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只看该作者 540楼发表于: 2010-05-10

岩土工程1000问
城市桥涵勘察应执行什么规范？
答：⑴城市桥涵勘察主要应执行《市政工程勘察规范》CJJ 56-94有关规定，除以上四条《强制性条文》外，城市桥涵勘察所涉及的《强制性条文》尚有《市政工程勘察规范》的第3.0.1条和第3.0.2条，强调：
①勘察前必须取得附有坐标和现状地形的桥涵工程建筑物总平面图和取得有关说明桥涵规模，可能采用的基础类型、尺寸、预计埋置深度、总荷载或单位荷载和结构特点，地基基础设计和施工的特殊要求等；
②特大桥和大、中桥，应对各墩、台和主要防护结构的地基作出评价，提供地基基础设计和地基处理与加固、不良地质作用的防治和施工排水的工程地质依据和必要的设计参数，并提出相应的建议；
③城市桥涵的勘察工作量应按建设场地类型、桥涵类别、规模和基础类型综合确定。勘探孔的数量、布置、孔深和取样、测试工作应符合《市政工程勘察规范》CJJ 56-94的有关规定。
⑵关于土的分类
《市政工程勘察规范》第2.0.5条规定：“城市桥涵、室外管道、堤岸工程的勘察，划分地基岩土类别，应按现行国家规范《建筑地基基础设计规范》有关规定执行”。而第3.0.9条文规定“城市桥涵勘察时，各类地基土的容许承载力应按现行交通部行标《公路桥涵地基基础设计规范》的有关规定执行”。
土类划分与承载力确定采用两种标准，既不成体系，又很不方便。既规定按桥涵规范确定承载力，最好也按桥涵规范划分土类，这样比较顺理成章。
⑶关于水、土腐蚀性评价
①判定环境水、土对桥梁建筑材料的腐蚀性是城市桥涵勘察的任务之一。《市政工程勘察规范》第3.0.7.7条规定“当需要判定环境水、土对桥涵建筑材料腐蚀性时，应取有代表性的地表水、地下水和土试样进行腐蚀性分析，试样数量不少于3件”。一般情况下中桥的设计使用年限为20～50年，大桥和特大桥为50-100年，因此桥梁耐久性至关重要，因此对于大桥和特大桥必须取样进行腐蚀性分析。当场地和地下水受到严重污染时，即使小桥和中桥也应取样进行分析与评价。
②水、土腐蚀性评价可依据《岩土工程勘察规范》第12.2.1条至第12.2.5条进行评价，也可按《公路工程地质勘察规范》JTJ 064-98附录D进行评价，推荐按《公路工程地质勘察规范》附录D有关要求，评价环境水土的腐蚀性。
⑷关于地震效应
CJJ 56-94规范第3.0.3.6条规定“在抗震设防烈度大于或等于7度的场地，应判定场地和地基的地震效应（如地震液化，岸边滑坡等），城市桥涵的抗震设计与公路桥涵抗震设计的要求是相同的，与建筑抗震设计的要求有较大差别，因此城市桥涵地震效应勘察应按《公路工程抗震设计规范》JGJ 004-89的有关要求进行”。
对于7度和7度以上的场地，重点是判别地震液化和岸坡稳定；对于《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223-2004第5.3.7条规定的抗震设防类别划为甲类和乙类的城市桥梁尚应根据实测土层波速（剪切波、压缩波）和覆盖层厚度确定动力放大系数。

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2010-05-10

离线ljzh00129

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只看该作者 541楼发表于: 2010-05-10

岩土工程1000问
市政工程施工图审查的依据是什么？
答：市政工程勘察施工图审查的依据是建设部2000年颁发的《工程建设标准强制性条文》（城市建设部分）第2章城市岩土工程勘察，建设部行业标准《市政工程勘察规范》CJJ 56-94是从事城市勘察主要的规范依据。
《市政工程勘察规范》及城市岩土工程勘察有关《强制性条文》所涉及的市政工程问题有城市桥涵、城市室外管道、城市堤岸和城市道路四个方面。城市隧道勘察尚无可依从的规范的标准，目前主要参照《地铁与轻轨岩土工程勘察规范》进行勘察的审查。
城市桥涵、城市管道、城市堤岸和城市道路的市政勘察所涉及的《强制性条文》共有12条，其中CJJ 56-94第2.0.1条、第2.0.4条、第2.0.10条和第2.0.11条是市政工程勘察总体要求的4条《强制性条文》，这4条《强制性条文》强调了三个方面的内容：
①市政工程勘察应在拟建工程项目的位置或规划设计路线确定后进行；工程项目位置有变化或规划设计线路有调整，均应重新勘察或作补充勘察。
②市政工程勘察应根据场地条件和地基（对开挖工程为岩土介质）的复杂程度对市政项目的建设场地按表2.0.4进行场地分类。
市政工程勘察的建设场地类型相当于《岩土工程勘察规范》的场地等级，不同类型的建设场地，对勘察工作的要求不同。
相当一部分勘察单位把市政工程勘察建设场地的类型等同于抗震设计规范的场地类别，犯了概念性的错误。
③市政工程勘察要求在钻探孔、观测孔和测试孔工作完成后应立即进行回填。这一点很重要，市政工程由于钻孔没有及时回填而引发的事故和灾害很多，勘察单位必须足够重视孔的回填工作。

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2010-05-10

离线sunnyboy7723

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只看该作者 542楼发表于: 2010-05-10

那些因素会导致建筑物的不均匀沉降？设计时可采取那些措施减少不均匀沉降？

    建筑物荷载通过基础传递给地基，地基土在附加三向应力分量作用下产生竖向、侧向和剪切变形，导致各点的竖向和侧向位移，其中地基表面的竖向变形称为地基沉降。
    地基不均匀沉降和下列因素有关，1）土层分布及其工程特性；2）荷载大小及分布；3）基础埋深和地下水情况；4)结构类型、体型和基础结构形式；5）施工过程和方法。
    一般说建筑物沉降愈大其不均匀沉降愈大，为防止建筑物不因地基变形或不均匀沉降加以控制，设计时可考虑：1）采用桩基础或者深基础；2）对地基进行处理，以提高地基承载力和压缩模量；3)讲结构、基础和地基三者作为一整体，考虑变形协调共同作用的设计方法。
同时可以辅以建筑和结构设计方面的措施：
   （1）建筑措施
1）建筑物体型力求简单。复杂的平面形状，如“L”“T”“E”形等建筑物，在建筑单元从横交叉处，附加应力互相重叠，造成这部分沉降大于其他部位；建筑物立面高低变形悬殊，荷载分布不均，必然加大不均匀沉降。2）增强整体结构刚度，以加大抵抗弯曲变形和调整不均匀沉降的能力；3）设置沉降缝；4）相邻建筑物基础间有合适的净距；5）调整建筑物的标高。
     （2）结构措施
    1）设置圈梁；2）减轻建筑物和基础自重；3）减小或调整基础底面附加压力；4）加强基础刚度；5）选用合适的结构形式，例如排架，三铰拱接结构，其支座发生相对变位时，不会使结构引起很大附加应力。

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2010-05-10

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只看该作者 543楼发表于: 2010-05-10

四、浅基础设计与施工100问
混凝土结构中几个主要受力部位的裂缝分析及控制

　混凝土工程中材料的特性决定了结构较易产生裂缝，从实践中来看施工中混凝土出现裂缝的概率也是很大的，相当一部分裂缝对建筑物的受力及正常使用无太大的危害，但裂缝的存在会影响到建筑物的整体性、耐久性，会对钢筋产生腐蚀，是受力使用期应力集中的隐患，应当尽量在各方面给予重视，以避免裂缝的出现或把裂缝控制在许可的范围之内。

　　一、高层建筑施工中几个特殊部位的裂缝分析

　　1、大体积基础混凝土板

　　高层建筑中随着高度的不断增加，地下室愈做愈深，底板也愈来愈厚，厚度在3m以上的底板已屡见不鲜。高层建筑中基础底板为主要的受力结构，整体要求高，一般一次性整体浇筑。国内外大量实践证明，各种大体积混凝土裂缝主要是温度变化引起。大体积混凝土浇筑后在升温阶段由于体积大，集聚在内部的水泥水化热不易散发，混凝土内部温度将显著升高，这样在混凝土内部产生压应力，在外表面产生拉应力，由于此时混凝土的强度低，有可能产生表面裂缝。在降温阶段新浇混凝土收缩因存在较强的地基或基础的约束而不能自由收缩。升温阶段快，混凝土弹性模量低，徐变的影响大，所以降温时产生的拉应力大于升温时产生的压应力。差值过大时，将在混凝土内部产生裂缝，最后有可能形成贯穿裂缝。为解决上述二类裂缝问题，必须进行合理的温度控制。

