為便捷,而且費用也較為合理。

2用短木樁處理涵洞軟土地基實例

2.1工程的地質概況

該工程位于省道S206商桐路上蔡大李莊至順河段改建工程K230 106處,設計為一孔正交4 m的涵洞,結構類型上部結構為鋼筋砼矩型板,下部結構為輕型橋臺,基礎結構為厚度60 cm的C20#鋼筋砼基礎。地質剖面自上而下由雜填土、淤質粘土及黃粘土構成。淤質粘土呈軟塑狀,下部的黃粘土呈硬密狀,是較為理想的持力層。持力層的實際埋深約4.5 m,當時曾考慮用噴粉樁或換土墊層法處理,經業主方、設計方、監理方同意作技術經濟比較最后采用了短木樁的處理方案。

2.2短木樁的設計計算

在短木樁的設計計算中,作為擠密樁時,可按式(1)設計:

S=0.95d=A/AP(1)

式中,S為樁的間距(m);d為樁徑(m);e0為擠密前土的天然空隙比;e1為擠密后所要求達到的空隙比;n為每m2樁的條數;A為每m2地基所需擠密樁面積,=(e0-e1)/(1 e0);Ap為單樁橫載面積(m2)。

在短木樁的設計計算中,作為端承樁時,可按式(2)設計:

Pa=Φα[δ]A(2)

式中,Pa為單樁承載力(kN);Φ為縱向彎曲系數,與樁間土質有關,一般可取1;α為樁材料的應力折減系數,木樁取0.5;[δ] 為樁材料的壓力(kPa)。

本實例的結構物上部結構為鋼筋砼矩型板,下部結構為輕型橋臺,基礎結構為厚度60 cm的C20#鋼筋砼基礎。上部結構傳至基礎頂面的豎向力及基礎自重力2440 kN,持力層的容許承載力經綜合分析取200 kPa,基礎埋深1.6 m,基礎底面尺寸為1.6 m×12 m,該實例持力層埋深較淺,因而采用端承樁設計。

根據打樁公式:Pa=Φα[δ]A,當以松木為材料,松木的承壓允許[δ]為2900 kPa,本方案以木樁的直徑為15cm計算。

Pa=Φα[δ]A=1×0.5×2900×(0.15/2)×π=25.6 kN/根

每平方米所需樁數為n=2440/(1.6×12×25.6)=4.96根,實取5根/m2。該工程的樁基底面積為1.6×12×2=38.4m2,所需木樁數:38.4×5=192根,樁的布設形式按梅花形。全部打樁完畢后,在樁頂鋪設10 cm厚C10#砼墊層,然后施工基礎。

2.3使用經濟效果分析

根據施工預算,當時當地15～20 cm直徑的木樁3m長的每根木樁工料費為35元/根,總費用192×35=6720元。若用噴粉樁處理約需3.0萬元。若用換砂礫墊層處理約需2.2萬元。該工程2003年10月竣工通車已使用多年,通過觀測證明,結構穩定安全,效果良好。

3短木樁處理軟土地基的適應條件

一般軟土厚度小于5 m時較為適用短木樁處理,為了便于人工打樁,樁長2～4 m為宜,可作端承樁或擠密填土的擠密樁。作端承樁時,為了保證樁尖能貫入持力層,上部可先開挖至基礎的埋深后再打樁。木樁的材料以松木為宜,因松木含有豐富的松脂,能很好地防止地上水和細菌對其腐蝕作用,價格也比較便宜。木樁適于地下水位以下地層中工作,對于地下水位變化幅度較大或具有較強腐蝕性地下水的地方,軟基處理費用較大的(大約超過10萬元),不宜采用木樁處理方法。

實踐證明,短木樁處理軟土地基時,有施工方便、經濟效益明顯等優點,也可避免大量的土方開挖。用短木樁處理軟土地基在經濟和技術上是可行的,可為一種處理軟土地基的有效手段。

參考文獻:

[1] GB 50007-2002,建筑地基基礎設計規范[S].本文來源于

第三篇：軟土地基松木樁處理技術

一.軟弱地基的種類及常見的處理方法

軟弱地基的種類很多，按成因一般可分為人工填土類地基；海相、河流相和湖相沉積而成的含淤質粘土類地基；各種山前沖積、洪積相所形成的夾卵石、漂石的粘土類地基。復雜的成因造成了它們在物理力學性能上的復雜性，它們的共同特點是承載力低、壓縮性高。目前對厚度較大的軟弱地基一般采用各類鋼筋混凝土樁進行處理，對含水量和孔隙比較大的軟弱地基一般采用砂樁、石灰樁，化學灌漿或堆載預壓等方法處理。各種處理方法都有較強的針對性，處理方法選擇是否合理，直接影響到建筑物的設計是否安全和節約。在實際工程中，松木樁處理軟弱地基的問題較少提及，筆者認為在條件許可的情況下采用短木樁處理某些軟弱地基不僅施工較為便捷，而且費用也較為經濟合理。二.用松木樁處理地基的實例

