第一篇：淺議軟土地基的處理論文

【摘 要】就軟土地基給公路工程帶來的危害進行了分析，介紹了噴粉樁法在軟土路基施工中的運用，詳細闡述了噴粉樁法的施工工藝、施工特點。

【關鍵詞】軟土 軟土地基施工 噴粉樁法引言

在我國沿江、沿湖、沿海等處廣泛分布著軟土，而這些地區一般又是經濟發達地區，對公路交通需要迫切，尤其要發展高速公路。因而在高路堤、大型橋梁，大量的涵洞、通道處軟土都給它們帶來不同程度的危害。如路基的滑移，開裂，路面起伏不平，橋涵通道等人工構造物處的跳車顛簸……而使這些地區的公路建設者感到非常棘手，要花大量人力、物力、財力和時間，去進行勘察、測試、設計、科研和施工。若處理不好將會帶來極大的資源浪費。軟土及軟土地基

2.1軟土

軟土是指濱海、湖沼、谷地、河灘沉積的天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低的細粒土。具有天然含水量高、天然孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低、固結系數小、固結時間長、靈敏度高、擾動性大、透水性差、土層層狀分布復雜、各層之間物理力學性質相差較大等特點。

2.2軟土地基

我國公路行業規范對軟土地基未作定義。日本高等級公路設計規范將其定義為:主要由粘土和粉土等細微顆粒含量多的松軟土、孔隙大的有機質土、泥炭以及松散砂等土層構成。日本規范還對軟土地基做了分類，提出了類型概略判斷標準。在給出軟土地基定義時指出:軟土地基不能簡單地只按地基條件確定，因填方形狀及施工狀況而異，有必要在充分研究填方及構造物的種類、形式、規模、地基特性的基礎上，判斷是否應按軟土地基處理。軟土地基在公路工程中造成的危害

(1)勘察設計不詳細或不準確，導致對應該作軟基處理的地段未作處理設計，此類工例不少，世界銀行貸款項目也存在此類現象。

(2)已知是軟土地基，但是未做好軟土地基處理，造成路堤失穩或危及線外建筑物。工例有:汕頭磊口大橋引道。由于高填土引起線外土地隆起，民房受損。路基難以穩定，只好增加橋梁長度，建成后一段時間，仍然出現錐坡不均勻下沉，又做了處理，現已改建新橋。

(3)雖然作了軟土地基處理，但是措施不力，施工不當造成路堤失穩。珠海南屏橋引道，經開挖分析，原因是地質資料不準確，填土速度過快，后加的反壓護道又阻塞了砂墊層的排水通道。最后采取了挖深邊溝排水(挖邊溝時，原路堤底有大量的水流出)，用袋裝砂并(原先的砂并是無袋砂并)和捕土工布進行修復。

(4)堆料不當，未按規定分層填筑，填土過快，碾壓不當，造成路堤失穩。新會虎坑、大洞橋的引道，主要原因是堆料不當，未按規定分層填筑，也未作施工觀測，填土過快，碾壓不當。末作加固處理但按規定施工的路段，雖然后來沉降較大，但沒有發生破壞。

(5)擾動“硬殼層”或填筑不當，使“硬殼層”遭受破壞，導致路堤失穩。軟土地基上往往有一層強度比軟土高的土層，被稱為“硬殼層”。“硬殼層”可以起到承重和擴散應力作用，利用好“硬殼層”對于減少工程投資是有意義的。但若對“硬殼層”的勘察、利用工作做得不好，則達不到頂預想的效果。

(6)由于臺背填土使地基對結構物產生負摩阻力和縱向推擠作用，引起橋臺發生變位以至損壞。主要問題是:臺背填土引起橋臺向橋跨方向發生水平變位;先做橋臺，后做錐坡及臺背填土;錐坡沒有按設計圖紙做足，臺背填土時把輕型橋臺推壞;由于負摩擦力作用，引起橋臺下沉。噴粉樁法在軟土路基施工中的應用

