發布時間：2023-03-17 18:00:29
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中圖分類號：TU4 文獻標識碼：A 文章編號：
一、前言
改革開放以來，我國的建筑行業取得了輝煌的發展成果，建筑施工體系不斷完善，工程質量管理系統不斷成熟，施工工藝不斷得到更新，在此過程中，由于混凝土建筑結構獨具的特點，混凝土建筑結構在建筑行業得到全面的推廣運用。因此，加強對既有建筑尤其是鋼筋混凝土結構中地基基礎加固技術的研究和探討，不僅僅是促進整個建筑行業進步的需要，也是促進施工工藝革新的客觀需求，更是新時期下，堅持以人為本，建設社會主義和諧社會的重要舉措，因此，加強對既有建筑地基基礎的加固技術研究，有著十分客觀的經濟意義和社會意義。
二、對既有建筑地基基礎進行加固的意義分析
1.這是保證建筑整體結構穩定性的基礎措施，萬丈高樓平地起，既有地基將會直接關系到整個建筑的安全性和穩定性，對整個建筑的穩定性有著十分重要的影響。但是，在既有地基基礎施工過程中，尚存在著一些不成熟的地方，建筑工程的后期護理也難以做到規范化和標準化，因此，使得建筑結構的安全性和穩定性得不到保證，必須實施加固，保證建筑安全，提高建筑質量。
2.這是完善既有建筑地基基礎加固理論的客觀要求，既有建筑地基的加固技術具有復雜性，涉及到各種法律規范，施工標準，施工的材料設備等各個方面，雖然這種技術已經在世界范圍內廣泛運用，但是這種技術依然不夠完善，理論不夠成熟，基本上依然處在探索階段。因此，加強加固技術的探討研究，有助于完善加固技術理論系統，有著重要的意義。
3.這是保證建筑質量的重要舉措，現有建筑物及構筑物常常因設計或施工的缺陷以及長期使用過程中的老化、破壞,甚至自然災害造成建筑既有地基基礎結構承載力不足、開裂以及抗震性能不良等，影響建筑物及構筑物的安全和使用功能，從而不得不考慮結構的修復加固問題。另外，結構設計規范也幾經變動，原有建筑物及構筑物大部分己不滿足現行規范的設計要求，必然存在一定的安全隱患，
4.這是保證建筑使用者切身利益的客觀要求。伴隨著建筑行業的快速發展，越來越多的建筑工程開始施工，房屋建筑的更新換代的周期也逐漸縮短，房屋建筑的穩定性和安全性將會直接關系到使用者的切身利益，對既有地基基礎進行加固，不僅僅可以使得建筑的性能得到保障，也可以一定程度的消除很多的安全隱患，使得建筑的使用者能夠安全使用，維護了他們的合法權益，體現出以人為本的思想戰略。
三、既有建筑地基基礎加固施工技術探討
1既有建筑地基和基礎加固前期準備
（一） 既有建筑地基和基礎加固前，應先對地基和基礎進行鑒定，方可進行加固設計和施工既有建筑地基和基礎的鑒定、加固設計和施工，應由具有相應資質的單位和有經驗的專業技術人員承擔。
（二）對于相關建筑的處置
對地基基礎加固的建筑，應在施工期間進行沉降觀測，對重要的或對沉降有嚴格限制的建筑，尚應在加固后繼續進行沉降觀測，直至沉降穩定為止。對鄰近建筑和地下管線應同時進行監測。
（三）既有建筑地基和基礎加固的施工人員應掌握所承擔工程的地基基礎加固目的、加固原理、技術要求和質量標準等施工中應有專人負責質量控制，并進行嚴密的監測，當出現異常情況時應及時，會同設計人員及有關部門分析原因，妥善解決。
2. 復合注漿法
(一)注漿鉆孔施工。對樁基的樁身缺陷或樁底持力層缺陷進行加固時，先采用地質鉆機在樁中進行鉆孔抽芯或在樁側進行鉆孔，對樁身缺陷加固時需在樁中鉆孔抽芯至缺陷位置以下1m左右，對樁底持力層缺陷加固時需根據設計樁底持力層要求從樁中或樁側鉆孔抽芯至完整持力層以下3m左右。鉆孔孔徑一般開孔為110mm或101mm，終孔直徑為101mm或91mm，鉆孔垂直度保證小于1%。
(二)建立孔口注漿裝置。注漿鉆孔施工完成以后，在注漿孔口建立注漿裝置。孔口注漿裝置采用預埋設的方式固定在樁頂注漿孔口，采用水泥漿將孔口裝置與鉆孔之間的間隙固定密封。
(三)采用高壓旋噴方式噴射清水進行沖洗擴孔。
(四)采用高壓旋噴注漿方式進行注漿。按要求進行清水噴射洗孔和擴孔后，再采用高壓旋噴注漿方式進行旋噴注漿。將注漿管分段下入孔底后，從下而上進行旋噴注漿，旋噴注漿一般采用單管旋噴注漿方式。
(五)采用靜壓注漿方式進行注漿。高壓旋噴注漿結束后，利用孔口注漿裝置封住孔口進行靜壓注漿。靜壓注漿開始時采用較稀的漿液和較低的注漿壓力，隨后逐漸增加漿液濃度及加大注漿壓力，直至設計注漿量和注漿壓力為止。一般靜壓注漿在漿液終凝前需進行2~3次灌注。靜壓注漿可以采用單液也可采用雙液注漿。
(六)封孔。靜壓注漿結束后，若注漿孔口冒漿，需對孔口進行封閉處理，防止漿液流出；若注漿結束后孔內漿液有流失，需補灌漿液到注漿孔內漿液飽滿為止。
3.樹根樁法
樹根樁是一種小直徑鉆孔灌注樁。通常采用鋼管導向沖擊成孔，亦可直接采用回轉成孔，成孔直徑100~250mm，根據成孔直徑的大小，可放入一根鋼筋或多根鋼筋，也可采用鋼管，成孔后，將配制好的砼灌入孔內，最后成樁。由于樹根樁可以任意角度傾斜，形態似樹根故而得名。它的突出優點是能夠最大限度地保持結構物與地基之間原有的平衡狀態，保證在加固地基的同時，又不破壞地基土對結構物的支撐作用。
(一) 樁徑宜為150～300mm，樁長不宜超過30m，樁的布置可采用直樁型或網狀斜樁型。
(二) 樹根樁的單樁豎向承載力可通過單樁載荷試驗確定，也可按《建筑地基基礎設計規范》有關規定估算，尚應考慮既有建筑的地基變形條件的限制和樁身材料的要求；對軟弱地基，主要承受豎向荷載時鋼筋長度不應小于1/2樁長，主要承受水平荷載時應全長配筋。
(三) 樹根樁設計時，尚應對既有建筑的基礎進行有關承載力的驗算。當不滿足上述要求時，應先對原基礎進行加固或增設新的承臺。
四、關于既有建筑地基基礎加固設計施工的建議
1.要做到科學設計，從既有建筑的現實狀況和整個建筑地基基礎使用的實際出發，實地勘察，精密測量，采集第一手相關的地質地貌，施工高度，施工難度等一系列的客觀數據，保證數據的真是完整性，采取科學合理的設計方法，選擇合理的加固方法，制定嚴格的施工規范，做好各種加固施工前的準備，比如對器械工具，人員的準備。