在實際工程中軟弱地基普遍存在，對于一些層數較低、荷載較輕的建筑物地基或遇局部暗塘的情況，大多是采用松木樁處理地基的。下面就１１０ＫＶ鹿山變電所主控樓的地基處理作一簡要介紹。（１）工程的地質概況

該工程位于鹿山附近，建筑面積６５０m２，兩層全框架結構。地質剖面自上而下由雜填土、淤質粘土、含淤質礫砂卵石、粉質粘土及粘土構成。

淤質粘土呈軟塑狀，下部的含淤質礫砂卵石呈中密狀，是較為理想的持力層。持力層的實際埋深約４米。當時曾考慮用砼短樁或換土墊層法處理，經技術經濟比較確定了松木樁的處理方案。（２）松木樁的設計計算

在設計中短木樁用作擠密樁時可按下式設計： Ｓ=0.95d√(1+ e０)／(e０-e１)

n=Ａ/ＡＰ Ｓ――樁的間距（m）d――樁徑（m）

e０――擠密前土的天然孔隙比

e１――擠密后作要求達到的孔隙比，可按地基所需的承載力設計值再根據《建筑地基基礎設計規范》附錄五附表５－３或５－４確定 n――每m２樁的根數

Ａ――每m２地基所需擠密樁面積，Ａ=(e０-e１)/(1+ e０)ＡＰ――單樁橫截面積（m２）

在設計中，當樁端有硬殼層存在時，可作為端承樁，按下式計算： Ｐa=Ψα[σ]A-----------------(a)Ｐa――單樁承載力

Ψ―――縱向彎曲系數，與樁間土質有關，一般可取１ α―――樁材料的應力折減系數，木樁取0.5 [σ]――樁材料的容許壓力，kＰa

本實例中柱下獨立基礎附加應力及自重總值為950KN。選③層為樁端持力層，地基土的容許承載力經綜合分析后取值130kPa，基礎埋深１.5米，經計算基礎尺寸為2.6*2.9m2。持力層埋藏較淺，因而采用端承樁設計。根據（a）式，當以松木為材料，樁直徑為15cm時，[σ]為2773.4kPa

Ｐa=1*0.5*2773.4*(0.15/2)2*π=24.5KN/根 每平方米所需樁數為

n=950/(2.6*2.9*24.5)=5.14根／m2 實取５根／m2 該工程的樁基底面積為210m2，所需樁數: 210*5=1050根

樁的布置按梅花形： 全部打樁完畢后，在樁頂面鋪設20cm厚片石灌石子，加以夯實，然后再做基礎。（３）經濟效果分析

軟弱地基的松木樁處理技術

根據建筑預算定額，φ15cm的松木樁2.5m長每根樁工料費為15元／根，總費用1050*15=1.575萬元。若用12cm*12cm混凝土預制短樁約需5.1萬元；若用換土墊層則需2.4萬元，并且因地下水位較高，換土施工難度很大。顯然用松木樁方案為首選。該工程1999年5月竣工兩年多來，通過使用和觀測證明，結構穩定安全。

三.松木樁處理軟弱地基的適應條件

根據筆者在軟土地基上工程建設的實踐經驗，軟土地基的設計之前必須認真進行工程地質勘察和土工試驗。只有查清土層和土質的情況，才能正確地進行設計和施工；再者，必須從場地的土層和土質的特點出發，對地基與基礎的結構、施工及使用等方面進行綜合考慮，通過方案比較、合理地選擇地基處理方案。一般軟土厚度小于5m時較為適宜用松木樁處理，為了便于打樁，樁長不宜超過4m。作端承樁時，為了保證樁尖能進入持力層，上部可先開挖至基礎的埋深后再打樁。樁的材料必須用松木，因松木含有豐富的松脂，這些松脂能很好地防止地下水和細菌對其的腐蝕，價格也較為便宜。松木樁適宜在地下水以下工作，對于地下水位變化幅度較大或地下水具有較強腐蝕性的地區，不宜使用松木樁。

實踐證明，短木樁處理軟弱地基時，有施工方便、經濟效益明顯的優點，它可避免大量的土方開挖，因而在松木資源較為豐富的地區，用松木樁處理軟弱地基在經濟和技術上是可行的，它不失為一種處理軟弱地基的有效手段。