4.1目前我國軟土地基處理的現狀

在我國高等級公路的軟土地基處理中，常用的方法主要有粉噴樁、砂墊層法、豎向排水法(袋裝砂并、塑料排水板)、加鋪土工織物(土工布、土工格柵)、碎石樁、砂樁、深層攪拌、強夯等。采用最多的是砂墊層+袋裝砂井(或塑料排水板)土工布的處理辦法，可以得到比較經濟且效果較佳的結果。

4.2粉體攪拌樁在軟土地基處理中的應用

4.2.1粉體攪拌法

粉體攪拌法(簡稱粉噴法)，是用特制的設備和機具，將加固劑粉體材料(水泥或石灰)通過壓縮空氣的傳送，與地基土強行拌和，使之產生充分的物理、化學反應后，形成一定強度的樁體(簡稱粉噴樁)。這是一種改善土質，提高地基強度的軟土地基加固方法，可以廣泛地適用于淤泥質土，雜填土，軟粘土等地基加固。

4.2.2水泥加固土物理力學特性

物理性質。容量:水泥與土攪拌后，基容量變化不大，僅比原土的容量增加5%;含水量:水泥加固土含水量略低于原土的含水量，約減少3%-7%.水泥土力學性質。水泥加固土的抗壓強度，工程施工中一般采用 a=7-15%為宜;水泥加固土的強度隨齡期增長而增長，早期強度增長較快，7d齡期強度可達28d齡期強度的60%，一般情況下，齡期超過28d后，強度仍有明顯增加，3個月齡期強度可達到0.3-2.0MPa.水泥加固土的抗拉強度。經試驗，當水泥土的抗壓強度在300-4000kPa時，抗拉強度為抗壓強度的15%.4.2.3粉噴法加固軟土地基的特點

粉噴法加固軟土地基，是一項新的工藝，與其它軟土加固方法相比，具有較多突出之處;原理科學、費用低廉。加固成本低，每米材料成本費僅10元左右;樁身質量好;地基加固后無附加荷載。干法施工。施工不需要水源，不需要排污，場地干凈;樁體強度高。

4.2.4施工工藝

(1)施工程序。放樁位——鉆機就位——調平——送風——鉆至設計深度——送粉——提升攪拌——提升至地平——停粉——復攪1/3樁長——提升至地平——停風——鉆機移動——重復循環。

(2)施工中注意事項

①明確設計要求，了解地基的地質情況。

②開工前先打試驗樁，根據不同的地質條件，合理選擇鉆機的檔位，確定噴粉機壓力和噴粉量。

③嚴格控制鉆孔深度，噴灰時間及停灰時間，確保粉噴樁樁長，成樁應打入持力層50cm嚴禁在末鉆至設計深度及未噴灰的情況下鉆機提升作業。

④定時檢查粉噴樁的成樁直徑及攪拌均勻程度，對使用的鉆頭必須隨時檢查，其鉆頭磨損量不得大于l厘米。

⑤噴灰機必須配有水泥計量裝置，施工中及時記錄水泥的瞬時噴入量和累計噴入量。

⑥樁身上部1/3樁長范圍內，施工中應嚴格進行重復攪拌，使水泥和土充分拌和，提高上部樁身強度，使之符合荷載的傳遞規律。

⑦為防止水泥飛揚造成污染，當鉆頭提升到地面以下0.5米時，噴灰機應停止噴灰，并使鉆機迅速換檔下鉆，上部0.5米范圍內用人工回填粘土并壓實。

⑧施工中應認真填寫原始記錄。為保證機械設備完好及人身安全，嚴禁違章操作。

第二篇：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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第三篇：淺議道路軟土地基的處理論文

摘要:本文介紹了軟土地基的特點，提出了軟土地基在公路工程中造成的危害，著重闡述了深層攪拌樁法在軟土路基施工中的應用特點、工藝及有關注意事項，以提高軟土地基的處理效果。

關鍵詞:軟土地基深層攪拌樁法換土墊層法排水固結法

1軟土地基

我國公路行業規范對軟土地基未作定義。日本高等級公路設計規范將其定義為:主要由粘土和粉土等細微顆粒含量多的松軟土、孔隙大的有機質土、泥炭以及松散砂等土層構成。地下水位高，其上的填方及構造物穩定性差且發生沉降的地基。日本規范還對軟土地基做了分類，提出了類型概略判斷標準。在給出軟土地基定義時指出:軟土地基不能簡單地只按地基條件確定，因填方形狀及施工狀況而異，有必要在充分研究填方及構造物的種類、形式、規模、地基特性的基礎上，判斷是否應按軟土地基處理。