2.要采取先進的技術設備，對加固施工的各種機械設備做出科學選擇，保證機械設備穩定安全，同時，要加強對加固材料的選擇，采購質量管理，選擇符合我國國家質量標準的材料，杜絕假冒偽劣產品，從材料商保證加固的質量。同時，嚴格執行材料使用制度，規范科學合理施工使用，避免浪費，做到物盡其用。
3.要對整個加固工程設計施工都進行全程監控，實施全面的質量管理監督。加強對管理人員的管理技能的提高，培養其負責的工作態度，安裝先進的監控設備，加強對施工人員的施工規范性指導和管理，從施工細節到全局的施工進度，加固后的護理修繕，都做出細致全面的監控，保證質量的高標準。同時，要做好加固后期的定期實施路橋維護，管理。全程管理控制，保證加固的質量，提高整個交通網絡中的路橋使用壽命和安全性能。
五、結束語
既有建筑地基是保證整個建筑穩固性和安全性的基礎性工作，做好既有建筑地基的加固工作，將會對整個建筑的穩固性和安全性有著深遠的影響。對既有建筑地基的加固施工既關系到整個國民經濟的發展，又關系到居民生活方式的改變和生活質量的提高，因此，通過加固技術的研究，在建設施工過程中，充分考慮到各種項目工程的實際情況，根據不同的建筑結構構件特點，科學制定施工方案，合理選擇加固方法，嚴格遵守各種施工標準和施工規范，采用先進科技和先進施工工藝，促進加固施工的規范化和標準化，提高整個既有建筑地基的加固效果，增強其穩定性和安全性。從而為確保建筑使用者的切身利益。
參考文獻：
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[2]卜良桃，蔣愛民，某住宅樓地基基礎綜合加固[會議論文] 2002 - 第六屆全國建筑物鑒定與加固改造學術會議
[3]張琦琦，高壓旋噴注漿法加固已有建筑物地基[會議論文] 2009 - 中國建筑學會全國復合地基學術會議
[4]吳銘炳，戴一鳴，林穎孜，王文輝，基坑加深的加固措施及其效果[會議論文] 2010 - 中國建筑學會地基基礎分會2010學術年會
快速
論文摘要：灰巖地區地質條件較為復雜，溶洞、溶穴、溶槽、溶溝及構造帶等普遍發育，因此在灰巖地區進行基礎方案選型及施工確實存在較大困難，選擇不當會造成嚴重的安全隱患及質量安全事故。本文結合工程實例，在充分了解場地的地質和水文條件的基礎上，對某大型工業項目基礎方案進行了分析比較，最終選用了強夯法處理，并對其處理效果進行了論述
快速
1、工程實例
快速
1.1 工程概況
擬建工程為某大型鋁廠廠房建設，廠區位于河南安陽林州市，廠區占地面積1200余畝。廠區內擬建建筑物主要包括工業車間及其配套設施，最大單體荷重150000kN，原設計擬采用鉆孔灌注樁基礎。
1.2 工程地質條件
本場地地貌單元上屬于低山丘陵區，該區表層主要被耕土覆蓋，局部地段灰巖出露；其它地段埋深約1-6m以淺為第四系中更新統坡積地層，以粉質黏土、黏土為主；以下為奧陶系中統灰巖。從地質條件來看，本場地巖溶發育一般，多溶蝕溝槽、石芽，分布較多被粉質黏土充填的小溶洞、溶穴。地層巖性及特征見表1：
表1 地層巖性特征一覽表
地層 巖性 埋深（m） 特征描述 承載力（kPa）
1 粉質黏土 1-6 褐紅色，可塑-硬塑。見短條帶狀高嶺土，見大塊漂石。 200-250
2 強風化灰巖 2-10 以大塊孤石或灰巖石芽為主，組成極不規律，局部以碎石夾粉質黏土為主。巖芯呈碎塊、短柱狀，長度約8-15cm，裂隙較發育。 400
3 中-弱風化灰巖 - 厚層狀構造，結構部分或未破壞，局部含有被粉質黏土充填的溶穴。 1000-2000
1.3 水文地質條件
場地內地下水位埋深較深（大于30米），可不考慮對基礎設計施工的影響。
2、地基基礎方案選擇
本場地巖溶發育一般，未發現大的空洞式溶洞，但場地內基巖面埋藏深度和強風化灰巖、小溶穴、溶洞分布極不均勻，這對于有效控制擬建建筑物不均勻沉降極為不利，需要選擇合理的地基基礎型式和地基處理方案避免不均勻沉降的發生。根據以往類似工程經驗，在灰巖地區基礎方案可采用鉆孔灌注樁基礎，但本場地基巖面起伏太大，局部出露，局部埋深達10米，且基巖面呈石牙狀分布，極不規律，樁端持力層不好控制，若采用鉆孔灌注樁，需每樁設置勘探孔進行勘察驗證，經濟、工期等因素上不盡合理，而且淺層地基土局部夾有大塊孤石，個別直徑大于5米，施工成孔有一定困難。
強夯法適用于處理碎石土、砂土、低飽和度粉土、黃土、雜填土等地基，特別是處理非均勻回填地基，具有地基加固明顯，施工工期短，節省工程投資等諸多優點。強夯處理后的地基密實性、均勻性、承載力均可得到顯著提高。在技術可行的前提下，綜合考慮工期、經濟等因素，對大面積填方區、覆蓋層厚度較大非填方區均可采用強夯法地基處理。
本工程場地面積較大，且場地地形起伏較大，最大高差約50m，存在較大面積的填方及挖方區，且本場地完整基巖面起伏較大，灰巖破碎帶分布不均，對于建筑物不均勻沉降不好控制。結合場地地質條件、建筑物荷載特征及各建筑物設計標高，以技術可行、經濟合理為原則，最終建議采用強夯法地基處理。強夯法不僅施工效果好、而且可以就近取材，保持場地本身的土石方挖填平衡，大幅度節約投資，還大大縮短了工期，為工業項目的投產運營爭取了寶貴的時間。
3、社會及經濟效益
1）本工程所建議的強夯法地基處理，在施工過程中未出現任何異常情況，經檢測，處理后的地基土均勻性、承載力等均能滿足設計要求，竣工后經過3年多的使用，業主反映良好，通過對建筑物沉降觀察，沉降及變形量均滿足規范要求，取得良好的效果。
2）本工程若采用鉆孔灌注樁，保守估計工期在8個月左右，而采用強夯法地基處理，施工周期較短，實際完成地基處理只用4個月，大大縮短了工期，施工完成后，從現場反饋回的信息表明，工期，質量等都得到了保證，取得了良好的社會效益。
3）本工程建議采用的強夯法地基處理，工程投入較小，保守估算，與鉆孔灌注樁比較，節約成本在40%以上，取得了良好的經濟效益。
4、結語
灰巖邊坡場地不能盲目的根據以往類似工程經驗而提供沒有針對性的地基基礎方案，而應該根據不同工程、不同場地地層條件，精勘細測、科學分析比較，最終得出既經濟又合理的方案。本工程針對灰巖山區邊坡場地的具體場地條件、工程地質條件，依據有關規范和已有資料、經驗的基礎上，建議采用強夯處理填土地基的地基處理方案，既可達到所需承載力要求，又能保持場地本身的土石方挖填平衡，可顯著的節約投資和縮短工期，該方案在類似的工程中具有較好的借鑒意義及推廣前景。?