　　混凝土温度控制的主要目的是使因温差产生的拉应力小于同期混凝土抗拉强度的标准值，并有一定的安全系数。为计算温差，就要事先计算混凝土内部的最高温度，它是混凝土浇筑温度、实际水化热温升和混凝土散热温度的总和。混凝土内部的最高温度大多发生在浇筑后的3-7天。混凝土内部的最高温度Tmax可按下式计算：

　　Tmax＝To （WQ）/（Cr）ξ （F）/（5O）（1）

　　式中：T0——混凝土的浇筑温度（℃）

　　W——每m3混凝土中水泥（矿渣硅酸盐水泥）的用量（kg/m3）

　　F——每m3混凝土中粉煤灰的用量（kg/m3）

　　Q——每kg水泥水化热（J/kg）

　　C——混凝土的比热

　　r——混凝土的密度

　　ξ——不同厚度的浇筑块散热系数

　　实测资料显示，当基础板厚大于2米时，上述公式的相对误差在0.1%-1.3%之间，在计算温差后，即可计算出降温阶段混凝土内部的温度应力σ（2）xmax

　　σxmax＝Eα△T（1-（1）/（cosh βL/2））H（t，τ）………（2）

　　式中：E——混凝土的弹性模量（N/mm2）

　　α——混凝土的线膨胀系数（10-5/℃）

　　△T——温差（℃）

　　L——板长（mm）

　　β＝Cx／HE

　　H——板厚（mm） H＞0.2L时，取H＝0.2L

　　Cx——地基水平阻力系数（N/mm3）

　　H（t，τ）…考虑徐变后的混凝土松驰系数，

　　其中，t——产生约束应力时的龄期，τ——约束应力延续时间。

　　注意同期内由于混凝土收缩引起的应力应转化为当量温差，计入△T一并计算σxmax.

　　由（1）、（2）分析可知：为避免裂缝出现，主要是减少△T.可采用合理选用材料，降低水泥水化热，优化混凝土集料的配合比，控制水灰比，减少混凝土的干缩，具体控制措施见后。如有可能，减少浇筑长度L，增加养护时间减少降温速率以相应减少松驰系数对控制贯穿裂缝也有一定的意义。

　　2、地下室混凝土墙板及楼板的裂缝分析

　　地下室墙板的裂缝产生与基础大体积混凝土裂缝产生的原因有相同之处，即混凝土在硬化过程中由于失水会产生收缩应变，在水泥水化热产生的升温达到最高点以后的降温过程会产生温度应变。但又有其特点：一是墙板受到基础、外围楼板受到地下室外墙的极大约束，这种约束远大于桩基对基础的约束，产生贯穿裂缝的机率大。二是内墙板及楼板受环境温度影响较大。三是内外温差小，产生表面裂缝的机率小。四是养护困难，散热快、降温速率大，混凝土的松驰徐变优势难以利用，在气温骤变季节尤应注意。
　在计算板内最大拉应力时仍可利用公式（2），但有以下几点应注意：

　　1）H取0.2L，L为整浇长度；

　　2）Cx取值应大于1.5N/mm3因为连接部位有较强钢筋约束；

　　3）计算温差△T时，要考虑底板及外墙（兼作围护情况下）紧靠土体，受环境温差小，而被它们约束的墙板及周边楼板在施工过程中基本同外界温度同步变化。

　　4）若底板墙板施工间隔过长、外墙兼作围护时，则在计算混凝土收缩时应注意约束体与被约束体的收缩期不同，收缩量也不相同。

　　3、高强混凝土裂缝分析

　　目前高层建筑中已广泛使用C40-C60中高强混凝土，随着材料科学的迅速发展，C80～C120的高强混凝土在具体工程中已有应用。由于高强混凝土采用的配合比设计多为低水灰比、高标号水泥、高水泥用量、使用高效减小剂及掺加超细矿粉。这样其收缩机制与普通混凝土就有所不同。

　　高强混凝土由于其水泥用量大多在450-600kg/m3），是普通混凝土的1.5-2倍。这样在混凝土生成过程中由于水泥水化而引起的体积收缩即自缩就大于普通混凝土，出现收缩裂缝的机率也大于普通混凝土。

　　高强混凝土因采用高标号水泥且用量大，这样在混凝土硬化过程中，水化放热量大，将加大混凝土的最高温升，从而使混凝土的温度收缩应力加大。在叠加其他因素的情况下，很有可能导致温度收缩裂缝。由于高强混凝土中水泥石含量是普通混凝土的1.5倍，在硬化早期由于水分蒸发引起的干缩也将大于普通混凝土。

　　　二、裂缝的控制措施

　　1、设计措施

　　1）增配构造筋提高抗裂性能，配筋应采用小直径、小间距。全截面的配筋率应在0.3-0.5%之间。

　　2）避免结构突变产生应力集中，在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施。

　　3）在易裂的边缘部位设置暗梁，提高该部位的配筋率，提高混凝土的极限拉伸。

　　4）在结构设计中应充分考虑施工时的气候特征，合理设置后浇缝，在正常施工条件下，后浇缝间距20-30m，保留时间一般不小于60天。如不能预测施工时的具体条件，也可临时根据具体情况作设计变更。

　　2、施工措施

　　1）严格控制混凝土原材料的的质量和技术标准，选用低水化热水泥，粗细骨料的含泥量应尽量减少（1-1.5%以下）。

　　2）细致分析混凝土集料的配比，控制混凝土的水灰比，减少混凝土的坍落度，合理掺加塑化剂和减少剂。

　　3）浇筑时间尽量安排在夜间，最大限度降低混凝土的初凝温度。白天施工时要求在沙、石堆场搭设简易遮阳装置，或用湿麻袋覆盖，必要时向骨料喷冷水。混凝土泵送时，在水平及垂直泵管上加盖草袋，并喷冷水。

　　4）根据工程特点，可以利用混凝土后期强度，这样可以减少用水量，减少水化热和收缩。

　　5）加强混凝土的浇灌振捣，提高密实度。

　　6）混凝土尽可能晚拆模，拆模后混凝土表面温度不应下降15℃以上，混凝土的现场试块强度不低于C5.

　　7）采用两次振捣技术，改善混凝土强度，提高抗裂性。

　　8）根据具体工程特点，采用UEA补偿收缩混凝土技术。

　　9）对于高强混凝土，应尽量使用中热微膨胀水泥，掺超细矿粉和膨胀剂，使用高效减水剂。通过试验掺入粉煤灰，掺量15%-50%.

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2010-05-11

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只看该作者 544楼发表于: 2010-05-10

四、浅基础设计与施工100问
基坑支护处理技术

    摘要：在充分利用已有支护桩的情况下，根据基础各部位开挖深度的不同，采取卸荷和不同的临时斜撑及加强被动区等措施，达到了施工周期短、投资少和保证基坑及周边建筑安全的目的。

     1  工程概况

    某建筑位于太原市汾河东侧500 m。该工程地下1层，地上15层，建筑面积11 000 m2，钢筋混凝土框架剪力墙结构。采用Φ800 mm钢筋混凝土灌注桩，1 500 mm厚条形承台基础，承台基础用400 mm厚构造筏板(筏板下设300 mm厚干炉渣)相连，基础顶标高-5.13 m，平面尺寸43.8 m×19 m。构造筏板干炉渣底标高-6.00 m，承台垫层底标高-6.80 m，电梯基坑处局部-8.37 m，室内外高差0.9 m，自然地坪为-1.06～-1.6 m。施工前期，钢筋混凝土灌注桩和基坑支护帷幕桩已相继施工完成。

    1．1  工程水文地质条件

    工程场地土自上而下依次为：①杂填土，平均层厚1.18 m；②粉土，平均层厚1.5 m；③粉细砂，平均层厚3.88 m；④I：中砂，中密，平均层厚9.02 m；④II：粉细砂，中密，平均层厚4.73 m；⑤粗砂砾，中密，平均层厚2.22 m；⑥粉土，平均层厚5.14 m。土质类型为中软场地土，场地类别Ⅲ类。地下水位在自然地坪下2.2～2.7 m，为潜水类型，由东向西流入汾河。