第四篇：松木樁在市政軟土地基中的應用

淺談市政工程中軟土地基的松木樁處理

軟弱地基的種類很多，按成因一般可分為人工填土類地基；海相、河流相和湖相沉積而成的含淤質粘土類地基等，它們的共同特點是承載力低、壓縮性高。復雜的成因造成了它們在物理力學性能上的復雜性，使地基犬牙交錯，地質情況千差萬別，即使有了鉆探，也畢竟只是“一孔”之見，設計時對地基亦不可能十全十美。因此，施工過程中，地質情況五花八門，有時甚至與鉆孔情況相差甚遠，不得不現場進行處理。目前對不同的軟弱地基有不同方法處理，各種處理方法都有較強的針對性，處理方法選擇是否合理，直接影響到構造物的設計是否安全和節約。在實際工程中，松木樁處理軟弱地基的問題較少提及，筆者認為在條件許可的情況下采用松木樁處理某些軟弱地基不僅施工較為便捷，而且費用也較為經濟合理。

（一）松木樁處理軟土地基的適應條件：

1、軟土厚度小于5.0米。

2、軟土地基必須在滿足設計埋深以下，且在年最低水位以下，以保證松木樁常年浸在水中，防止松木樁時干時濕，腐朽變質。對于地下水位變化幅度較大或地下水具有較強腐蝕性的地區，不宜使用松木樁。

（二）對松木樁的要求

1、木材必須是松木，因為松木含有豐富的松脂，這些松脂能很好地防

止地下水和細菌對松木樁的腐蝕，價格也較便宜。（有水浸萬年松之 說）

2、松木樁的長度一般不宜長于4.0米，因為太長，就難就地取材，材料貴且不經濟，還不易打樁；但也不宜短于2.5米。

3、松木樁的尾徑一般取12～15厘米，樁頭用斧頭削尖。

（三）操作過程

1、探明軟土地基的厚度以確定松木樁的長度，方法是兩個人用鋼釬在基底周邊及中心處，每隔2～3米試探。

2、打樁：因為現在機械化程度較高，工地現場一般都有挖掘機，方法是用挖掘機的挖斗倒過來扣壓樁，功效較高，僅需兩人扶樁到位，由挖斗輕按至樁入土自穩，然后人走開，由挖掘機壓樁。

3、打樁時，為使擠密效果好，必須由基底四周往內圈施打。樁的布置以梅花形為好，樁間距離不宜小于3倍樁徑。

4、打樁完畢應鋸平樁頭，使每根樁的樁頂基本水平。清挖打樁時擠出 的爛泥，然后采用塊石灌砂回填，一般厚度為20～30cm，保證基礎不包樁頭，使受力均勻。

5、最后取土樣做土工試驗，或用長桿貫入儀驗證處理后地基的實際承載能力是否滿足設計要求。

根據筆者在軟土地基上工程建設的實踐經驗，軟土地基的設計之前必須認真進行工程地質勘察和土工試驗。只有查清土層和土質的情況，才能正確地進行設計和施工；再者，必須從場地的土層和土質的特點出發，對地基與基礎的結構、施工及使用等方面進行綜合考慮，通過方案比較、合理地選擇地基處理 方案。按以上方法，我們在市政工程的設計和施工過程中處理了許多構造物的地基，如在惠州大道四期改造工程中，有湯泉一、二橋及兩邊的擋土墻、石浪橋及兩邊的擋土墻、青塘橋兩邊的擋土墻；在橋東濱江東路擋土墻工程；橋東新民后街擋土墻工程等等，現均已通車，未發現由于基礎變形所產生的破壞。實踐證明是可行的。但是必須注意，雖然松木樁與軟土之間有摩擦力存在，但不宜將松木樁按摩擦樁來考慮，同時即使松木樁有時會可能到達持力層，也不能完全作為支承樁考慮，松木樁只起擠密土壤，提高地基承載力的作用。松木樁與加固后的土壤應作為一個整體來考慮，即作為“復合地基”。

實踐證明，松木樁處理軟弱地基時，有施工方便、經濟效益明顯的優點，它可避免大量的土方開挖，因而在松木資源較為豐富的地區，用松木樁處理軟弱地基在經濟和技術上是可行的，它不失為一種處理軟弱地基的有效手段。

第五篇：軟土地基處理技術

軟土地基處理技術

摘要：軟土地基的處理質量是保證建筑物安全、高效運營的關鍵，也直接影響到地基的基礎承栽力。目前在國內較為常用的地基處理方法有：墊層法、強夯法、和灰土擠密樁、石灰樁、砂樁、碎石樁、深層攪拌法和高壓旋噴注漿法等。不同的軟土地基應該結合工程的實際采取有效經濟的處理辦法。關鍵詞：軟土地基處理 主要類型 危害 地基承載力 地基土 變形