參考文獻：
[1]中國建筑科學研究院，建筑地基處理技術規范，中國建筑工業出版社，2002
關鍵詞：巖土工程勘察,問題,措施
巖土工程勘察是地基設計的基礎，主要是為建(構)筑物基礎設計，地基處理和施工提供詳細的工程地質資料和技術參數。而巖土參數的合理提供關系到基礎設計安全性、經濟性和可行性。而由于對巖土工程勘察的重視度不夠，在實際的勘察工作中存在著各種各樣的問題，本文僅就野外勘探工作和巖土工程分析評價中的問題進行分析，并提出相應的措施，旨在糾正巖土勘察中的不規范行為，提高巖土工程勘察的質量，為地基處理和施工提供準確、詳細的工程地質資料和技術參數。
1.巖土工程勘察中常見問題
1.1野外勘探工作
巖土工程勘察一般時間短、任務重且突擊性強，若勘探前沒有綜合周密的計劃，等發現問題時野外勘察工作已基本完成，若重新補充勘探工作事必會事倍功半。這集中表現在以下幾方面。
(1)勘探點布設：基礎形式及結構形式不同，勘探深度不同。如:一般5~6層磚混結構住宅，勘探孔深15m基本可滿足要求,而5層框架結構商場由于柱網的柱荷載大,基礎面積大甚至可能采用樁基,則勘探孔深度15m一般不夠。地層工程地質性質不同,勘探深度不同。如:埋藏較淺且工程地質性質好的密實碎石土及基巖地區勘探孔深度較淺,而工程地質性質差的淤泥及松散雜填土地區勘探孔深度較深,這就要求在勘探前對勘探區域地層大致情況有所了解,做到有的放矢。地基復雜程度不同,勘探點密度不同。免費論文。遇復雜地基情況,應按規范要求加密勘探點,不能局限于經濟或時間等因素而堅持原勘探方案不變,否則難以查明場地工程地質情況,埋下工程隱患。這種情況在工勘市場競爭劇烈而盲目壓價的地區較嚴重。
(2)野外地層的劃分:野外地層的正確劃分是室內資料整理的關鍵因素,對較大型的工程,由于施工多采取多鉆機平行作業形式,技術人員較多,各勘探班組往往各行其是,最后資料匯總后難以統一,給室內整理帶來很大困難,為避免這種問題應將所有技術人員首先集中到一起共同勘探一到兩個鉆孔,統一編錄形式,并派專人現場負責勘探區域整體野外分層連線,發現異常及時處理,只有這樣才能更好地保證勘探質量。
(3)原位測試:原位測試應嚴格按規范進行,在施工中常會出現一些所謂“捷徑”:靜力觸探按規定應定深調零以減少零漂,有時圖省事不按要求調零,造成數據采集不準,尤其在氣溫與地溫相差較大冬天、夏天觸探指標相差更大。標準貫入試驗不按規定進行桿長和孔深校正,在縮徑和孔底有殘留時,不能及時發現標貫器沒落至應測試孔底位置,造成標貫數據嚴重失真。重型及超重型動力觸探按規定需連續貫入,并定深旋轉觸探桿(以減小側摩阻),但在施工時由于連續貫入比較緩慢,且起桿困難或局部地段錘擊不進而放棄連續貫入,使得對碎石土評價本來就缺乏相應手段的觸探指標數據不夠詳實,因而造成對碎石類土的評價困難。
1.2巖土工程分析評價
(1)地基均勻性評價
高層建筑地基均勻性評價按《高層建筑巖土工程勘察規程》JGJ72-2004之規定進行,但對一般建筑,GB50021-2001規定要求進行地基均勻性評價,但沒有給出相應的評價方法進行評價,許多單位參考高層建筑地基均勻性評價的方法進行評價,目前,許多專家認為這種評價方法不太合理,需要各地區定制相應的評價方法。
(2)地基承載力特征值的確定
我國幅員遼闊,土質條件各異,用查表法按GBJ7-89規范確定地基土承載力值在大多數地區可能適合或保守,也可能在某些地區會不安全,故GB5007-2002取消了按表格查取承載力的辦法,但大多地區仍在采用,因為很多地區的經驗不足,沒有能夠建立起自己的成熟經驗,基本上仍是各勘察單位各自為政,沿用89規范,更有甚者,故意利用所謂地區經驗,逃避責任,降低承
載力指標,造成工程浪費。
(3)地震效應問題
對丙類建筑可依據地層f值估算場地地層剪切波速,但對重要建筑必須進行波速測試。但有的勘察單位用一句“根據地區經驗”來確定覆蓋層厚度,判定場地類別,這將對工程的抗震造價有很大的影響。另外,地基處理后剪切波速、場地地基土類別及場地類別是否會發生變化呢,這在巖土工程評價中很少給予重視。對飽和粉土或砂土進行液化初判時,地下水位的選取應為設計基準期內年平均最高水位,也可按近期內年最高水位采用,但很多單位則采用勘探時量測的水位,這是不合理的。
(4)基礎方案的選擇
在基礎方案的選擇上,勘察人員應同設計人共同分析研究,從多個可行方案中選取既經濟又合理的方案。現大多勘察單位圖省事,既不與設計協商,也不多考慮工程造價,僅提供單一的基礎方案,設計方也不問原由,拿起就用,可能給工程造價造成很大的影響。另外,基礎方案的選擇應依據場地地層情況,并結合地區經驗兩方面綜合分析,忽視任何一方面均可能造成錯誤。免費論文。
2.巖土工程勘察中常見問題的原因分析
以上對巖土工程勘察中幾個常見問題進行了探討，究其原因，主要與以下幾個因素有關。
2.1勘察市場不規范
《建筑工程勘察質量管理辦法》第五條、第六條對勘察收費和承攬業務有明確規定。但勘察單位沒有嚴格執行國家收費標準，互相壓價，互相競爭，中標的勘察費很低，致使勘察工作粗糙，勘察手段選擇不合理和布孔不規范，巖土工程勘察在深度和廣度上還沒有真正達到規范的要求，所以難以滿足規范和設計要求。
2.2權責不明確
《建筑工程勘察質量管理辦法》第十六條對觀測員、試驗員、記錄員、機長等現場作業人員應當接受專業培訓，方可上崗的規定。但目前勘察單位大量雇傭農民工，而這些人員又不懂勘察，又未經過專業培訓和教育，就承擔起開鉆機、取樣、測試、量測地下水位，甚至還做起了野外對土層鑒定與記錄等重要工作。這樣就難免會出現原位測試、地下水位量測等諸多野外作業的不規范，難以保證勘察質量。因此對從業人員的必須經專業培訓和教育，取得合格證后方可上崗操作。
2.3缺乏巖土工程專業人才
專業的技術人才是對巖土工程正確分析評價的關鍵。未經專業培訓和教育的人在搞勘察，就會導致地基評價力度不足，基礎設計參數偏于保守，造成工程的浪費。因此勘察工程項目的負責人，審核人，審定人，國家也應劃定門檻，讓真正懂行的人員擔當，這樣才能提高勘察隊伍的整體素質，提高工程勘察質量，使我們的工程建設真正建造在既經濟，又安全的基礎上，產生良好的經濟效益和社會效益。
2.4 巖土工程勘察技術落后
隨著經濟和技術的高速發展，傳統的勘察方法和傳統的勘察手段已經很難滿足設計的需要。存在著諸多急需解決的巖土工程勘察技術問題。這些問題主要有以下幾個方面：野外勘測中勘測點的合理布設問題、地質界面劃分問題、巖土參數和地基承載力的確定問題、對勘察專業的野外和室內原始資料的整理、分析、利用問題。存在上述問題的主要原因是巖土工程勘查人員沒有掌握先進的勘察技術，缺乏建筑、結構設計方面的知識，缺乏如何辨別真偽去偽存真，補充印證，歸納總結的能力，無法滿足工程建設的需要。
3、巖土工程勘察改進的幾點措施