2軟土地基在公路工程中造成的危害

2.1勘察設計不詳細或不準確，導致對應該做軟基處理的地段未做處理設計。

2.2已知是軟土地基，但是未做好軟土地基處理，造成路堤失穩或危及線外建筑物。

2.3雖然做了軟土地基處理，但是措施不力，施工不當造成路堤失穩。

2.4堆料不當，未按規定分層填筑，填土過快，碾壓不當，造成路堤失穩。

2.5擾動“硬殼層”或填筑不當，使“硬殼層”遭受破壞，導致路堤失穩。

3處理軟土地基的方法

3.1換土墊層法

3.1.1墊層法。其基本原理是挖除淺層軟弱土或不良土，分層碾壓或夯實土，按回填的材料可分為砂(或砂石)墊層、碎石墊層、粉煤灰墊層、干渣墊層、土(灰土、二灰)墊層等。干渣分為分級干渣、混合干渣和原狀干渣;粉煤灰分為濕排灰和調濕灰。換土墊層法可提高持力層的承載力，減少沉降量;常用機械碾壓、平板振動和重錘夯實進行施工。該法常用于基坑面積寬大和開挖土方量較大的回填土方工程，一般適用于處理淺層軟弱土層(淤泥質土、松散素填土、雜填土、浜填土以及已完成自重固結的沖填土等)與低洼區域的填筑。一般處理深度為2m～3m。適用于處理淺層非飽和軟弱土層、素填土和雜填土等。

3.1.2強夯擠淤法。采用邊強夯、邊填碎石、邊擠淤的方法，在地基中形成碎石墩體;可提高地基承載力和減小變形。適用于厚度較小的淤泥和淤泥質土地基，應通過現場試驗才能確定其適應性。

3.2排水固結法在軟基處理中，袋裝砂井和塑料排水板是最常見的、最簡單的施工方法。

3.2.1塑料排水板塑料排水板是帶有孔道的板狀物體插入土中形成豎向排水通道，改善地基的排水條件，縮短排水途徑，地基承受附加荷載后排水固結過程大大加快，進而使地基強度得以提高。

3.2.2排水板材料①多孔單一結構型，是一種經特殊加工的兩塊聚氯乙烯樹脂透水板，兩極之間僅有若干個點以突緣相接觸，而其間留有許多孔隙，故透水性好。該種材料具有耐酸堿、不膨脹、不變質等特點。但排水板在土壓力作用下，過水面積將會減少，影響排水效果。②復合結構型，內為用聚氯乙烯或聚丙烯作成的芯板，外面套以用滌倫類或丙烯類合成纖維制成的濾膜，板寬一般為100mm，厚3~4mm。

3.3振密、擠密法振密、擠密法的原理是采用一定的手段，通過振動、擠壓使地基土體孔隙比減小，強度提高，達到地基處理的目的。

4深層攪拌樁法的加固原理及其施工中的應用

4.1深層攪拌樁是用于加固飽和粘性土地基的一種新方法。它是利用水泥材料作為固化劑，通過特制的攪拌機械，在地基深處就地將軟土和水泥漿液強制攪拌，由固化劑和軟土間所產生的一系列物理、化學反應，使軟土硬化成具有整體性、水穩定性和一定強度的水泥加固土，從而提高地基強度和增大變形模量。

4.2深層攪拌樁適宜于處理淤泥、淤泥質土，地基承載力不大于120kpa的粘性土和粉性土等土層。其施工時無振動、無噪音、無污染，且施工工期短等因素，已被利用于建筑行業的各種地基加固工程中。

5室內配比試驗

5.1土性分析取原位土進行土工試驗，該工點土層從上至下依次為：淤泥質砂粘土、粘砂土、細砂、砂粘土。

5.2配比試驗采用1:0.48的水灰比，并分別取13%、15%及17%的水泥摻入量拌制成水泥漿液，與上層原位土（即淤泥質砂粘土）攪拌制成土樁試塊，按土工試驗技術規程進行養生后測出不同齡期土樁試塊的無側限抗壓強度。