一、緒論

1、什么是軟土

研究工程的軟土地基處理，首先我們需要去了解什么是軟土。具體該如何定義軟土，各行業部門如建筑、鐵路、公路等，根據行業特點和習慣，給出的定義或判定條件不盡相同。

例如，在建筑工程中認為：軟（弱）土是指淤泥、淤泥質土、充填土、雜填土或其他高壓縮性土。其中淤泥是在靜水或緩慢流水環境中沉積并經生物化學作用而形成，為天然含水量大于液限、天然孔隙比大于或等于1.5的粘性土;天然含水量大于液限而天然孔隙比小于1.5、但大于或等于1.0的粘性土或粉土稱為淤泥質土。[1] 此外公路工程中認為：軟土為天然含水量大、壓縮性高、承載力低的一種軟塑到流塑狀的粘性土，如淤泥、淤泥質土，以及其他高壓縮性飽和粘性土、粉土等。淤泥和淤泥質土的特征解釋為，在靜水或緩慢流水環境中沉積，經生物化學作用而形成的飽和粘性土，含有機質，天然含水量大于液限。當孔隙比大于1.5時稱為淤泥;天然孔隙比小于1.5而大于1.0時稱為淤 泥質土。當土的燒失量大于5%時，稱有機質土;大于60%時稱為泥炭。[2] 關于軟土定義，除以上所述的兩點觀點外還有一些，但大同小異。總而言之，工程界通常口語稱呼的軟土指天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、承載力低的土。

一般而言，軟土是指近代水下沉積的飽和粘性土，是淤泥、淤泥質粘土、泥質粉土、泥炭、泥炭質土等一類土體的簡稱。軟土廣泛分布在我國沿海內陸平原或間盆地。不同地域軟土的成因、結構和形態各不相同，但都具有基本相同的物理力學特征：天然含水量高、天然孔隙比大、滲透系數小、壓縮性高、強度低，可呈靈敏性結構。如果軟土作為工程建筑的地基，由于其承載力低、往往就會產生不同程度的坍滑或沉降。所以當一個工程在遇到地基土為軟土時，如何做到正確且經濟的處理就顯得尤為重要。

2、軟土地基的特性

軟土的性質與地基土的成層構造、沉積年代、成因類型有密切關系。不同年代和成因的軟土，其物理性質指標盡管可能相近，但作為地基，工程性質卻可能相差很大，其大概特點總結如下：

1．含水量較高。因為軟土的成分主要是由粘土粒組和粉土粒組組成，并含少量的有機質。粘粒的礦物萬分之二為蒙脫石、高嶺石和伊利石。這些礦物晶粒很細，呈薄片狀，表面帶負電荷，它與周圍介質的水和陽離子相互作用，形成偶極水分子，并吸附于表面形成水膜，在不同的地質環境下沉積形成各種絮狀結構。因此這類土的含水量比較高。

2．透水性差。軟土的滲透系數一般在1×10-6～1×10-8cm/s之間，所以在荷載作用下固結速度很慢。當地基中有機質含量較大時，土中可能產生氣泡，堵塞滲流通道而降低其滲透性。所以在軟土層上的建筑物基礎的沉降拖延很長時間才能穩定，同樣在荷載作用下地基土的強度增長也是很緩慢的。

3．壓縮性較高。一般正常固結的軟土層的壓縮系數約為0.5～1.5Mpa-1，最大可達到4.5Mpa-1；壓縮指數約為0.35～0.75。天然狀態的軟土層大多數屬于正常固結狀態，但也有部分是屬于超固結狀態，近代海岸灘涂沉積為欠固結狀態。欠固結狀態土在荷重作用下產 1 生較大沉降。超固結狀態土，當應力未超過先期固結壓力時，地基的沉降很小。

4．流變性強。在荷載的作用下，軟土承受剪應力的作用產生緩慢的剪切變形，并可能導致抗剪強度的衰減，在主固結沉降完畢之后還可能繼續產生可觀的次固結沉降。

3、軟土地基的危害

軟土地基的危害是承載力低，變形大，特別是不均勻變形大，而且變形穩定時間很長，幾年甚至幾十年。往往造成建筑物沉降大且不均勻，造成建筑物開裂，傾斜等。

例1：2009年6月27日上海閔行區“蓮花河畔景苑”一在建13層住宅樓于清晨連根“臥倒”的事件。事后專家分析，最有可能是地基出現問題，因為蓮花河畔景苑所在的區域屬于上海流沙比較嚴重的區域，其地基是屬于我們常說的軟土地基，如果地基不經過加固處理，很容易引起房屋傾斜。專家認為由于是對土芯取樣出現問題，導致設計存在偏差；或者是打樁不深、水泥標號等存在問題。因為地樁的水泥有高標要求，如果沒有達到會發生斷裂。

例2：2010年8月，福建正得房地產開發有限公司開發的格林蘭景3號樓地基塌陷一事，以及各地不斷傳來的“樓薄薄”、“樓脆脆”、“樓歪歪”等新聞，如此多的房屋出現質量問題，已經讓老百姓不寒而栗。