    1．2  周边环境

    该工程东侧相距6 m为5层办公楼，西侧相距8 m为6层住宅楼，南侧相距4 m为宽15 m的道路，相距25 m为5层住宅楼，道路下埋设有各种管线。

    1．3  基坑帷幕

    基坑四周布设双排喷水泥浆深层搅拌桩，桩径Φ500 mm，桩长12 m，桩顶标高-2.5 m，桩间距350 mm，排距400 mm。

    1．4  基坑支护

    东西两侧距离办公楼、住宅楼分别为3 m、5 m处，各布置14根钢筋混凝土灌注桩，桩径Φ600 mm，桩长12 m，间距1.5 m，顶标高-1.8 m，混凝土强度等级C 25。周围均匀布置8Φ18受力筋，箍筋Φ8@200。南北两侧帷幕桩兼作支护桩。

    2  基坑支护综合处理方案

    2．1  原支护桩复核

    该工程的岩土工程勘察报告，未提供土的力学性能指标。原支护设计采用的技术数据及要求的技术条件也未获得。按经验数据验算，东西两侧的钢筋混凝土支护桩及南北两侧的喷水泥浆深层搅拌帷幕支护桩均不能保证安全，必须采取处理措施。

    2．2  基坑支护处理原则

    (1)尽量保留原有支护桩，使其充分发挥作用，以节约投资；

    (2)确保基坑支护结构在基础施工过程中安全可靠；

    (3)避免因基坑周围土体变形和降水不当，造成邻近建筑、道路和地下管线的不均匀沉降；

    (4)便于施工操作。

    根据上述原则，经过对几种方案的分析比较和细致计算，确定了基坑支护的综合处理方案。即采用外围土体卸荷、对不同的开挖深度采取不同的支顶斜撑和不同的承台胎模的作法；降水采用轻型井点和回灌的措施。

    2．3  综合处理方案介绍

    2．3．1  钢筋混凝土支护桩和帷幕支护桩外侧挖土至-3.5 m卸荷，卸荷宽度2.5 m，其标高略高于地下水位；

    2．3．2  400 mm厚构造筏板部位，用370 mm厚砖胎模保护被动土区不受干扰；

    2．3．3  1 500 mm厚条形承台部位，先以工程桩为支点，用钢管斜撑临时支顶钢筋混凝土支护桩和帷幕桩，然后挖土满砌砖胎模加强被动区，再拆除斜撑；

    2．3．4  电梯基坑部位，以4排工程桩为支点，边挖土、边用4道  再拆除斜撑；

    2．3．4  电梯基坑部位，以4排工程桩为支点，边挖土、边用4道钢管斜撑支顶帷幕支护桩，浇筑配筋混凝土胎模兼支护墙，再割除斜撑；

    2．3．5  采用4套轻型井点降水，其中3套设在支护桩及承台筏板之间，井点管底标高-9 m，高于帷幕桩底3 m，在卸土区挖土后安设，主体结构完成4层后拆除；另1套设备设在电梯基坑东、南、西三面，挖土至-6.8 m时安设，电梯基坑混凝土完成后拆除；

    2．3.6  在基坑外围东、南、西三面布置10口回灌井，保证回灌水高度-3.8 m。
    3  方案的实施顺序及施工要点

    3．1  施工顺序

    施工准备→卸荷区统一挖土至-3.5 m→支护桩内侧边3套轻型井点管埋设，打回灌井、观测井，组装降水回灌系统→降水回灌→基坑内土方开挖，支护桩内侧宽2.5 m的范围挖至-5. 1 m时暂保持不动，其余部位挖至-6 m→条形承台部位挖至-6.8 m，支顶斜撑，挖除支护桩内侧保留土；砌筑砖胎模砌体兼支护墙，拆除斜撑→电梯基坑外侧1套轻型井点管埋设，机组组装降水→电梯基坑部位挖土，斜撑处斜面分层挖土，分别支顶-5.0 m、-6.6 m、-7.5 m、-8.2 m斜撑，支模浇筑钢筋混凝土胎模兼支护墙，割除斜撑，封斜撑管口→电梯基坑部位基础承台施工→拆除电梯基坑外侧1套轻型井点→其余承台筏板施工。

    3．2  施工要点

    (1)型钢和钢板用Q 235，混凝土强度等级C 30，砌体均用M 10水泥砂浆砌MU 10砖。

    (2)为使东西两侧桩间土在施工过程中保持稳定，边开挖、边在支护桩间挂铅丝网抹灰。

    (3)钢斜撑下端支顶在工程桩上，斜撑与工程桩相接触处焊弧形钢垫板，钢垫板与工程桩间孔隙用水泥砂浆或水泥浆灌实；钢斜梯上端槽钢组合腰梁与支护桩间孔隙，用细石混凝土或水泥砂浆灌实。

    (4)同一根工程桩上支顶两根斜撑的，在该工程桩与其邻近后侧桩间水平支顶木撑，以确保工程桩的安全。

    (5)支顶斜撑的设置，必须遵循先撑后挖的原则。斜撑的拆除，必须在砌体砌筑后2 d且混凝土强度至少达到C 10以上时进行。

    4  施工监测结果

    4．1  周边环境

    东、西两侧建筑及南侧道路稳定，无开裂现象发生，建筑物的最大沉降值10 mm，最大倾斜值0.07 ％，属正常允许范围。

    4．2  支护桩顶变形

    观测点埋设后进行第一次观测。从挖土开始，在施工的不同阶段，每日或隔日进行观测，直至承台混凝土施工完毕，共观测10次，东、南、西、北的最大位移分别为7 mm、7 mm、8 mm、20 mm。

    5  结语

    本工程的支护桩及周边建筑、道路的变形监测结果表明，本工程所采用的基坑支护综合处理方案是有效的，充分发挥了原有支护桩的作用。根据基础各部位开挖深度的不同，采取了不同的临时支顶斜撑和加强被动区措施，同时采用挖土卸荷、轻型井点降水及回灌等技术，达到了施工周期短、投资少和保证基坑及周边建筑安全的目的。

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四、浅基础设计与施工100问
软弱地基处理注意问题

1应用范围

　小直径石灰桩是指直径小于等于80mm的生石灰压注桩，与大直径（D＞80mm）的桩相比，施工简单，生石灰固化反应彻底，容易早期测定复合地基载力，由于施工机械（工具）简单，操作不受场地限制，对环境无污染，无噪音干扰，成本低廉，深受业主喜爱。但在施工期间，要求施工人员应具有较高的敬业精神，严格操作，认真捣实。

石灰桩加固地基最适合于高含水量粘性大、素填土、杂填土、淤泥质土层，其含水量一般在40%-95%，无侧限压缩强度在10kPa以上，在新乡地区基工程中，一般软弱地基的承载力在60-90kPa时，多层砖混结构工程中应用较经济。

2加固原理

小直径石灰桩用D=40-80mm钢管成孔、间距100-300mm，把以生石灰为主的材料压注入孔，形成柱状，使生石灰吸取地基土中的孔隙水，发生化学反应，生成有较高强度的桩。由于周围地基的孔隙被吸收，含水量下降，加速地基土的固结，同时，桩本身吸水膨胀，挤实了四周的土。而化学反应释放热量引起水分蒸发，也使地基中水分减少，这样地基就得到了加固。

2.1降低含水量

桩中的生石灰经过下述的反应过程，以化合水的形式吸收桩周围地基中的孔隙水：

CaO+H2O=Ca(OH)2

上式中生石灰反应成熟石灰时的需水量为石灰量的32.15%。反应后体积约增1倍，加上原生石灰间孔隙及反应后的熟石灰间的孔隙均可充填水。又由于反应产生大量热量，引起水分蒸发，降低了含水量，促进了桩周围地基土固结，从而在结构物建造后使地基沉降大大减小。

2.2增加粘聚力

在生石灰桩刚施工完后，地基土由于被扰动，地基强度暂时降低，其降低程度与地基土的灵敏度成正比。然后随着生石灰桩效果的发挥，土的扰动影响被抵消，地基强度逐渐上升，约二周就呈大体稳定之势，地基强度的提高，主要是地基土被加速固结后，粘聚力有了较大提高。

3设计方法

（1）根据提供的地质勘察报告和建筑物结构形式确定地基持力层是否采用石灰桩，持力层的土层为杂填土、粉质粘土、素填土或淤泥质土时，并且承载力≤80 kPa，厚度大于1m，经分析挖除软弱土层不经济或不可能时，可采取生石灰桩处理地基。