3.1加強巖土工程勘察的體制化建設和人員培訓
目前，巖土工程勘察的地位和作用與國家和政府給予巖土工程的定位和期望仍有一定的差距。這固然與人們“重設計輕勘察”的思維定式有關，與我國勘察行業體制尚未健全有關，與勘察市場的惡性競爭有關。在當前的形勢下，如何完善市場準入制度，加強行業自律、約束機制，從根本上杜絕巖土勘察行業中的弊端，真正體現巖土工程師的價值，更好地應對進入WTO后與國際接軌的挑戰。
（1）嚴格執行建設程序、規范市場行為、推行全程化監理
科學的建設程序應當遵循“先勘察、后設計、再施工”的原則。不按原則辦事,必然會受到自然規律的懲罰。一方面必須仰仗政府主管部門按國家的法律、法規,對項目招投標和實施過程中的行為主體進行全面有效的監督管理,另一方面應積極推行工程監理全程化,采用事前、事中、事后控制相結合的方法,最大限度地避免不當行為的發生,保證勘察質量和投資效益最大化。
（2）嚴格市場準入、盡快實施注冊土木工程師制度，加強相關人員培訓
經過近年勘察設計資質換證,對勘察設計單位進行了一定的清理整頓,對規范市場起到了一定的作用。但應該清醒地看到,我國的勘察資質門檻很低,尤其是打破行業壁壘后不同行業間的銜接過渡尚未完成,以高級工程師的數量來衡量技術水平不能如實反映勘察企業的技術實力。建議盡快實施注冊土木工程師制度,通過采用企業資質和個人執業資質雙重控制來規
范勘察市場、促進勘察技術水平的提高。
（3）加強勘察設計單位的質量認證，健全質量管理
ISO9001∶2000質量管理體系確立了以過程模式作為標準的結構。勘察設計企業應通過有效應量管理體系的要求,運用過程方法,采用PDCA循環思進行巖土工程勘察的實施和管理,持續改進。提高勘察設計的能力,增加顧客的滿意程度。為加入WTO后的國際競爭提供支持,為勘察設計企業進入國際市場創造條件。
3.2采用先進的巖土工程勘察技術
在健全上述體制的基礎上，還應該注重使用先進的巖土工程勘察技術，提高巖土工程的勘察水平，具體可以采用以下技術：
（1）在巖土工程勘測中，為了避免勘探點布置的隨意性，可使用克里格法。免費論文。
（2）在巖土工程分析評價中，為提高精確度，可使用多道瞬態面波勘探技術和高密度點法。
（3）巖土工程勘測中，為了準確確定地基承載力特征值，可使用回歸分析
（4）巖土工程勘測資料的整理中，為了保證成果的正確性，應使用計算機進行處理。
4．結語
論文關鍵詞：孔隙熱彈性地基，移動周期載荷，周期性條件，微分求積法(DQM)，動力學響應
0 引言
半空間體受移動載荷作用的問題是交通運輸、土木工程以及地震工程中最基礎的一類課題。例如，由高速火車或者地鐵引起的噪聲和振動是現代城市結構設計中必須要考慮的重要因素。對移動車輛或者地鐵引起的微振動的評估，以確保精密儀器的正常運行，對于土木工程設計部門來說同樣重要。研究運動荷載作用下地基的動力響應，對于我國，尤其是對于在南方軟土之上發展新型高速鐵路，開發磁懸浮列車也具有重要的理論和工程意義。
在文獻[1-3]中，人們研究了在移動載荷作用下彈性或者粘彈性半空間的動力學響應。但是，利用單相介質來模擬由土顆粒和水組成的二相飽和介質會產生一定的誤差。為了進一步探討在移動載荷作用下由二相飽和介質組成的地基的動力學響應，基于多孔飽和介質的Biot理論[4]，金波等[5-7]用Fourier變換研究了受勻速移動簡諧力作用的多孔彈性半平面問題，發現多孔飽和彈性固體在移動荷載下的動力響應與單相彈性固體的動力響應明顯不同，多孔飽和彈性半平面的應力和孔隙水壓力都隨振動頻率或載荷移動速度的增加而增加。
雖然，用Biot理論成功地解決了許多工程實際問題，然而當地層介質中的孔洞不含液體時，用Biot理論來描述流體飽和多孔介質顯得不夠準確。為了彌補這一不足，同時考慮溫度的影響，Goodman，Cowin和Iesan等人[8-11]發展了一種較為完善的孔隙熱彈性理論。該理論的基本假設為：材料的體積密度是兩個場，即基體材料密度場和體積百分比場的乘積物理論文，這樣，材料體積密度的表達式可由一個獨立的動態變量表示，這個變量就是孔隙體積百分比。然后由熱力學第一、第二定律導出各向異性孔隙線性熱彈性材料的基本方程。
由于孔隙熱彈性材料兼具結構和功能雙重用途，具有相對密度低、比強度高、比表面積高、重量輕、隔音、隔熱、滲透性好等優點，它們多見于天然多孔材料、人造多孔材料和生物工程材料等，不但在航空、航天、化工、建材、冶金、原子能、石化、機械、醫藥和環保等諸多領域具有廣泛的應用前景，而且相比其他理論也更適合用于研究特殊的連續體和地質材料，如巖石，砂土等的力學特性。
本文基于孔隙熱彈性線性理論，首先建立了在移動周期載荷作用下二維孔隙熱彈性地基動力響應問題的數學模型，其中包括動量平衡方程、平衡力的平衡方程、能量方程、周期性邊界條件、初始條件等。在此基礎上，分別采用微分求積法(DQM)和有限差分法(FDM) 在空間和時間域內對控制方程進行離散，并求解。作為算例，首先研究受移動諧載荷作用下孔隙熱彈性地基的動力學響應。然后，分析了在極限車載作用下孔隙熱彈性地基的動力學特性，考察了車速對沉降、孔隙體積百分比和溫度的影響。通過計算和分析看到，本文提出的用于處理周期性問題DQM，具有精度高、收斂性好，計算效率高等特點。對于求解各種土質條件下地基的動力學響應具有獨到之處。
1問題的數學描述
考察圖1所示厚為，寬為無限長的孔隙熱彈性二維介質，其所占的區域，在頂端受移動周期性外載荷或周期性溫度的作用。任取一個周期性區域來進行分析，是周期載荷的波長。令為區域左右兩側的周期性邊界，其邊界方程為：。
關鍵詞：CFG樁；復合地基；筏板基礎；地基處理
Abstract In this paper, the Chinese Han Court Building 6 # residential buildings as an example to introduce the soft soil CFG pile composite foundation of the mechanism and mechanical properties, general CFG pile composite foundation design and calculation of the basic theory, using the principle of pile model the amount of pile length, displacement rate on the CFG pile composite foundation traits; shows CFG pile foundation treatment in the region to promote universal applicability and feasibility.