例3：2004年4月4日下午4點左右，福建羅長高速公路馬尾到琯頭段長柄高架橋往北500米處發生大面積塌方，塌方路段長度約70米，塌陷落差達15米左右。陷下去的公路上有一輛小轎車。駕駛員心有余悸地告訴記者，當時的感覺就像乘電梯往下掉，所幸人車都沒有受損。據福建省高速公路公司負責人介紹，造成事故的主要原因是路基軟、土質差，淤泥又深又厚，雨季來臨使地下淤泥產生流動。

根據以上三個例子可見，工程中軟土地基處理的重要性和必要性。

二、軟土地基處理目的和意義以及發展現狀和存在問題

1、軟土地基處理的目的和意義

意義：眾所周知，地基與建（構）筑物的關系極為密切，建（構）筑物的安全與正常使用，地基基礎起著非常重要的作用。據調查統計，世界各國各種土建，水利、交通等類的工程事故中，因地基問題造成的工程事故的比例最大。軟基處理恰當與否，關系到整個工程質量、投資和進度，其重要性已越來越多的被人們所認識。

目的是：利用換填、夯實、擠密、排水、膠結、加筋和熱學等方法對地基土進行加固，2 用以改良地基土的工程特性。

1、提高地基的抗剪強度

2、降低地基的壓縮性

3、改善地基的透水特性

4、改善地基的動力特性

5、改善特殊土的不良地質特性

2、軟土地基處理技術的發展現狀和存在的問題 2．1發展現狀

近40年來，國外的地基處理技術發展的十分迅速，老方法得到改進，新方法不斷涌現。在20世紀60年代中期，從如何提高土的抗拉性質這一思路上，發展到土的加筋法；從如何有利于土的排水和排水固結這一基本觀點出發，發展到了土工合成材料、砂井預壓和塑料排水帶；從如何進行深層密實處理的方法考慮，采用加大擊實工的措施，發展到了強夯法和振動水沖法等。另外，國外現代工業的發展，對地基工程提供了強大的生產手段，如能制造重達幾十噸的強夯起重機械；潛水電機的出現，帶來了振動水沖法中振動器等施工機械；真空泵的問世，建立真空預壓法，生產了大于20MPa氣壓的空氣壓縮機，從而產生了高壓噴射注漿法。通過不斷的發展使得如今對軟土地基處理變得更加簡單快捷。

2.2現有軟土地基處理方法所存在的問題

為什么在世界各國各種土建，水利、交通等類的工程事故中地基問題造成的工程事故的比例最大，現有的處理方法中存在哪些問題？

(1)未能因地制宜合理選用處理方法。在合理選用地基處理方法方面有時存在一定的盲目性。例如飽和軟粘土地基不適宜采用振密、擠密法加固。根據工程地質條件和地基加固原理，因地制宜合理選用處理方法特別重要。在這方面，現在的問題是對幾個技術上可行方案進行比較、優化不夠。采用的不是較好的方法，更不是最好的方法。有時工程問題是解決了，但造價高和工期長。

(2)不能正確評價每種地基處理方法的適用性。人人都承認每種地基處理方法都有一定的適用范圍，但遇到具體問題就會盲目擴大其應用范圍，對這種情況施工單位更應注意。

(3)施工單位素質差影響地基處理質量。這方面最典型的例子是攪拌樁施工。幾年前上海市建委發文禁用粉噴深層攪拌法，接著不少地區也采取類似措施。深層攪拌法不能滿足地基處理要求并不是深層攪拌法工法本身不成熟，也不是深層攪拌法加固地基設計方法不對。影響施工質量主要是施工單位素質和施工機械兩方面問題。先分析施工單位素質存在的問題。前些年，地基處理施工隊伍的快速膨脹，造成絕大多數施工隊伍缺乏必要的技術培訓，熟練技術工人缺乏是普遍現象。除此之外，還存在偷工減料現象。其它地基處理方或輕或重也存在類似問題。

(4)施工機械簡陋影響地基處理水平和質量。近二十幾年來，我國地基處理施工機械發展很快，許多已形成系列化產品。但應看到與我國工程建設需要相比較，差距還很大。還以深層攪拌法為例，不能很好保證施工質量不僅與施工單位素質有關，也與目前應用的施工機械水平有關。簡陋的機械要保持穩定良好的施工質量是困難的。

(5)地基處理理論落后于實踐。從實踐一理論一再實踐的角度看，實踐先于理論是一般規律，對土木工程更是如此。但重視理論研究，用理論指導實踐也是很重要的。對地基處理各種工法及一般理論缺乏深入系統的研究也是發展中存在的問題之一。