（2）确定石灰桩的长度、直径、间距、平面布置方式。

桩径和间距一般关系为L=（3-5）D，布置形式可为梅花式、矩形或三角分布，桩长度一般0.5-1.5m，然后验算是否满足薄弱层和基础宽度要求。

（3）确定桩土复合地基承载力，其中一般处理后F≥120 kPa，当F＞150 kPa一般取150 kPa。

（4）审核检验：施工结束后，检验复合地基承载力。
４施工方法

成孔工具为洛阳铲或端部尖形的钢管；填充生石灰的捣实工具，用空心套管，辅助以钢筋棍捣实。填充速度不宜过快、过猛。由于施工中无噪音、无污染，成本低廉，可昼夜施工，不受环境场地限制。

桩的材料：因纯熟石灰为粉末状，无多大强度，实际施工中，桩孔内可掺入其它材料，如砂土，一般填充料的比例为：小生石灰块75%-80%，生石灰粉25%-20%。（有时内掺少量粉煤灰或干砂土、白云土、约占4%左右和0.5%的石膏），在施工振捣中一般会渗入1%-3%左右原状土。这些材料共同作用可形成密实的生石灰桩。

5实例

5.1工程概况

石羊住宅楼，砖混结构，六层。

5.2地基条件

第一单元土层厚2.9-4.7m，承载力fk=70 kPa，杂填土、粉质粘土、局部以粉土为主的素填土；第二单元厚2.1-4.0m，fk=130 kPa，粘土层，以下无软弱土层。

5.3桩设计

根据经验，一般情况下地基强度经处理后可提高到原地基的1.5-2.3倍来考虑，对我市解放初期的杂填土，经处理后承载力提到120-140 kPa。按处理后地基承载力达到fk=120 kPa，确定混凝土带基为1.8m宽，桩加因宽度2.5m，桩距200mm，每平方米桩总数25根，梅花形布置，用直径D=48mm的钢管成孔。室内外差0.65m，从技术经济角度考虑，基础埋深-1.9m，桩长0.6m，混凝土垫层厚0.1m，下卧层验算满足要求。

5.4施工期

按上述方法施工，三天全部完成。

5.5效果评价

生石灰桩施工完后，一定要作判断，一般可做标准贯入度试验，或环刀取样进行室内试验，对有经验的设计人员也可凭经验判断。该工程施工完后，环刀取样进行室内试验，结果fk＞125 kPa，基础宽度按fk=125 kPa修正后，浇注混凝土垫层，打混凝土带基。一般情况下石灰桩施工完后一周内强度可达到最终强度的80%左右，随着时间的增加4年左右趋于稳定，经多年实践，该方法用于永久性建筑物是绝对牢固可靠的。该处理方法比碎石桩、喷粉桩节约造价20%-80%，深受业主青睐。

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四、浅基础设计与施工100问
道路软基处治方法

摘要：根据软土地基的生成原因和地基的厚度及其所处的位置，可采用表层处理法、置换法、加载法、竖向排水法四种方法进行软基处理。本文介绍了这四种方法的设计思想和注意事项。

关键词：公路软基处理方法

　　道路软基处理尽可能早期进行，有充分的间隔时间使软基达到沉降稳定后方可进行填土施工。下面介绍软基处理的四种方法：

1　表层处理法

表层处理法用于地表面极软弱的情况。该法是通过排水、敷设或增添材料等办法，提高地表强度，防止地基局部剪切变形，保证施工机械作业；同时尽可能把填土荷载均匀地分布于地基上。属于这类处理方法的有：表层排水法，砂垫层法，敷设材料法，添加剂法等等。1.1　表层排水法

对土质较好因含水量过大而导致的软土地基，在填土之前，地表面开挖沟槽，排除地表水，同时降低地基表层部分的含水率，以保障施工机械通行。为了发挥开挖出的沟槽在施工中达到盲沟的效果，应回填透水性好的砂砾或碎石。

设计、施工注意事项

①沟槽的布置　沟槽布置要考虑利用地形自然坡度排水；填土沉降要注意坡度的变化；不使来自四周挖方部位的地表水、渗透水浸入填土；沟槽的间隔要尽可能加密，以增大排水能力，即使有部分沟槽被切断也不会妨害整体排水。

②沟槽的构造　沟槽尺寸一般取宽0.5ｍ，深0.5～1.0ｍ。填土之前在沟槽内用透水良好的砂（砂砾）回填成为盲沟。纵向盲沟一般沿道路纵向或中央纵向开挖，横向盲沟一般间距10ｍ～15ｍ布置。沟槽内埋设多孔排水管时，必须用优质反滤层加以保护。

1.2　砂垫层法

对于地基上部软土层极薄且含水量大时，在软土地基上敷垫0.5～1.2ｍ左右厚的砂垫层。这样可达到固结软土层，使砂垫层起到上部排水层作用；同时，砂垫层又成为填土内的地下排水层，以降低填土内的水位；在进行填土及地基处理施工时，为施工机械提供良好的通行条件。

1.2.1　设计　如采用机械施工，在确定砂垫层厚度时，应考虑机械的重量，轮胎对地面接触压力，偏心程度及软土地基表层强度等。表1为砂垫层标准厚度。

在极软地基上，仅用砂垫层来确保大型施工机械的通行，往往需要较厚的砂垫层，是不经济的，所以常与表层排水或敷垫材料等法并用。

填土面积大且排水距离长，预计有多处地下水渗出时，若仅用山砂作砂垫层，不能获得充分排水效果，应采用设置盲沟，砂垫层内的排水距离宜短不宜长。

1.2.2　施工　砂垫层施工时应设放样板。摊铺作业一般采用自卸汽车与推土机联合操作。要尽量做到均匀一致。用透水性差的粉土作填料时，其坡脚附近的砂垫层一旦被土复盖，就有可能妨碍侧向排水，因此对砂垫层的端部要妥善处理。

1.3　敷垫材料法

对于地基土层不均匀，可能发生局部不均匀沉降和侧向变位，可利用所敷垫材料的抗剪和拉抗力，来增强施工机械的通行，均匀地支承填土荷载、减少地基局部沉降和侧向变位，以提高地基的支承能力。

敷垫材料主要有化纤无纺布、土工布、玻璃纤维格栅等被广为采用。

设计、施工注意事项

①应注意地基表层强度，施工机械重量，以及填土荷载大小和宽度等，据以选用合适的敷垫材料。

②施工机械通过区域，使局部地段产生较大的拉压力，应作特别的补强。

③敷垫材料四周应超过填土边缘，端部卷入填土内，上面用填土压紧。

④在特别软的地基上进行第一层填土时，可使用放置干筏上的手摇传送带撒铺，有时也用皮带抛射式撒砂机撒铺。

⑤第一次撒布厚度应尽可能薄些，并要求用透水性好的河砂为材料。含砾石时，要注意不使其损坏敷垫物。

1.4　添加剂法

对于表层为粘性土时，在表层粘性土内渗入添加剂，改善地基的压缩性能和强度特性，以保施工机械的行驶。同时也可达到提高填土稳定及固结的效果。

添加材料通常使用的是生石灰，熟石灰和水泥。石灰类添加材料通过现场拌和或厂拌，除了降低土壤含水量、产生团粒效果外，对被固结的土随着时间的推移会发生化学性固结，使粘土成分发生质的变化，从而促进土体稳定。

设计、施工注意事项

①生石灰消解程度的判断　生石灰消解过程伴随体积膨胀，在此期间进行碾压，不可能获得预期效果。因此在固结时要掌握发热温度、准确判断消解结束时间。

②添加材料的配比设计　添加材料的适当剂量，要根据所处理的土质，施工方法和试验配比的结果来决定。一般有改良土、石灰土、水泥稳定土较为常用。改良土是利用现场地基土掺石灰（一般含灰6％）后再次利用，其施工方便、造价低；石灰土是用黄土掺石灰（一般含灰10％～12％）后使用，其造价较改良土要高；水泥稳定土是用黄土掺水泥（一般含水泥3％～5％）后使用，其造价较贵，在秋、冬季雨天施工时，工期短时不得已采用，其优点是不需太长的养生时间，就可使地基固化板结达到施工要求的强度。

③固结与养生　用水泥或熟石灰处理，在拌和一结束即产生固结。用生石灰处理，从拌和时的初步碾压到生石灰消解结束，要进行二次固结，若强度足够可不必养生。但因土质或施工条件不同，被处理过的土质强度增长也各不相同，大体上以养生一周后的强度为所要求的固结强度。
2　置换法

本法是以优质土置换软弱土，确保填土稳定和减少沉降量。施工方法分有人工挖掘置换和借填土自重或用爆炸法将软弱土挤出的强制置换。其施工都比较容易，多数情况下能在短时间内达到所要求的目的。从可靠性来说人工挖掘置换较优。置换材料应采用即使受到水浸也不致降低承载力的粗粒土。但必须进行充分压实。