Keywords: CFG pile; composite foundation; raft; ground treatment
中圖分類號：TU4文獻標識碼：A 文章編號：
一、緒 論
1.1 問題的提出
近年來隨著我國經濟的快速發展，多高層建筑蓬勃發展，大量建筑不可避免的會建在一些軟土地層，然而由于軟土地基具有孔隙比大、天然含水量高、壓縮性強、承載能力低等特點，使得在地基填土和建筑自重作用下，會出現不均勻沉降、承載力和穩定性、滲流等地基問題。當天然地基不能滿足建筑物要求時，需要采用各種地基處理措施，形成人工地基以滿足建筑物對地基的各種要求，保證其安全與正常使用。結合實際工程地質等條件，選出最優的地基處理方案。
1.2 常用地基處理技術
1.2.1 地基處理方法的分類
地基處理方法的分類多種多樣，如按時間可分為臨時處理和永久處理，按處理深度可分為淺層處理和深層處理，按土層對象可分為砂性土處理和粘性土處理、飽和土處理和非飽和土處理，也可按照地基處理的作用機理進行分類，它體現了各種處理方法的主要特點，如表1-1所示。表中所列的各種地基處理方法都是根據各種軟弱土的特點發展起來的，因而使用時必須注意每種處理方法的適用范圍。
地基處理的基本方法，無非是置換、夯實、擠密、排水、膠結、加筋和熱學等方法。值得注意的是，很多地基處理的效果。如碎石樁具有置換、擠密、排水和加筋的多重作用；石灰樁又擠密又吸水，吸水后又進一步擠密等，因而一種處理方法可能具有多種處理效果。
常用地基處理方法的原理、作用及適用范圍，如表1-2所示。
1.2.2 地基處理設計方案選擇
對建造在軟弱地基上的工程，在進行設計前，首先應進行調查研究，其內容如下：
①結構條件
建筑物的體型、剛度、結構受力體系、建筑材料和使用要求、分布和種類；基礎類型、布置和埋深；基底壓力、天然地基承載力、穩定安全系數和變形允許值。
②地基條件
地形及地質成因、地基成層狀況；軟弱土層厚度、不均勻性和分布范圍；持力層位置狀況；地下水情況及地基土的物理和力學性質。
各種軟弱地基的性狀是不同的，現場地質條件的不同也是多變的，即使同一種土質條件，也可能有多種地基處理方案。
③ 環境影響
在地基處理施工中應考慮對場地的影響。如采用強夯法和砂樁擠密法等施工時，振動和噪音對鄰近建筑物和居民產生影響和干擾；采用堆載預壓法時，將會有大量土方運進輸出，既要有堆放場地，又不能妨礙交通；采用石灰樁或灌注漿法時，有時會污染周圍環境。總之，施工時對場地的環境影響不是絕對的，應慎重對待，妥善處理。
④ 施工條件
a用地條件如施工時占地較多，施工雖較方便，但有時卻會影響工程造價。
b工期從施工觀點看，工期不宜太緊，這樣可有條件選擇施工方法，從而使其在施工期間的地基穩定性增大。但有時工程要求縮短工期，早日完工投產使用，這樣就限制了某些地基處理方法的采用。
c 工程用料盡可能就地取材，如當地產礦，就應考慮采用礦墊層或擠密砂樁等方案的可能性；如石料供應，就應考慮采用碎石樁或碎石墊層等方案。
d 其它條件如施工機械的有無、施工難易程度、施工管理質量控制、管理水平和工程造價等因素也是采用何種地基處理方案的關鍵因素。
地基處理方案的確定可按下列步驟進行：
a 搜集詳細的工程地質、水文地質及地基基礎的設計資料。
b 根據結構類型、荷載大小及使用要求，結合地形地貌、地層結構、土質條件、地下水特征、周圍環境和相鄰建筑物等因素，初步選定幾種可供考慮的地基處理方案。另外，在選擇地基處理方案時，應同時考慮上部結構、基礎和地基的共同作用；也可選用加強結構措施和處理地基相結合的方案。
c 對初步選定的各種地基處理方案，分別從處理效果、材料來源及消耗、機具條件、施工進度、環境影響等方面進行認真的技術經濟分析和對比。根據安全可靠、施工方便、經濟合理等原則，選擇最佳的處理方法。但每一種處理方法都有一定的適用范圍、局限性和優缺點，沒有一種地基處理方法是萬能的，因此也可選擇兩種或多種地基處理方法組成的綜合處理方案。
d 對已選定的地基處理方法，應按建筑物重要性和場地復雜程度，可在有代表性的場地上進行相應的現場試驗和實驗施工，并進行必要的測試以檢驗設計參數和處理效果。如達不到設計要求，應查找原因，采取措施或修改設計。各種地基處理方法的主要適用范圍和加固效果。
二、工程地質條件
受焦作市駿利置業投資有限公司的委托，焦作市規劃建筑設計院承擔其擬建的中華新天地商住區（一期)詳勘階段的巖土工程勘察工作。
擬建工程位于高新區神州路與凱旋路交叉口的西北角，南李萬村東，北臨世紀大道。本次勘察包括3號樓，4號樓，5號樓，6號樓，7號樓，8號樓，9號樓，10號樓，12號樓，13號樓，14號樓，及15號樓共12棟住宅樓，所有住宅樓高均為11層，擬定地下室一層，擬采用框剪結構，筏板基礎，基礎尺寸及埋深待定。各建筑物室內外高差為0.30m，擬建建筑物為6#住宅樓，擬建建筑物尺寸為：51.0×14.0m室外設計標高為 93.10m，地上層數為11層，地下室1層
三、筏板基礎設計
結構或其他建設工程是通過地面的基礎來支持。單詞“foundation”意思是地面本身，是某物放置的地方或在地面上¬提供支持，或地面和放在其上要素的結合。復雜的辦公大樓的基礎應是混凝土基底和土壤或支撐基地的巖石組成的聯合體。土石壩的基礎是天然土或放置大壩的巖石。混凝土基底或混凝土樁或樁帽通常稱為基礎不包括土壤或放置其上巖石。被固定的部分和自然土壤或地球巖石形成一個基礎系統，土壤和巖石提供系統的最終支撐。已固定的基礎要么土壤承載要么是巖石承載。施加負荷后土壤或巖石的反應一般判定基礎功能的好壞。在設計安裝部分，設計師必須確定用在土壤或巖石上安全壓力、總的沉降量和結構可以承受的不均勻沉降。
四、CFG樁復合地基設計
CFG樁為樁體中摻加適量石屑、粉煤灰和水泥加水拌和，制成一種粘結強度較高的樁體，與樁間土和褥墊層一起構成CFG樁復合地基。樁，樁間土與基礎之間必須設置一定厚度的褥墊層，即褥墊層是高粘結強度樁復合地基的一部分。
CFG樁屬高粘結強度樁，與素鹼樁的區別僅在于樁體材料的構成不同，在其受力和變形特性方面無什么區別。復合地基性狀和設計計算，對其它高粘結強度樁復合地基都適用。CFG樁可適用于條形基礎、獨立基礎，也可用于筏基和箱形基礎。就土性而言，CFG樁可用于填土、飽和及非飽和粘性土，既可用于擠密效果好的土，又可用于
五、結論
我國正處于社會發展的高速期，大規模的工程建設方興未艾，大量的地基加固工程也將實施。因此，加強這方面的研究具有非常現實的意義。地基加固是一項實踐性很強的技術，不同建(構)筑物對地基的要求是不同的，各地區天然地基的情況差別也很大，即使在同一地區，地質情況也可能有很大差別，在工程建設中采用適當的地基處理方案是十分必要。總結CFG樁復合地基施工、設計與筏板基礎設計的技術成果及工程實際應用情況，可得出幾點結論：