(6)不少工法缺乏完善的質量檢驗手段。完善的質量檢驗手段是保證施工質量的重要措施。目前不少工法缺乏完善的質量檢驗手段。

三、簡要介紹常用的軟土地基處理方法及其原理

隨著現代工程技術的發展進步以及新的加固技術、新型材料的不斷研發，使得軟土地基處理技術日趨完善。(1)換土墊層法

換土墊層法的原理是：將基礎底面以下不太深的一定范圍內的軟弱土或不良土挖去，以質地堅硬、強度較高、性能穩定、壓縮性較小、具有抗侵蝕性的砂、礫、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、礦渣等材料分層充填，并同時以人工或機械方法分層壓、夯、振動，使之達到要求的密實度，形成良好的人工地基。墊層能有效擴散基底壓力，提高地基承載力、減少沉降、加速軟弱土層的排水固結、防止凍脹、消除膨脹土的脹縮作用等。適用于各種軟弱土及山地不良地基的淺層處理。使用的主要材料：砂、礫石、石渣、粉煤灰、礦渣等。使用的主要機械設備：人工挖土或機械挖土、墊層材料運輸、壓實或夯實機械。

(2)擠淤置換法

擠淤置換法的原理是：依靠換填材料的自重以及借助于其他外力，如壓載、振動、爆炸、強夯或卸荷等，使軟弱層遭受破壞后被強制擠出而進行的換填處理。適用于厚度較小的淤泥地基。

(3)強夯置換法

強夯置換法是一種普遍運用的方法，其原理是采用邊填碎石邊強夯的強夯置換法在地基中形成碎石墩體，由碎石墩、墩間土以及碎石墊層形成復合地基，以提高地基承載力、減少沉降。適用于人工填土、砂土、粘性土和黃土、淤泥和淤泥土地基。使用的主要材料：碎石、礦渣等。使用的主要機械設備：夯錘、起重設備、脫鉤裝置及運輸裝卸機械。

(4)碎石樁(置換)法

原理是在軟粘土地基中采用沉管法或其它方法設置密實的砂樁或碎石樁，以置換同體積的粘性土形成砂石樁復合地基，以提高地基承載力。同時砂石樁還可以同砂井一樣起排水作用，以加速地基土固結。適用于軟粘土地基。使用的主要材料：砂或碎石、礫石。使用的主要機械設備：打樁機。

(5)振沖置換法

振沖置換法的原理是利用振沖器在高壓水流作用下邊振邊沖在地基中成孔，在孔內填入碎石、卵石等粗粒料且振密成碎石樁。碎石樁與樁土間形成復合地基，以提高承載力，減小沉降。適用于不排水抗剪強度不小于20kPa的粘性土、粉土、飽和黃土和人工填土等地基。使用的主要材料：碎石、礫石。使用的主要機械設備：振沖器、起重機或施工專用平臺和水泵。

(6)加載預壓法

原理是在建造建筑物之前，天然地基在預壓荷載作用下壓密、固結，地基產生變形，地基土強度提高，卸去預壓荷載后再建造建筑物，完工后沉降小，地基承載力也得到提高。堆載預壓有時也利用建筑物自重進行。當天然地基土滲透性較小時，為了縮短土體排水固結的排水距離，加速土體固結，在地基中設置豎向排水通道，常用形式有普通砂井、袋裝砂井、塑料排水板等。當采用豎向排水通道時，也分別稱為袋裝井法、袋裝砂井法或塑料排水帶法等。［7］適用于軟粘土、粉土、雜填土、沖填土、泥炭土地基等。使用的主要材料：堆載用料可用土石方或其他填料;墊層材料用滲透系數大于10-3 m/s、含泥量小于3%、級配較好的中粗砂；豎向排水通道之砂井法需用同墊層材料要求相同的砂，袋裝砂井法還需聚丙烯機織土工物，塑料排水帶法需塑料排水帶。使用的主要機械設備：堆載用料的運輸、裝卸機械，也可用人工運輸，靜壓沉管機械、錘擊沉管機械，動力螺旋鉆機，袋裝砂井專用打設機，塑料排水帶插板機。

(7)降低地下水位法

原理是通過降低地下水位，改變地基土受力狀態，其效果如堆載預壓，使地基土固結。在基坑開挖圍護設計中可減小作用在圍護結構上的土壓力。適用于砂性土或透水性較好的軟粘土層。

4(8)石灰樁法

原理是通過機械或人工成孔，在軟弱地基中填入生石灰或生石灰塊加其他摻合料，通過石灰的吸水膨脹、放熱以及離子交換作用改善樁周土的物理力學性質，并形成石灰樁復合地基，可提高地基承載力、減少沉降。適用于雜填土、軟粘土地基。使用的主要材料：生石灰。使用的主要機械設備：打樁機或洛陽鏟成孔。