3　加载法

加载法是为了预先促进软土地基沉降，增加地基强度，以防止设置在填土上或邻接填土的路面和构造物或者埋入填土内的构造物发生有害沉降而导致破坏。促进地基固结沉降的方法有：在地基上增加总压办法；减少土中的间隙水压提高有效应力法等。前者用填土荷载时，一般为填土加载法，后者又可分通过井点，竖井等的降低地下水法和在地表面铺砂，覆盖不透水膜使之形成真空，依靠大气压力加载来促进固结的大气压加载法。采用填土加载法时，须注意地基的稳定状态。而降低地下水法和大气压加载法则不必担心地基遭到破坏，但受到地基适应性的限制且工程费用大，一般不采用。上述方法，都很少单独采用。

3.1　填土加载法

3.1.1　方法与原理　已完成设计填土（荷载ｑｆ）时，其全部垂直力为Ｐｏ＋ΔＰｆ＝Ｐ1,由此引起的沉降量为Ｓ1。加载后经Δｔ时间，固结度为Ｕ，又从图1ｂ知沉降量为Ｓ1Ｕ，通过固结沉降过程时间ｔ以后的残余沉降量为ΔＳ1。当增加Δｑｓ的超载时，全部垂直应力为Ｐ0＋ΔＰｆ＋ΔＰＳ＝Ｐ2，由此引起的沉降量为Ｓ2，加载经过Δｔ时间的度固结为Ｕ，沉降量达到Ｓ2Ｕ。此时如把Δｑｓ荷载卸除，对于ｑｆ（ｍ）来说即达到了Ｕ＋ΔＵ的固结度，换句话说，原只能达到Ｕ的固结度，由于超载Δｑｓ经Δｔ时间，增加了ΔＵ的固结度。不过实际加载不会瞬时完成，卸荷后又会产生一定膨胀，对已经增长的固结效果有些丧失。

假如加载Δｑｓ及荷载时间选择恰当，经ｔ时间后的残余沉降量如图1ｂ所示，有可能从ΔＳ1减少到ΔＳ2。

设计施工注意事项采用本法的主要目的是使铺装完成后路面残余沉降量控制在允许值以内。所以它与载荷重量、放置自沉时间、固结层厚和沉降时间曲线，及荷载设计、允许工期等有关。

①本法施工以不损伤支承荷载的地基稳定为宜。对难以保证稳定或加载重量很大时，应考虑与竖向排水井法或缓速加载法并用。

②如果仅为了处理沉降，可选择超载重量，且作长期放置自沉，其效果较好。

③由于沉降--时间关系一般是难以预测的，所以在施工时应进行全面的动态观测，随时注意防止地基的破坏，根据所获得的观测资料，确定卸载后的残余沉降量和卸荷时间。

3.2　降低地下水法

本法适用于上部，中间部位有砂层分布的地基，但粘性也仍然有效。本法的特点是与软土层深度无关。原理　设位于地下水位以下Ｚ处的垂直总应力为Ｐ，有效应力为Ｐ0′则

Ｐ0＝Ｐ＋ＹｗＺ

一旦使地下水位降低△Ｚ，水压分布发生变化，地下水面以下的压实有效应力为Ｐ1′则Ｐ1＇＝Ｐ＋Ｙｗ（Ｚ－ΔＺ）

ＹｗΔＺ为增加的有效应力。通常可以认为，水位每降低1ｍ，有效应力增加10ｋＰａ。如降低了的水位处，地基系由粗粒土组成，由于排水而使土的单位体积重量减小，于是Ｐ也变小，效果也就有所降低。

设计施工注意事项

①砂层的透水系数

②使用井点时，理论可抽水深度为10.3ｍ，但考虑水头损失和动力关系，能够降低水位的最大值约5.5～6.0ｍ左右。

③邻近有水源（河、池、海或沟）时，需要抽水的量增多。

④降低地下水位，如对抽水区以外地域及沿线有损害时，为了既隔断对四周的影响又达到降低地下水位的效果，可在施工区间打入钢板桩围护。

⑤因为需在整个固结期内降低地下水位致使经历时间长，机械费用高。

4　竖向排水法

在粘性土地基中设置垂直的排水柱，以缩短排水距离，促进地基排水固结，增加抗剪强度。由于垂直排水柱所用材料不同，分为砂井和纸板排水两种。

4.1　砂井排水法

砂井排水法根据砂井的施工方法不同，可分为打入式、振动式、螺旋钻式、水射式及袋装式等。本法很少单独使用，多与加载法或缓速填土法并用，对层厚大，均质的粘土地质最为有效；对泥炭质地基效果稍差。

粘性土层固结所需时间ｔ与垂直方向最大排水距离Ｄ的平方成正比。很清楚，粘土层越厚，所需固结时间就越长。

4.1.1　设计　以间距ｄ布置，直径为ｄｗ的排水砂井。设想直径为ｄｅ的圆柱状地基，如间隙水只流向砂井，其固结时间为：

ｔ＝2Ｔｈｄｅ／Ｃｈ

式中：ｔ--固结时间（ｄ）

Ｔｈ--水平向固结时间因数（无因次）

Ｃｈ--水平向固结系数（ｍ2／ｄ）

ｄｅ--有效直径（ｍ）

　　当砂井间距离为ｄ间（见图4）；

正三角形布置ｄｅ＝1.05ｄ；

正方形布置ｄｅ＝1.13ｄ。

ｄｗ--砂蟛直径（ｍ）

可知ｄｅ越小，排水砂井间距ｄ就越小，越能促进固结。

固结度Ｕｈ与时间因数Ｔｈ是以有效直径和排水砂井直径之比ｎ＝ｄｅ／ｄｗ为参数。ｄｅ与垂直向的固结排水距离Ｄ相对较小，所以多把垂直方向排水忽略。但粘占层厚度较小时，不能忽略。粘土层总的固结度Ｕ由下式求得。

Ｕ＝1－（1－Ｕｈ）（1－Ｕｖ）

式中：Ｕｈ-水平向固结度；

　　Ｕｖ-竖向固结度。

地基处理范围，为了稳定，以填土坡面下为处理对象；为防止沉降，主要以路基顶面宽度下作为处理对象。
设计排水砂井时，首先假定施工方法、砂井直径、排水距离和改良范围。然后进行稳定及沉降计算，若不能满足时，修正假定数据，再进行计算。并注意下列几点。

①是否有砂层存在。

②防止扰动四周土壤，避免降低透水性或地基强度。宜取尽可能宽的排水间距。一般情况水平向固结系数Ｃｈ为竖向的固结系数ＣＶ的数倍，但是由于砂井打设方法不同，实际Ｃｈ只能达到ＣＶ甚至小于ＣＶ的值。

③砂井中的砂，在固结过程中起到排水通路的作用，因此必须长期发挥良好的透水性能。通常采用干净优质的粗砂。

4.1.2　施工程序

①铺砂。在砂井施工之前，地表面先铺一砂垫层。并设置排水沟，使填土内不致有较高的地下水位。

②打入排水砂井。其法有打入式、振动沉桩式、射水式、螺旋钻进式及袋装式等。无论何种方式一般的沉入深度为15～20ｍ，超过这一深度工程费用明显增大。

ａ.打入式和振动沉桩式　这是最常用的两种方式。使用履带式起重机时沉入深度为10ｍ左右；使用特制的钢打桩架，沉入深度可达30ｍ。桩径一般采用30～50ｃｍ，间距为1.5～3.0ｍ。

打入式和振动沉桩式的施工程度大致相同：

（1）套管底端接上管靴，放置在设计井位上；

（2）用汽锺锺击或振动锤振打至设计深度；

（3）用铲斗把砂喂入套管中；

（4～5）将喂砂口封闭，一边压入压缩空气，一边拔出套管；

（6）待套管完全拔出，砂井沉入即告结束。

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四、浅基础设计与施工100问
高层建筑地基基础概念设计的思考

高层建筑地基基础设计是制约高层建筑的安全可靠性和经济合理性的关键环节。透过高层建筑地基基础的实测资料及某些工程事故原因的剖析，发现传统概念设计存在进一步优化和改进的空间。

　　按传统概念设计的箱基、筏基、桩筏基础必然导致蝶形沉降和马鞍形反力分布或出现主裙差异变形过大，而这种变形与反力分布模式必然导致箱筏整体弯矩、冲切力和剪力增大，引发上部结构的过大次应力，降低使用寿命。为此，本文提出了变刚度调平概念设计。