①通過對中華翰苑6#住宅樓樓地質資料和建筑要求的分析，可知在天然地基上設置基礎是滿足不了設計和承載力要求，需要對所建處進行地基加固；
②總結常用地基加固方法的原理、特點、作用效果可知水泥土攪拌樁具有節約原材料，加固后沉降小，并且在施工中噪音小，對鄰近建筑物影響較小，加固后承載力高等優點，故對該地區選擇水泥土攪拌樁進行復合地基加固。
③CFG樁復合地基故需要對基礎和地基之間設置墊層。
④ 總結CFG樁的施工順序、攪拌樁質量控制的影響因素；提出在今后CFG樁施工中應注意的事項以及提高復合地基承載力等方面的建議。
了解了筏板基礎設計的基本步驟，計算的主要內容
參考文獻
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關鍵詞：強夯法，夯擊點
強夯法是將100～400kN的重錘，最重達2000kN，以6～40m的落距落下給地基以沖擊和振動，從而達到提高地基強度，降低其壓縮性，改善土的振動液化條件等目的。可用于加固各類砂性土、粉土、一般粘性土、人工填土，以及大塊碎石類土以及建筑、生活垃圾或工業廢料等組成的雜填土。單層8000kN·m高能級強夯處理深度達12m，多層強夯處理深度可達24～54m，一般能量強夯處理深度在6-8m。地基經強夯處理后，可明顯提高地基承載力、壓縮模量，減少孔隙比，降低壓縮系數，消除濕陷性，膨脹性，防止振動液化。論文參考。強夯機具主要為履帶式起重機，當起吊能力有限時可輔以龍門式起落架或其它設施，加上自動脫鉤裝置，施工機具簡單。一般的強夯處理是對原狀土施加能量，無需添加建筑材料，節省材料。
1 夯擊點布置
不同的建筑物夯擊點位置不同，對某些基礎面積較大的建筑物，夯擊點可按等邊三角形或正方形布置；對辦公樓和住宅建筑，夯擊點可根據承重墻位置采用等腰三角形布點;對工業廠房夯擊點可根據柱網來布置。強夯處理范圍應大于建筑物基礎范圍，對一般建筑物，每邊超出基礎邊緣的寬度宜為設計處理深度的1/2～2/3，并不宜小于3m。論文參考。為有效加固深層土，加大土的密實度，強夯常需分遍夯擊。由于夯點需要一定距離，使夯擊時夯坑產生沖剪，在夯坑底形成一擠壓加固，為使所產生的擠壓力受周圍土約束，側面不隆起，因此側面應有一定間距的不擾動土。不能像重夯采用一夯挨一夯，夯擊時側面土為擾動土，易隆起，減少錘底的擠密作用。由于夯點間距大，夯點間需增設夯點以加固未擠密土，故需增加遍數。對飽和粗粒土，當需要夯坑深度大時，或積水，或涌土需填粒料，為便于操作而分遍夯擊。對飽和細粒土，由于存在單遍飽和夯擊能，每遍夯后需孔壓消散，氣泡回彈，可二次壓密、擠密，因此對同一夯點需分遍夯擊。在實際操作中，我們常采用先高能量大間距加固深層，根據需要對同一批夯點夯擊，然后再逐個夯擊另一批夯點，若對所有的夯點都先夯一遍，將造成淺層先加固低于以后深層加固的效果。夯距通常為5～9m,為了使深層土得以加固，第一遍夯擊點的間距要大，下一遍夯點往往布置在上一遍夯點的中間。最后一遍是以較低的夯擊能進行夯擊，用以確保近地表土均勻性和較高的密實度。如果夯距太近，相鄰夯擊點的加固效應將在淺處疊加而形成硬層，則將影響夯擊能向深部傳遞。夯擊粘性土時，一般在夯坑周圍會產生輻射向裂隙，如夯距太小時，等于使產生的裂隙重新又被閉合。對處理深度較深或單擊夯擊能較大的工程，第一遍夯擊點間距宜適當增大。
2 夯擊次數和遍數的確定
夯點的夯擊次數，應按現場試夯得到的夯擊次數和夯沉量關系曲線確定，且應同時滿足下列條件:第一，最后兩擊的平均夯沉量:當單擊夯擊能較小時不大于50mm，當單夯夯擊能量較大時不大于100mm～200mm。第二，夯坑周圍地面不發生過大的隆起。第三，不因夯坑過深而發生起錘困難。當需要逐遍加密飽和土或高含水量土以加大土的密實度，或夯坑要求較深起錘困難需加填料時，對每一夯點需分遍夯擊，以使孔隙水壓力消散。各批夯點的遍數累計加上滿夯組成總的夯擊遍數。一般每個夯點2～3遍。論文參考。對軟弱土，每批夯點的第一遍擊數，常以控制場地隆起、起錘困難設定擊數，一般選用5～10擊，而無需控制夯沉量。夯擊遍數一般情況下可采用2～3遍，最后一次以低能量滿夯一遍，其目的是將松動的表層土夯實。土體壓縮層越厚，土質顆粒越細，同時含水量越高，需要的夯擊遍數越多。
對于需要分兩遍或多遍夯擊的工程，兩遍夯擊間應有一定的時間間隔。各遍間的間歇時間取決于加固土層中孔隙水壓力消散所需要的時間。對砂性土，孔隙水壓力的峰值出現在夯完后的瞬間，消散時間只有2～4min，故對滲透性較大的砂性土，兩遍夯間的間歇時間很短，亦即可連續夯擊。對粘性土，由于孔隙水壓力消散較慢，故當夯擊能逐漸增加時，孔隙水壓力亦相應的疊加，其間歇時間取決于孔隙水的消散情況，一般為2～4周。對粘性土地基的現場埋設了袋裝砂井，以便加速孔隙水壓力的消散，縮短間歇時間。
3 夯錘
夯錘可用混凝土及鑄鋼制作。混凝土錘重心較高，沖擊后晃動大，夯坑易塌土，夯坑開口較大，易起錘，易損壞。鑄鋼錘則相反，特別是夯坑較深時，塌土覆蓋錘頂易造成起錘困難。某些施工單位將錘底制成稍帶凸弧，增加了側擠使坑壁穩定，減小了起錘力及坑壁塌土。夯錘形狀現多用圓錘，夯錘構造可用鋼板為外殼,底板加厚,內部焊接鋼筋骨架后澆筑混凝土制成，錘底面積一般根據錘重決定，錘重為100～250kN時，可取錘底靜壓力25～40kPa，細粒土，單擊能低，宜取較小值;粗粒土，單擊能高宜取較大值。錘底面積一般為3～7m2，以上適于單擊夯擊能小于8000kJ時。若夯擊能加大，錘重加大，靜壓力值宜相應加大。為減少夯錘下落過程中的空氣阻力作用，特別是消除當夯坑較深而尚需繼續夯擊時的氣墊影響，夯錘宜設4～6個排氣孔，孔徑宜取下口直徑150～200mm，上口直徑為80～l00mm，過小易堵孔。夯錘吊環必須準確處于重心,確保起吊后錘身平衡。
4 起夯面
為使強夯加密土不被挖除，有效利用其加固深度，起夯面可高于基底或低于基底。高于基底是預留一壓實高度，使夯實后表面與基底為同一標高。低于基底是當要求加固深度加大，能級達不到所需加固深度時，降低起夯面，在滿夯時再回填至基底以上，使滿夯后與基底標高一致，這時滿夯加固深度加大，需增大滿夯單擊能。
5 墊層
對軟弱飽和土或地下水很淺時，常需在表面鋪設砂礫石、碎石墊層，厚0.5～1.5m，墊層材料宜用砂礫石、碎石、礦渣，粒徑宜小于10cm。對處理土層為飽和砂、軟土時，夯坑易涌土、涌砂，故墊層填料不宜用砂。墊層厚度不宜過小，過小不起作用;也不宜過厚，過厚時能級低的強夯，在錘底形成大的墊，擴散動應力，減小對下部軟弱土的加固作用。