根據配比試驗結果，施工中采用水灰比為1:0.48，水泥摻入量15%，即每米土樁57kg水泥的配比進行控制。

6施工機械

水泥攪拌樁的施工機械為鉆機、粉漿機和空壓機。

鉆機：是水泥攪拌樁的主要成樁機械，應具有動力大、操作靈活、能按不同速度均勻地正向鉆進和反向提升、能前后左右自行移動的功能。

噴漿設備：是定量發送漿體材料的設備，包括儲灰罐、發送裝置、計量控制裝置等，是施工的關鍵設備。

壓縮機；力水泥攪拌樁施工提供一定壓力的氣源，使水泥漿液克服噴漿口土體阻力而噴入土中。

7施工工藝

深層攪拌樁的施工程序：樁位放樣→鉆機就位→檢驗、調整鉆機→正循環鉆進至設計深度→打開高壓注漿泵→反循環提鉆并噴水泥漿→至工作基準面以下0.3m→重復攪拌下鉆并噴水泥漿至設計深度→反循環提鉆至地表→成樁結束→施工下一根樁。

7.1定位攪拌機移動至設計樁位，對中，樁位誤差控制在5cm之內，當地面起伏較大時，應調整起吊設備保持水平，鉆桿傾斜度不大于1.5%。

7.2制備水泥漿按配比試驗確定的配比拌制水泥漿，壓漿前水泥漿要攪拌均勻，并保持水泥漿數量滿足制樁要求，以免發生斷樁現象。

7.3噴漿下攪啟動攪拌機電動，放松起重機鋼絲繩，使攪拌機沿導向架邊攪拌切土邊噴漿下沉，下沉速度由電機的電流監測表控制，一般工作電流不應大于70A。

7.4提升攪拌攪拌頭噴漿下沉到設計深度后，確定水泥漿的輸出量，若輸出量不足，在提升攪拌過程中繼續噴漿，直到滿足為止，同時嚴格按試樁確定的速度提升攪拌頭。

7.5重復攪拌攪拌頭提升至設計頂面標高后，為使軟土和水泥漿攪拌均勻，需進行重復攪拌。復攪過程為：將攪拌頭邊旋轉邊沉入土中，至設計加固深度后，再將攪拌頭攪拌提升出地面。

7.6成樁、移位

8施工注意事項

8.1嚴格按設計水泥摻入量、水灰比配制水泥漿，水泥不可有結塊硬化。

8.2水泥漿要經過過濾器清除雜物后才能輸入攪拌軸，同時貯漿池的容量應足中有余，防止漿液供給不足而導致斷樁。

8.3在鉆攪施工中不得停漿，一旦斷漿，立即將鉆具提到斷漿處上部1m處，再重新鉆攪噴漿下進，嚴禁自斷漿處續接，以保證成樁的連續性。

8.4因機械事故使配制的水泥漿發生凝稠狀態時，必須更換，不得再用。

8.5鉆攪提升復攪應采用反轉，不得正轉提升，以免將土帶起造成空洞以致空心轉。

9結語

公路軟基處理屬于隱蔽工程，如施工質量不好，一旦被路堤等構筑物所覆蓋，便構成隱患且不好檢查及補救。因此，施工的技術人員必須意識到軟土地基的危害性，堅決以數據說話，認真測定基底的承載力，并根據不同的地質情況，不同的投資和工期要求，采用切實可行的處理方案，同時一定要采集路基施工后的工后沉降數據，積累經驗，為今后的施工打下堅實的基礎。