(9)深層攪拌法

原理是利用深層攪拌機將水泥或石灰和地基土原位攪拌形成圓柱狀、格柵狀或連續墻水泥土增強體，形成復合地基以提高地基承載力，減小沉降。深層攪拌法分為噴漿攪拌法和噴粉攪拌法兩種，也可用它形成防滲帷幕。適用于淤泥、淤泥質土和含水量較高、地基承載力不大于120KPa的粘性土、粉土等軟土地基。用于處理泥炭土或地下水具有侵蝕性時宜通過試驗確定其適用性。使用的主要材料：水泥。使用的主要機械設備：深層攪拌機，按攪拌軸分為單軸和雙軸兩種，按噴射方式分為漿液噴射和粉體噴射兩種。配套設備：漿液噴射主要有灰漿攪拌機、灰漿泵，粉體噴射主要有粉體發送器、空氣壓縮機以及計量器等。

(10)高壓旋噴注漿法

原理是利用鉆機將帶有噴嘴的注漿管鉆進預定位置，然后用20Mpa左右的漿液或水的高壓流沖切土體，形成水泥土增強體。有單管法、二重管法、三重管法。在噴射漿液的同時通過旋轉、提升形成定噴、擺噴和旋噴。可形成復合地基以提高承載力，減少沉降，也常用它形成防滲帷幕。適用于淤泥、淤泥質土、粘性土、粉土、黃土、砂土、人工填土和碎石土等地基。當土中含有較多的大塊石，或有機質含量較高時應通過試驗確定其適用性。使用的主要材料：水泥。使用的主要機械設備：鉆機、高壓泵、泥漿泵、空氣壓縮機、注漿管、噴嘴、流量計、輸漿管、制漿機等。

以上論述的幾種軟土地基處理方法，僅僅是眾多處理方法中較具代表性的，在各個不同的工程建設過程中，建設人員要針對不同的地質條件、技術條件、設備條件、資金力度等因地制宜的采用一種最為經濟合理，施工方便的地基處理技術。本文將要重點介紹的噴粉樁加固地基處理技術，就是一種具有加固工藝合理、施工簡單、技術可靠、成本低廉、進度快、無振動、無噪音、工期短、占地面積小等優點的處理技術。

四、噴粉樁加固地基的處理方法

1、噴粉樁加固地基處理技術的概述

粉噴樁是粉體噴射深層攪拌樁加固軟土技術的簡稱。國外定名為DJM工法(Dry Jet Mixing Method)噴粉樁最早是由瑞典和日本于20世紀60年代后期提出的加固地基的技術工藝。80年代初，國內開始研究，1984年7月在廣東省云浮硫鐵礦鐵路專用線上用石灰攪拌樁加固單孔4.5m蓋板箱涵軟土地基獲得成功，1985年4月通過鐵道部部級技術鑒定。此后，很多設計單位將噴粉樁技術進行了推廣應用，特別是地下水位較高的地區。

2、該技術的工作原理

通過噴射攪拌機將粉狀加固料如水泥、石灰粉等用壓縮空氣噴入地基深部憑借攪拌機的回轉鉆頭葉片使加固料與原位軟土混合就地攪拌形成具有整體性、水穩性及一定強度的樁體。樁體中的加固料與軟土產生一系列物理化學反應使軟土硬結從而使樁體與樁間土一起組成復合地基起到加固地基的目的。

2.1噴粉樁所采用固化劑的分類

當前在實際工程中噴粉樁所用的固化劑主要是水泥或石灰兩鐘，噴拌成水泥土樁或石灰土樁。

采用水泥作為固化劑時，水泥的水化與其在混凝土中的變化機理不同，混凝土的硬化是水泥在粗骨料中進行，而水泥土硬化是水泥在具有活性的粘土介質中進行，作用緩慢而復 5 雜。采用生石灰作固化劑時，石灰在土層中吸水、膨脹、發熱和進行復雜的離子交換，土微粒凝聚、火山灰、碳酸鈣、固結等一系列物理化學反應，生成復雜的化合物，這些化合物在水和空氣中逐漸硬化、使土粒得到牢固結合和加強，促使周邊土體固結，從而形成較高強度的石灰土。

3、噴粉樁處理的特性

噴粉樁是由水泥或石灰作固化劑而形成的灰土樁，因為它既不能摻入高強度的粗石骨料，也不能通過用配置鋼筋的方法來提高自身的承載力，所以噴粉樁僅考慮豎直荷載的作用，不象砼樁那樣，承受豎向力的同時還能承受水平力。噴粉樁自身性質介于剛性樁（鋼筋混凝土灌注樁、鋼筋混凝土預制樁、木樁、鋼管樁等）與柔性樁(碎石樁、砂樁、土樁等)之間的一種樁型，它的剛度、抗壓強度和抗側向壓力作用均小于剛性樁而大于柔性樁。由于噴粉樁所用的固化劑是在鉆孔過程中、通過鉆桿噴入土層中的，樁載面中心的鉆桿占去一定的空間，鉆頭葉片距端頭越近攪拌力矩越大，使灰土攪拌愈均勻；因此樁身截面的強度是不均勻的，中心軸處強度最低，沿截面經向由中心軸向外邊緣強度逐漸增強，在噴粉樁施工過程中應空桿復鉆一次，以便提高混合土的均勻性是非常必要的。噴粉樁的軸向應力分布是不均勻的，從樁頂自上而下軸向力逐漸減小，最大軸向力位于樁頂3-5倍樁徑范圍內，再往下軸向力收斂很快，所以，噴粉樁的破壞機理是，以淺層樁向縱向壓縮變形增長，外荷載繼續增加，樁向達到抗裂極限狀態，而使樁體失去傳力功能。