　　其基本思路是：通过调整地基和基桩的刚度分布，使反力同荷载分布相协调，沉降变形趋向均匀，由此使基础所受整体弯矩、冲切力和剪力减至最小。具体做法是：根据结构布局、荷载及地层条件，实施局部增强变刚度调平、桩基变刚度调平、主裙连体变刚度调平，并进行地基（桩土）—基础—上部结构共同作用计算分析。

　　1．局部增强变刚度调平

　　在采用天然地基时，突破纯天然地基的传统观念，对荷载集度高的区域如核心筒等实施局部增强处理，包括采用刚性桩复合地基或局部桩基，由此使支承刚度与荷载匹配，沉降趋向均匀，降低基础内力和材耗。

　　2．桩基变刚度调平

　　对于需采用桩基的情况，根据结构与荷载分布、场地地质特点，实施变刚度调平布桩，对于荷载显著不均匀的框筒、框剪结构，可采用变桩距、变桩径、变桩长布桩。对于荷载集度高的内部桩群区，应考虑相互作用适当增强；对于外围区应适当弱化，按复合桩基计算。

　　3．主裙连体变刚度调平

　　对于主裙连体建筑，应按增强主体（采用桩基、刚性桩复合地基）、弱化裙房（采用天然地基、疏短桩基、复合地基）的原则设计。

　　4．地基（桩土）—基础—上部结构共同作用分析

　　为使变刚度调平概念设计更趋向合理、可靠、实用，宜在概念设计的基础上进行地基（桩土）—基础—上部结构共同作用计算分析，进一步调整布桩，使差异变形降到最小，并计算确定基础、承台的内力与配筋。

　　变刚度调平概念设计已通过大比例现场模型试验验证，并应用于十余项工程，取得了良好的技术经济效果。

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四、浅基础设计与施工100问
地下室设计中常见问题及对策措施

1.地下室如果设计不当，对整体抗震性能会产生较大影响，根据南京市施工图审查要点，对于半地下室的埋深要求应大于地下室外地面以上的高度，才能不计其层数，总高度才能从室外地面算起。地下室的墙柱与上部结构的墙柱要协调统一。地下室顶板室内外板面标高变化处，当标高变化超过梁高范围时则形成错层，未采取措施不应作为上部结构的嵌固部位，规范明确规定作为上部结构嵌固部位的地下室楼层的顶楼盖应采用梁板结构，地下室顶板为无梁楼盖时不应作为上部结构嵌固部位。结构计算应往下算至满足嵌固端要求的地下室楼层或底板，但剪力墙底部加强区层数应从地面往上算，并应包括地下层。

存在的常见问题如：半地下室埋深不够，房屋层数包括半地下室层已达8层，层数和总高度超过要求等。

2荷载取值与组合

地下室外墙受弯及受剪计算时，土压力引起的效应为永久荷载效应，可变荷载效应控制的组合时，土压力的荷载分项系数取1.2；永久荷载效应控制的组合时，其荷载分项系数取1.35。对于地面活荷载，同样应乘侧压力系数，许多设计中计算不对。地下室底板的强度计算时，根据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)第3.2.5条板、覆土的自重的荷载分项系数取1.0。抗浮计算时，板、覆土的自重的荷载分项系数应取为0.9。地下室外墙的土压力应为静止土压力，根据土性的不同分别采用不同的计算方法，粘性土采用水土合算，砂性土采用水土分算。

如果地下室顶部没有房屋，是空旷场地，其荷载是否要考虑平时消防车荷载或大于消防车的可能荷载，实际中比较取起控制作用的荷载作为设计依据。另如某工程设计在-1.55m标高处一层平面是地下室顶板，活载只考虑4.5KN/m2，未计覆土荷载，消防车荷载。地下车库活载取值6.0KN/m2，不满足GB50009-2001第4.1.1条，未考虑消防车荷载，或者施工过程中和使用过程中可能出现的载重车荷载,与消防车荷载比较取大值。

3外墙计算模型

地下室外墙配筋计算：有的工程外墙配筋计算中，凡外墙带扶壁柱的，不区别扶壁柱尺寸大小，一律按双向板计算配筋，而扶壁柱按地下室结构整体电算分析结果配筋，又未按外墙双向板传递荷载验算扶壁柱配筋。按外墙与扶壁柱变形协调的原理，其外墙竖向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墙的水平分布筋有富余量。建议：除了垂直于外墙方向有钢筋混凝土内隔墙相连的外墙板块或外墙扶壁柱截面尺寸较大(如高层建筑外框架柱之间) 外墙板块按双向板计算配筋外，其余的外墙宜按竖向单向板计算配筋为妥。竖向荷载(轴力)较小的外墙扶壁桩，其内外侧主筋也应予以适当加强。外墙的水平分布筋要根据扶壁柱截面尺寸大小，可适当另配外侧附加短水平负筋予以加强，外墙转角处也同此予以适当加强。

地下室外墙计算时底部为固定支座(即底板作为外墙的嵌固端)，侧壁底部弯矩与相邻的底板弯矩大小一样，底板的抗弯能力不应小于侧壁，其厚度和配筋量应匹配，这方面问题在地下车道中最为典型，车道侧壁为悬臂构件，底板的抗弯能力不应小于侧壁底部。地下室底板标高变化处也经常发现类似问题：标高变化处仅设一梁，梁宽甚至小于底板厚度，梁内仅靠两侧箍筋传递板的支座弯矩难以满足要求。地面层开洞位置(如楼梯间)外墙顶部无楼板支撑，计算模型和配筋构造均应与实际相符。车道紧靠地下室外墙时，车道底板位于外墙中部，应注意外墙承受车道底板传来的水平集中力作用，该荷载经常遗漏。
4顶底板和楼梯

设计中存在的常见问题如：地下室顶板，板厚选用100mm，不符合GB50011-2001第6.1.14条；底板配筋Φ14@100，不符合JGJ3-2002第12.2.4条；地下室顶板厚度、地下部分柱配筋不符GB50011-2001 第6.1.14条。地下室混凝土底板、顶板、墙配筋不符合GB50010-2002第9.5.1条及GB50038-94第4.7.8条等。

5地下水与抗浮

地下水位及其变幅是地下室抗浮设计重要依据，实际地下室抗浮设计中往往只考虑正常使用极限状态，对施工过程和洪水期重视不足，因而会造成施工过程中由于抗浮不够出现局部破坏。另外，实际中在同一整体大面

积地下室上建有多栋高层和低层建筑，而地下室面积大，形状又不规则，加之局部上方没有建筑，此类抗浮问题也相对比较难以处理，须作细致分析处理。

常见设计问题如：地下水位未按勘察报告确定，或勘察报告未提供计算浮力的地下水位及其变幅，违反了GB50007-2002第3.0.2条；斜坡道未进行抗浮验算，斜坡道与主体分缝处未作处理；抗浮验算不满足要求，GB50009-2001第3.2.5条等。

6裂缝及控制方法

地下室外墙混凝土易出现收缩，受到结构本身和基坑边壁等的约束，产生较大的拉应力，直至出现收缩裂缝，地下室外墙裂缝宽度控制在0.2mm之内，其配筋量往往由裂缝宽度验算控制。

工程中许多设计将地下室防水结构构件的计算弯距调幅、有的下端按铰接、有的未考虑荷载分项系数、多层时未按多跨连续计算，地下室外墙在计算中漏掉抗裂性验算(违反GB50108-2001第4.1.6条)，地下室外墙与底板连接构造不合理，建筑物超长未设缝或留置后浇带(违反GB50010-2002第9.1.1条)，后浇带的位置设置不当，外墙施工缝或后浇带详图未交代，室外出入口与主体结构相连处未设沉降缝等，导致违反设计规范，产生渗漏现象。某工程地下室设计成一个大底盘，而该大底盘下的基础形式同时有天然地基、桩基、刚性桩复合地基（违反GB50011-2001第3.3.4条），此类基础即使设置后浇带也仅适合施工阶段。

地下室整体超长，应采取相应措施，防止裂缝开展，采取的主要措施：①补偿收缩混凝土，即在混凝土中渗入UEA、HEA等微膨胀剂。以混凝土的膨胀值减去混凝土的最终收缩值的差值大于或等于混凝土的极限拉伸即可控制裂缝。②膨胀带，由于混凝土中膨胀剂的膨胀变形不会与混凝土的早期收缩变形完全补偿，为了实现混凝土连续浇注无缝施工而设置的补偿收缩混凝土带，根据一些工程实践，一般超过60m设置膨胀加强带。③后浇带，作为混凝土早期短时期释放约束力的一种技术措施，较长久性变形缝已有很大的改进并广泛任用。④提高钢筋混凝土的抗拉能力，混凝土应考虑增加抗变形钢筋，对于侧壁，增加水平温度筋，在混凝土面层起强化作用。侧壁受底板和顶板的约束，混凝土胀缩不一致，可在墙体中部设一道水平暗梁抵抗拉力。