需要注意的是，雖然強夯法有很多的優點，但并不一定適用于所有情況。目前,在施工過程中,由于強夯法施工存在的諸多優點,設計院、建設單位、施工單位等在大規模的地基處理時普遍傾向于采用強夯法施工，但在許多工程中,強夯處理效果不明顯,甚至比不處理時還差。因此,我們首先必須搞清楚什么地質條件適合強夯,使強夯能真正發揮去作用。
參考文獻
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關鍵詞：復合地基、液化判別、應力集中
1概述
碎石樁具有抗砂土液化的能力，因此碎石樁復合地基在加固液化地基方面得到廣泛的應用，在實際地震中,也證實了這種加固方法的有效性。但是在實際工程中如何判別碎石樁復合地基樁間土的液化可能性仍然是一個沒有很好解決的問題。
文獻[1]利用Seed]提出的碎石樁復合地基排水方程，分析了復合地基的振動孔隙水壓力，鄭建國[2]通過現場試驗并考慮排水和樁體效應，提出了修正標準貫入擊數的方法，何廣訥[3]在此基礎上對其進行了修正，方磊[4]在前人工作的基礎上提出了適用于碎石樁復合地基的修正seed簡化法。
本文在現有的研究的基礎上，提出了考慮碎石樁體排水效應和樁體應力集中效應的瑞利波法復合地基液化判別。
2天然地基液化的判別
目前在實際工程中對天然地基液化的判別方法主要歸為兩大類：一類是根據標準貫入試驗建立的判別方法，如現行的《建筑抗震規范》Gb50011-21；另一類是根據場地土的剪切波速或者瑞利波速度判別。
2.1規范法
《建筑抗震設計規范》（GB50011-2001）給出了天然地基液化判別標準貫入試驗法：在地面以下15m深度范圍內，液化判別標準貫入錘擊數臨界值可按下式計算：
(1)
在地面下15～20米范圍內，液化判別標準貫入錘擊數臨界值可按下式計算：
(2)
式中 —液化判別標準貫入錘擊數臨界值；
—液化判別標準貫入錘擊數基準值；
——飽和土標準貫入點深度（m）；
——粘粒含量百分率，當小于3或為砂土時，應采用3。
2.2瑞利波速度液化判別法
近十年來瑞利波勘探技術在國、內外得到廣泛的應用。瑞利波速度Vr與剪切波速度Vs具有如下的關系：
(3)
式中， 為介質的泊松比。一般土層的泊松比 =0.45～0.49，所以有如下關系：
(4)
標準貫入擊數N與瑞利波速度的關系：
(5)
將式（5）代入式（1）、（2）中得到：
（6）
（7）
式中
——計算的臨界瑞利波速度
——瑞利波測點的深度
——常數
其它參數同上
3碎石樁復合地基的液化判別
碎石樁具有應力集中作用和排水作用，在實際地震中證實了碎石樁復合地基抗液化有效性。國、內外研究者采用數值分析的方法對這方面的問題進行了很多的研究。
3.1樁體應力集中作用
由于碎石樁樁體的剪切模量比樁間土剪切模量大，在水平動剪應力作用下，樁間土分擔的剪應力減小，從而將影響地震孔隙水壓力的產生。
按照復合地基理論中的變形協調性原則，地基在承受應力時，樁身和樁間土上的應力比可以近似按剛度比分配，即：
(10)
因此，可以推導出：
(11)
式中 ， ——分別為樁身和樁間土的剪應力；
——應力比。
——面積置換率
樁體應力集中作用的修正系數為：
(12)
天然地基經碎石樁加固后，樁間土得到振密和擠密，標貫擊數與天然地基相比得到很大的提高，因此，樁間土或復合地基的臨界標準貫入錘擊數可按下式計算[22]：
(13)
式中 ——加固后復合地基的標準貫入錘擊數
——樁間土加固后的標準貫入錘擊數（未經桿長修正）
——樁土應力比，一般為2～4
——面積置換率
3.2樁體的排水作用
碎石樁復合地基的排水作用是隨著置換率和地震烈度的增大而加大。在實際工程中，碎石樁的置換率一般為m=0.082～0.25，地震烈度為7～9度。文獻[3]給出碎石樁的排水作用系數 為：
（14）
式中I為判別場地的地震烈度。
4．瑞利波速度判別法
本文在天然地基瑞利波法判別液化的基礎上綜合考慮復合地基的擠密、振密樁體效應和排水效用，給出了復合地基液化判別式：
(15)
式中 ——計算的復合地基臨界瑞利波速度；
——分項系數，
——樁體效應折減系數，
——瑞利波測點的深度
——地下水位深度
——復合地基瑞利波速度基準值 。
5工程實例
某建筑工程場地位于VII度設防區 ，采用振沖碎石樁對地基進行了加固處理，場地地層由上之下分別為：雜填土厚度約1.0～1.5m，細砂，厚度2.5～6.4m，存在液化現象，以下為粗砂和礫砂。地下水位于地表下1.2m。碎石樁樁徑為0.8m，樁長大于8.5m，樁間距為1.16m。碎石樁處理前、后標貫擊數見圖1，處理前、后的瑞利波速度見圖2。從圖1和圖2可以看出：加固處理前標貫擊數N值和瑞利波速度較低，6.0m以內存在液化現象，加固處理后標貫擊數N值和瑞利波速度增值較大，但是用天然地基液化判別式（1）、（6）進行判別，4.5m以內仍然存在液化現象。考慮樁體的應力集中作用和排水作用后用 式（15）進行判別，則不存在液化現象。
6．結語
本文利用瑞利波速度在天然地基液化判別的基礎上考慮碎石樁樁體的應力集中作用和排水作用給出了碎石樁復合地基液化的判別的工程方法。
參考文獻
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論文關鍵詞：軟土地基基礎 設計 處理方法
論文摘要：防止地基不均勻沉降對建筑物的危害，是軟土地基房屋設計的一個十分重要的問題。軟土地基礎設計實用方法與要點結合工程實踐，對存在軟土地基時的基礎設計時應采取的措施和注意事項進行了分析。結合工程實踐，對存在軟土地基時的基礎形式、設計時應采取的措施和注意事項進行了分析。
引言
軟土地基一般是指抗剪強度較低、壓縮性較高以及具有其它不良性質的地基土，如天然的淤泥與淤泥質土。軟土地基上的房屋及其地基基礎設計，應充分考慮軟土地基的變形特征，防止其對建筑物的危害。過大的均勻沉降雖然也會嚴重影響建筑物的使用和外觀，但從結構安全的角度看不致有什么影響，而不均勻沉必將使建筑物發生裂縫、扭曲或傾斜。影響其使用和安全，嚴童時甚至倒塌破壞。
近十幾年來，我國基本建設規模不斷擴大，其建設規模從速度前所未有，因而在諸如建筑、水利、國防、交通和鐵道等土木工程建設中，愈來愈多地遇到大量而復雜的不良地基及地基處理問題，地基處理日益得到人們重視。地基基礎設計與施工是否恰當關系到整個工程質量、進度和投資，合理地選擇地基設計方法，做好基礎施工中的質量控制是降低造價的重要途徑之一。
1、基本設計原則與要求
1.1基本技術要求
軟土工程設計應以最少的投資，最短的工期，達到設計基準期內安全運行，并滿足所有的預定功能要求，即包括三個方面：(1)預定功能要求；(2)安全性和耐久件要求；(3)投資和工期的經濟性要求。