4、噴粉樁在工程施工中的應用

1、提高基礎地耐力：噴粉樁適用于加固軟土地基，增強軟土地基的承載力，使之提高建筑物的基礎地耐力。

2、加固軟土邊坡：當此次工程進行建筑物基坑開挖時，我們遇到地面寬度不夠使放坡受到限制，開挖邊坡的穩定性不夠等問題。由于噴粉樁可用于加固軟土邊坡，所以采用單個噴粉樁互相搭接而形成豎壁狀墻體作護岸結構，這樣比起砼連續墻、預制鋼筋砼樁、鋼板樁等護岸方案，不但施工簡便，而且經濟效益可觀。

3、基坑的施工：采用水泥作固化劑制成的噴粉樁，由于水泥與原位土混合后，原位土變成較密實的水泥土，大大降低軟土的滲透系數，可有效地起到阻水作用，避免坑壁流砂發生。同時，由于噴粉樁下端入土深度校長，切斷了地下水的滲透途徑，使得基坑降水漏斗變陡，減小了由于降水量大對周圍環境的危害，從而使基坑排水作業簡便化，有利于基坑的施工。

具有的優點：

加固工藝合理、施工簡單、技術可靠、成本低廉、進度快、無振動、無噪音、工期短、占地面積小、對環境無污染、對周圍建筑物無影響、加固效果好等，更引人注意的還有：

（1）可以直接在含有地下水的地層中施工成型。

（2）雖然負溫下固化料與土的反應減弱，但溫度回升后，反應可繼續進行，故在地溫為-10℃以上的情況下進行施工，毫不影響樁的質量。

（3）施工過程中只向土層中噴射固化料干粉，無需向地層中注入附加水分，不但減少了施工污染，而且使固化料能充分吸收軟土中的水分，從而增強加固效果。

（4）施工原料除原位軟土外，僅摻入少量固化劑，因此施工工藝簡單，施工成本低。

5噴粉樁施工程序：

1、平整場地，整套設備根據實際地形安裝就位。

2、噴粉樁機自動縱橫向移動，鉆頭對準孔位。

3、啟動攪拌機，鉆頭正向旋轉，實施鉆進作業。為了不至堵塞鉆頭上的噴射口，鉆進過程中不噴固化料，只噴射壓縮空氣，即確保順利鉆進，又減小負載扭矩。隨著鉆進，使 6 被加固的軟土體在原位受到攪動。

4、鉆至設計孔底標高后停鉆。

5、再次啟動攪拌機，反向旋轉提升鉆頭，同時打開發送器前面的控制閥，按需要量向被攪動的疏松土體中噴射固化料——水泥粉（或石灰粉），邊提升邊噴射邊攪拌，盡量達到攪拌均勻，使軟土與固化料充分混合，噴射量與控制閥的開放大小成正比，與鉆頭的提升速度成反比。

6、當鉆頭提升至高出樁頂40cm～50cm時，發送器停止向孔內噴射粉料，樁柱已形成，將鉆頭提出地面。

7、為了確保固化劑與土體充分混合或感到某一根樁噴粉質量欠佳時，對原孔應復鉆一次，以達到圖紙設計要求。

8、實踐證明：在噴粉過程中，當鉆頭提升到最后階段時應注意控制，使鉆頭距地表面≥50cm時停止噴粉，不然粉體被帶出地面而向空中飛散污染環境。

 6.1噴粉樁施工程序圖

a.鉆機定位 b.噴氣鉆井 c.終孔停鉆 d.噴粉提升 e.成樁、鉆頭提至地面

1.噴鉆機 2.鉆架 3.鉆桿 4.鉆頭 5.鉆孔 6.成樁

結束語：

軟土地基有極大的危害性，如果不處理或處理不當，就會造成地基失穩，使構造物沉降過大或不均勻沉降，對構造物造成不同程度的危害。軟土地基的處理方法很多，但是結合實際情況，我國各地區的環境，土質皆有不同。前輩們的工程實踐經驗很寶貴，值得我們借鑒，但在實際工程中需要我們勇于探索，力求用最簡單、最經濟的施工方法完成任務。

參考文獻：

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