7保护层和垫层厚度

《地下工程防水技术规范》(GB50108-2001)对防水混凝土结构规定：结构厚度不应小于250mm；裂缝宽度不得大于0.2mm，并不得贯通；迎水面钢筋保护层厚度不应小于50mm。防水混凝土结构底板混凝土垫层，强度等级不应小于C15，厚度不小于100mm，在软弱土层中不应小于150mm。工程实践表明如果结构厚度或迎水面钢筋保护层厚度小于规范限值常常是引起渗漏水现象的常见原因，因此规范修订以后对限值作了相应的提高，应引起注意。

地下室顶板钢筋应加强，保护层和混凝土垫层及强度等级应按规范加注(GB50108-2001第4.1.6条)。否则就会产生如下类似问题：地下室外墙、底板等迎水面保护层厚40mm，底板与土接触处钢筋保护层厚35mm，不适合GB50108-2001第4.1.6条；柱保护层25mm，违反GB50010-2002第9.2.1条；地下室垫层采用C10混凝土，或底板下未做混凝土垫层，违反GB50108－2001第4.1.5条和第4.1.5条；未见地下混凝土构件环境类别划分与对应的钢筋混凝土构件保护层厚度，不符合GB50010-2002第9.2.1条等。

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四、浅基础设计与施工100问
爆炸挤淤法处理公路软土地基研究

同江至三亚国道主干线经过的福建宁德市境内海湾滩涂路段 K3+600~K3+900 及 K4+300~K4+550 两段，其下分布的滨海相淤泥厚度最大达17.5m（路中线位置），不排水抗剪强度12.1~19.1kPa，淤泥层含水量为57.6~89.0%，天然密度为14.6~16.3kN/m3，天然孔隙比为1.55~2.40，液限含水量为48.8~74.0%，塑性指数为20.2~43.3；
　　可见淤泥层的工程性质是相当差的。对这种条件下的淤泥进行处理，设计曾考虑了粉喷桩方案，但由于受潮汐的影响，粉喷桩施工困难；同时根据国内的技术水平，粉喷桩的最大成桩深度为15m，而质量有保证的深度一般限于10m之内，所以用粉喷桩处理厚度达17.5m的淤泥也是非常困难的。针对上述情况及本路段路堤填高大（预压高度7米）、工期紧的要求，通过对国内外软基处治新技术的分析比较，采用爆炸挤淤的方法进行处理是一种较为理想的途径。考虑到这种方法在国内高速公路软土地基处理中尚无先例，出于慎重与探索的目的，采用试验研究的方式运用该项技术。
　　爆炸挤淤的基本原理是：在软基上先填筑一定高度的石方，向石方坡脚软土内部装入炸药包，药包爆炸后，软土内产生部分空腔，并伴有强烈的震动，扰动淤泥体，石方在其自重及震动能量作用下下压，填充空腔同时向路基外侧挤压淤泥，从而达到处理软土地基的目的。 K3+600~K3+900 路段周围无对震动有限制的建筑物，采用全断面纵向推进的堤端爆炸抛填方案。K4+300~K4+550 路段由于受周围民房安全条件的限制（爆炸源距离最近的民房为30m），单炮药量将大大减少。为使药量减少后尽量提高爆炸挤淤的效果，本段采用堤侧爆炸抛填方案。采用爆炸挤淤法施工的主要机具为一台吊车、一根套管，从下套管装药至起爆仅需一天的时间；工程的进度主要取决于石料的堆填能力。天气、潮汐对其施工都不会影响，相反涨潮越高，对施工越有利。
　　该方法特别适用于采用其它方法难以处理的工程性质极差的软土，土越软效果越好，不论土的物理化学性质如何都可采用。软基处理的其它方法，都因受路堤的稳定与沉降控制，而要求有相当长的工期（施工期与预压期），而该方法施工中不怕石体滑动，抛填速度越快越好，预压时间很短或不需预压，从而工期大大缩短。爆炸挤淤试验工程正式开工时间为1996年8月10日，至1997年4月6日爆炸挤淤抛石结束，随后埋设沉降板进行沉降观测，到1997年12月沉降稳定，预压时间9个月；总工期比粉喷桩处理至少缩短6个月，具有显著的经济效益和社会效益。用爆炸挤淤法处理的两路段节省地基处理费用、砂垫层费用、预压土方费用共计520余万元。成果可在沿海和具备该工艺实施条件的地区的公路建设中应用，可作为极软地基上公路建设缩短工期、消除工后沉降的首选方案推广。
　　由于参加研究的单位有建设单位、设计研究单位、施工单位等，所以对成果的推广应用创造了条件。将爆炸挤淤法首次用于处理公路软土地基，通过试验工程研究总结出设计、施工、检测的实用方法，成功地解决了软土层厚、强度低、特力层横坡陡等不利地基条件下公路路堤的稳定问题、预压期短、工后沉降量小，工期短处理费用省，充分利用废弃的石方，减少弃方占地，有利于保护生态环境和国土资源，社会效益和经济效益显著。已推广应用于福宁高速公路，推广应用前景广阔。

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四、浅基础设计与施工100问
公路工程中软基鉴别试验与处治

　　摘要：公路软基鉴别与处治是每个路基项目都面临的问题，本问结合工程施工对软基鉴别与施工做一些探讨。

    关键词：软基；处治；试验；施工

    公路工程中的软基变更试几乎每条公路都会面临着的问题,本文试图从工程实践中对当前软土路基的试验处置做一些有益的探讨。一般对于软基工程的确认，施工、监理与业主之间总是有不一致的地方，因为这牵涉到较大工程量的变更，变更有两方面的变更，一是对设计软基工程量的变更，由于设计上各方面的原因，施工单位在施工中对深度和广度会提出一些变更的申请；二是施工单位在实测工程时会发现一些原设计上没有但施工中却存在的软基。不管是那种情况，都应认真对待，否则对将来路基的稳定性将产生严重的隐患。

    软基在公路工程施工中的先后问题，按理讲应是利用大规模的路基施工之余，分段处理。我单位所承建的湖南某高速公路，凡变更超过50000元均须报请业主批准，变更周期比较长，申报程序较复杂，另外，该地区入场初期逢较长雨季，鉴于此种情况，我们采取了集中精力对全线软基的辨识确认，事实证明，在此种情形之下，该方法处置得当，早期的这些工作为日后大规模施工创造了条件。

    软土路基的确定，是一项比较容易引起争议的工作，正因为如此，才有必要对软基的研究进一步加强，用比较量化的试验指标来控制。在确定软土时要查明软土及与之相存在的一般土层的成因及类别、范围、物理力学性质及必要的水理化学性质。

    然而对软土的鉴别由于各省区各公路工程的软土成因不尽相同，故而其性质也千差万别，滨海、谷地、河滩、湖沼等各处辨别也应区别对待，不宜生搬硬套标准。因此我们对本路段的主要软基取样并作了试验，所得数据如下

桩号深度（m）天然含水量w（%）天然密度ρ（g/cm3）比重γ 液限wl（%）塑限wp（%）塑指孔隙比e（%）孔隙率n（%）饱和度Sr（%）

K177+140 4 37.3 1.446 2.723 30.6 20.3 10.3 1.583 61.3 64.2

K177+140 2 39.7 1.357 2.723 30.9 20.5 10.4 1.799 64.3 60.1

K174+800右4米 2 48.5 1.186 2.723 45.1 26.7 18.4 2.404 70.6 54.9

K175+430左13米 2 50.4 1.118 2.681 59.8 32.2 27.6 2.606 72.3 51.9

DK0+370左1米 1 51.4 1.120 2.783 / / / 2.762 73.4 51.8

EK0+150右2米 1．5 59.4 1.018 2.591 46.5 29.2 17.3 3.057 75.4 50.3

    由以上数据分析可得出以下规律：

    1．一般天然细粒土的天然密度在1.60~1.75 g/cm3之间，而水又是不可压缩的,密度远小于土的天然密度1.60~1.75 g/cm3,所以对于同样的土质含水量的增加必然导致土体干密度的减小。

    2．液塑限的因素。由以上结果分析，液塑限对软基的断定并非必然的连系,事实上,在本工程中,我们遇到了相当多的高液限土(约为60%),并且用这些高液限土填筑路基,若处理得当效果也不错。当然了,高液限土(wl>50%)是一种不适宜材料, 击实试验表明液限大,最佳含水量也较大,自然对应的最大干密度就会较小,一般高液限粘土的最大干密度为1.55~1.65g/cm3。