第四篇：道路軟土地基處理過程中學習心得

道路軟土地基處理過程中學習心得

軟基處理方法很多，具體處理方法大家都知道就不介紹了，僅說一下巖土勘察報告出來應怎么看，軟土怎么判斷，好如何進行下處理。

軟土地基處理后如何來鑒定與評價所取得的效果，目前不完全的統計大體有兩類辦法：

1、以地基承載力為標準，或輔以觸探。常用于建筑地基。

2、以計算的工后沉降為標準。常用于高速公路、市政道路方面的工程中。市政道路下處理時也參看第1條。

計算的工后沉降不超過規范許可值，這僅僅是計算結果而已。其可靠性極差。因此，有條件的地區和部門都在做“工后長期觀察”，以求積累經驗，供日后工程設計、施工參考。

于是，在填筑路基（或道基）前，在鋪筑路面（或道面）前，在高速公路或市政道路交付使用驗收之時，軟土地基處理結果完善了沒有？究竟可靠不可靠？對這個問題不能做出答復。

我不贊成軟土地基處理設計過程中設計人員過分沉湎于各種沉降計算，因為計算結果的可靠程度太讓人們質疑了。計算結果只能起到比較參考作用，不可能成為設計結果的依據。我認為，要認真閱讀軟土地基六個方面的資料，全面分析所在地段的軟土特征。這六個方面是：

1、各土層土壤成因；

2、各土層土壤類別；

3、各土層土壤所處狀態；

4、各土層土壤四大物理指標，K（壓實系數），δ（干容重），ω（含水量），e0（天然孔隙比）；

5、規范所指軟土和習慣所稱軟粘土所處層位與層厚；

6、鉆探孔位地基承受不同荷載（路基、路面，折算成土柱高度）條件下的主固結沉降計算值，以及各鉆探孔位承受不同填土荷載條件下的主固結沉降計算值的圖示。

通過閱讀以上材料可以形成清晰的概念：沿路線方向分布的軟土地基，其弱軟程度是不一樣的（通過主固結沉降反映出來）；同一地層斷面中軟土僅僅只分布在若干層位中，或厚或薄，或深或淺；同一地層斷面中軟土層的弱軟程度也是不一樣的（通過K、δ、ω、e0反映出來），其中最直觀的，也是最本質的參數應為δ（或K）和ω。通過這樣的閱讀使我們真正抓住處理重點所在，避免以籠統概念來“加封”軟土地基，進而避免以籠統的規范來對待它。

那么，軟土地層的δ（或K）和ω應該限定或處理到什么程度，什么限值為宜呢？原則上講應該處理到脫離軟土、軟粘土范疇為宜。脫離軟粘土范疇的具體標準又是什么呢？讓我們來了解路基施工規范：規范規定填方路段路床頂面以下大于1.5m深度的路基壓實度應該大于或等于0.90。路床頂面以下大于1.5m的填方路段，大體上相當于路基填土高度大于2.2m左右。那么，對于填方下面的天然地基，要求它具有0.85的壓實系數是必要和恰當的。過去也有工程實踐經驗的。若以δmax（最佳含水量條件下的最大干容重）等于1.80g/cm3，土顆粒比重2.70計，當K=0.85時，土壤的孔隙率等于43.3%，孔隙比等于0.76，飽和含水量等于28.3%（土壤中的孔隙全由水份充滿）。這是軟粘土的界定含水量標準。當地基表層含水量大于28%～30%時，筑路機械幾乎無法直接在地基表面上作業。

于是，經處理過的軟土地基各地層應具有的標準是：K≥0.85，與其對應的δ≥1.53g/cm，ω≤28.3%。具備這一標準的地基土已經不再是軟粘土，更不是軟土了。

那么，達到上述標準的地層深度應該是多少呢？公路方面的相關規范從未提及到對地基的要求。建筑方面有持力層厚度為5m的說法（淺基礎的持力層）。公路方面眾多技術人員議論中的持力層厚度（針對填方高度5m以內）為5～6m。關于持力層厚度問題暫時沒有可參考的資料，因為過去不曾重視過這方面的事情。但公路方面眾多技術人員有一不成文的共識：軟土地基處理重在上層。

有了初步的標準就可以有相應的鑒定辦法。對經軟土地基強夯法處理過的地基進行鉆探取樣，分層測定δ和ω值。同處理前的地層δ、ω值對照，變化了否？達到要求了否？取樣檢查深度暫時可取10m以內，以期積累經驗。鑒定深度可暫定為5m。

第五篇：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。