1.2注意場地條件，防治災害應充分搜集場地的地形、地質、水文、水文地質等資料，作為設計的依據。場地可能的自然災害，如暴雨、洪水、地震、滑坡、泥石流等；由于工程建設引起的災害，如采空塌陷、抽水塌陷、邊坡失穩、管涌、交水等；均應在堪察、預測和評價的基礎上，采取有效防治措施。
1.3合理選用巖土參數選用巖土參數時，應注意其非均質性與參數測定方法、測定條件與工程原型之間的差異、參數隨時間和環境的改變，以及出于工程建設而可能產生的變化等。由于土體參數是隨機變量與模糊量，故在劃分工程地質單元的基礎上，應進行統計分析，算出各項參數的平均值、標準差、變異系數；確定其特征值和設計值。在選定測試方法時，應注意其適用性。
1.4定性分析與定量分析結合定性分析是巖土工程分析的首要步驟和定量分析的基礎。對于下列問題一般只作定性分析：(1)工程選址和場地適宜件評價；(2)場地地質背景和地質穩定性評價；(3)土體性質的直觀鑒定。定量分析可采用解析法、圖解法或數值法性。考慮安全儲備時，可用定值法或概率法。都應有足夠的安全儲備以保證工程的可靠定性分析和定量分析，都市在詳細占有資料的基礎上，運用較為成熟的理論和類似工程的經驗，進行論證，并宜提出多個方案進行比較。
2、軟土地基的設計常用處理方法
2.1強夯法處理。強夯法是利用重錘自由落下的巨大沖力能所產生地沖擊波反復夯擊地基土，將夯面以下一定深度地土層夯實，以提高地基的承載力和土體的穩定性，降低壓縮性。強夯置換和強夯擠密在加固機理上是不同的，應用范圍也不相同。強夯擠密法常用來加固碎石土、砂土、低飽和度的新性土、素填土、雜填土、濕陷性黃土等各類地基。對于飽和度較高的粘性土等地基，如有工程經驗或試驗證明采用強夯法有加固效果的也可采用。通常認為強夯擠密法只適用于塑性指數小于10的土。對于設置有豎向排水系統的軟粘土地基，是否適用強夯法處理目前尚有不同看法。強夯置換施工前，應在施工現場有代表性的場地上選取一個或幾個試驗區，進行試夯或試驗性施工。試驗區數量應根據建筑場地復雜程度、建筑規模及建筑類型確定。對于一般的軟土地基加固有著良好的效果。現在常用的強夯技術加固軟土地基的方法有:擠密碎石樁加夯法、砂樁加夯法、真空/堆載預壓加強夯、強夯碎石墩。
2.2粉煤灰應用法。
粉煤灰具有容量小，滲透性好，有較高的靜力抗剪強度，較低的壓縮性，與石灰等堿性物質產生水化反應后產生凝硬性。根據軟土地基存在的弱點，利用粉煤灰可處理軟土地基。粉煤灰應用的主要有二灰樁，粉煤灰混凝土樁，粉煤灰固結樁等，與土體形成復合地基加固深層軟土地基。
2.2.1二灰樁法。(1)以粉煤灰為主的二灰樁，主要是對軟土地基產生擠密和置換作用。用于軟土地基加固時，使復合地基承載力較天然地基承載力提高了142%，樁間土承載力提高了46%。(2)以石灰為主的石灰—粉煤灰樁，配比為粉煤灰:生石灰=3:7-1:9，主要對地基產生置換，成孔擠密，膨脹擠密，脫水擠密和膠凝作用。
2.2.2粉煤灰固結樁。在軟土地基中采用粉煤灰固結樁，具有成型可靠，形狀任意選擇，造價低廉，改良地基的效果好，抗變形能力強，樁體密實度高等優點。粉煤灰固結樁由粉煤灰，石膏，水泥加水而成，加壓注入尼龍袋中，擠密周圍土體，必要注漿管可上下反復二次壓漿，尼龍袋具有模板，過濾脫水，加壓和增強等作用，由于灌注加壓排水措施，尼龍袋微孔在灰漿向外滲出的過程中，水只能向外滲，并被隔離在袋外，形成固結硬化均勻的樁體。
2.2.3粉煤灰混凝土樁。粉煤灰混凝土樁由粉煤灰，碎石，中粗砂和水泥組成，在軟土地區采用鉆孔壓漿工藝施工粉煤灰混凝土樁時，必須使混凝土的塌落度達到140-180mm，且碎石最大粒徑為1-3cm，為保證樁身強度和降低成本，摻入35%-45%中粗砂作為細骨料。粉煤灰樁和樁間土一起通過鋪設在其上的褥墊層形成復合地基，其承載力的提高具有很大的可調性，沉降變形小，造價低。加入粉煤灰后，使樁體具有明顯的后期強度。根據其樁身強度較高的特點，在軟土地基中采用就可得到更高的承載力。
2.3、水泥土粉噴樁法。粉噴樁與周圍的土體形成復合地基，與土體結合緊密，承載能力較大，其樁體上存在應力集中現象，大部分荷載由樁體承擔，樁間土上的應力相應的減少，使復合地基承載力較原土層有所提高，沉降量有所降低。采用該法加固軟土地基時，水泥粉具有較大的吸水，發熱和膨脹作用，對樁間土起到一定的加固作用，同樣提高復合地基的強度。
在利用水泥土粉噴樁加固軟土地基時，需考慮各種因素對加固強度的影響:①要以水泥粉為加固料，其強度最高;②攪拌時間為2min時就可以達到最佳的攪拌效果，若攪拌時間太長，強度會有所降低，若攪拌的時間未達到2min時，強度會很低;③置換率越高，強度越高，而隨著齡期的增加，強度大致呈線性增加;④當含水量為某值時，樁體的強度達到最高，一般樁體的需水量為4kg/m。
2.4、渣土樁法。在加固過程中，由于重錘的沖擊能造成一系列壓縮波，使土體內出現排水網絡，土的滲透性驟然增大，孔隙水迅速排出，孔隙壓力很快消散，從而產生瞬時沉降，使土體壓密，強度提高;同時重錘的沖擊作用使填料向夯擊方向和側向擠密，從而對其周圍的土體產生擠密加固作用，形成一個自內向外的擠密圈。在擠密過程中，周圍土體的孔隙水壓力隨之增高，形成超靜孔隙水壓力。根據巴倫固結原理因為固結時間與排水距離的平方成正比，所以，增加排水途徑，縮短排水距離，才能加速軟土固結，提高地基承載力。加固柱體本身與軟基有不同強度，它既是軟土固結的排水體，又是基礎的渣土樁。渣土樁和擠密后的地基同組成復合地基，從而提高地基強度并減小地基變形。
2.5、排水固結法。排水固結法是由排水系統和加壓系統兩部分共同組合而成的* 排水系統通常有普通砂并、袋裝砂井和塑料排水帶等；加壓系統通常有堆載預壓法、真空預壓法、降低地下水位法、電滲法和聯合法。近幾年來，排水系統采用塑料排水帶和袋裝砂井較多，加壓系統采用堆載預壓和真空須壓法較多，也有采用真空加堆載聯合頂壓法，以及利用建筑自重加載法。
2.6、復合地基處理法。復合地基是用專門機械將固化劑、水泥、石灰或摻加粉煤灰單一的或混合物噴出后，在地基深處就地與軟土強制攪拌，利用固化劑和軟土間發生的一系列物理化學作用，在原地基中形成強度、剛度較大的加固樁體，同時也使樁周土體性質得到改善，使樁體與樁間土體形成復合地基共同承擔外部荷載，可實現穩定條件下的快速填土。這些加固土樁，不考慮加固土樁加快地基的排水固結速度和對地基的擠密作用，僅考慮樁的置換作用、應力集中效應，進而減少總沉降量。加固土樁按施工劃分有拌和法和粉噴法。
3、結束語
毫無疑問，任何一個建筑物都需要好的地基基礎，尤其是建在軟弱地基上的建筑物。設計是優質地基基礎的主線，而施工則是其設計目標能否實現的關鍵階段，只有做好統籌規劃與施工管理，才能做到事半功倍，確保建設質量和效果。
參考文獻
[1]葉書麟.地基處理手冊[M].北京:中國建筑工業出版社，1995.