    3．孔隙比。孔隙比与含水量有较大的关系，其公式为e0=Gρw（1+w）/ρ-1

    （式中：ρw为水的密度，G为土粒比重，ρ为湿密度，w为含水量）

    其中若w较大将导致分母ρ较小，必然导致e0较大。事实上，软土的G并未见有特别之处，因此可以说w较大程度地决定了e0的大小。

    使用方法：开沟清表30cm厚之后的连续第3个晴天,现场测试地基,当满足Cu≥25Kpa时即位软土深度，软基探测每断面间距10米，布置5个测点，或以5mx5m方格网“十”字角点作为触点。该仪器应经过原状土试验，进行偏差校正，一般地

Rd=m2hN/（20（Ti+M）A）

Cu=0.02Rd

式中：Rd——动贯入阻力（Kpa）

Cu——不排水抗剪强度（Kpa），土的抗剪强度为τ=σּtgΨ+c, τ与作用在滑动面上的正应力无关,故记τmax=Cu。也有依据紧密程度取Cu=（0.02~0.033）Rd的
h——降落高度0.5米

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四、浅基础设计与施工100问
浅谈公路软土地基处理

   摘要：在我国沿江、沿湖、沿海等处广泛分布着软土，而这些地区一般又是经济发达地区，对公路交通需要迫切，尤其要发展高速公路。因而在高路堤、大型桥梁，大量的涵洞、通道处软土都给它们带来不同程度的危害。如路基的滑移，开裂，路面起伏不平，桥涵通道等人工构造物处的跳车颠簸……而使这些地区的公路建设者感到非常棘手，要花大量人力、物力、财力和时间，去进行勘察、测试、设计、科研和施工。目的是为了整治好，处理好地基，使来往车辆及司乘人员安全，快速，舒适地行驶在公路上。

    关键词：道路桥梁地基处理

    一、前言

　　软土对公路的危害，引起我国公路方面各具部门的重视，科研、设计、施工等单位全力以赴，协同作战，经过多年努力，已摸索了不少对策，并取得了可喜的成绩。

　　（一）科研部门成立了专门机构，组织机关。交通部下属科研院、所有之，为了承担软土科研及试验工程临时组成科研小组也有之。近年来为集设计、科研与施工为一体专门服务于软基，也兼作其它特殊性岩土处治工程而纷纷出现一些新型的岩土公司，在广东、湖南、辽宁、陕西等省均有，这样的联合配套公司，给软基处理带来新的生机。

　　（二）勘察设计部门利用他们勘察单位的优势，采用多种勘探，测试手段，尤其近年来不仅用单一的钻探方法而且更广泛采用静力触探、十字板剪、旁压等原位测试仪具以及多种土工仪器进行原状土和扰动土的物理、力学、水理试验项目，为设计提供了可靠的地质资料和各种必需的土工试验数据，大大提高设计成果的可靠度。在设计方法方面更有大的突破，过去对软土的沉降、稳定计算，多用手算，现在采用计算辅助设计，不仅加快了设计进度，而且便于优化设计，且能迅速提供设计成果，也元形中减轻了设计人员的劳动强度。

　　（三）施工部门由于目前软土部门趋向专业化。公路部门有，航务、铁道、市政、水电……等部门也有。它们拥有专门的施工机械，可使用多种材料进行软基处理施工，并能埋置检测观察仪具体进行监测，从而也保证了施工质量和施工安全。

　　（四）其他部门在学术活动方面，不少学会或有关情报单位，不时地举行软土地基经验次序或专题研究会，以提高科技人员素质并收到取长补短加快信息传递的多方面的效果。

　　在管理工作方面：交通部急生产单位之所急，最近正组织几个单位，经过三年努力，编制出交通行业标准《公路软土地基路堤设计施工技术规范》，它的即将颁布与出版，将使我国公路软基无论在设计方面或施工方面，出现了有章可循的局面。

    二、路基处理

（一）处理的一般原则

　　1．以时间换金钱，早在10年前，日本著名换金钱处理软土路堤的方法。即尽早用堆载预压不作深层处理软基的方法，这种以自然沉降逐渐达到路基稳定，是一种最经济也简单的方法。但我国公路基本建设的程序不能尽早拔款、征地、从容施工，而一旦工程项目付诸实施时，又往往限于工期，一般情况用自然沉降法将难以实现。

　　2．以金钱赢得时间：即在施工工期紧迫，时间有限的情况下，除非个别低路堤地段高度在临界高度以下，可不作地基处理。桥梁采用基础处，其余软土都需采用不同方法处理，只不过可用多种方案进行优选。
（二）勘察、设计和施工

　　1．软土地区的地质情况首先要弄清楚，工程地质条件复杂，还应进行工程地质分区，以便按分区不同在区别地予以处理。在勘察设计时如地质工作做的不够深，在施工时一旦发现，可作些补充勘察及勘探工作，对地质情况作进一步了解。

　　２．设计方案要经济又要合理切合当地实际情况。

　　3．所用材料数量要够、质量要保证；施工机械数量、规格、性能均要满足要求。

　　4．施工时要严格遵守施工技术规范和操作规程办事，以保证良好的质量，软土地段特别要注意控制填土速率，避免和产生路堤滑移或发生其它意外事情。

　　5．监理工作要跟上，观测仪具事先要埋置好，及时进行监理和记录。以保证施工的质量和安全。

　　如能树立质量第一的思想，严格将上述几项工作做好，应该说软土路基施工，可以达到安全、优质的目的。

（三）处理方案的评价

　　1．处理软土地基常用的方法在公路方面是排水固结，多用各种不同长度和间距的袋装砂井（直径7～10cm）或塑料排水板（宽10nm，厚4.5～6.0）与砂垫层（厚30～80cm）相结合，虽然这些方法是一般的，但却是有效的经济的。

　　为了加快固结而且可提高地基承载力，也可用直径30～50cm或更小一些的砂桩或碎石桩，但造价比上述常用方法要增加至少3～5倍。

　　2．轻质路堤：我国轻质路堤采用的材料一般是粉煤灰，国外也有用大块型硬质泡沫塑料。粉煤路堤有三种类型，即单一的、土和粉煤灰互层的和土砂及粉煤灰等混合的。

　　轻质路堤的作用是减轻路堤自重，减小或加速软土沉降提高土体抗剪强度，同时它作为填料还有节约投资、减少占地等效益。

　　3．其他辅助方法：土工布（分有纺和无纺的两种，一般多用编织的，个别的也有两种类型组合的，可以达到优点互补）还有一材料是塑料加劲格栅，实际上类似“柴排压枝”的作用，这些材料可提高地基整体性，减少地基不均匀的沉降，对防止滑移尽快施工也有好处。

　　此处还有浅层拌合和换填优质材料及抛石排淤等处理浅层软土。有的为深层还设有反压护道。
    三、桥涵通道处的处理

　　在软土地区的桥梁，由于基础埋置较深，已穿过软土层，故一般无大沉降。而在桥头与路堤接合处由于沉降差异较大，往往出现台阶在车辆通道处多出现纵坡突变，在车速过快时出现车辆“切线抛出”感觉很不舒适，人、车安全受到影响。

在此接合处处理的方法一般有：

　　1．涵洞、通道处与路堤一样同时填筑施工，后期再开槽做基础；在桥台处最好前后都填土，或在桥台后背填以渗水性好的砂砾材料。

　　2．在这些人工构造物处采用超载预压，桥头两侧引道80～100m范围也宜如此，以加速固结，减小通车后过大的沉降。

　　3．路堤如过高，下部软土层厚、沉降量过大，沉降期过长、如处理地基费用过高，且效果不一定好时就不如改用桥梁跨过，京津塘高速公路软土地区，路堤如超过6.0m，就用桥跨通过。广深高速公路也将不少高路堤设计路段，改用了高架桥方案。

　　4．桥台处路堤处理：为了加快地基固结，提高地基承载力，减轻路堤与桥台间沉降差，在桥台处的一定距离内采用砂桩，粉喷桩、旋喷桩等加固地基。

　　5．涵洞和通道可采用钢筋砼箱形整体式结构，并同时扩大基础，它施工简便造价比桩基础可省些。

　　6．真空预压：这个方法，在港工方面采用较多，最近江苏连云疏港公路也采用过，主要用于桥头路堤，在工期紧迫，为了争取时间时不失为一种应急对策。因为它可使软土路堤迅速沉降，且提高地基承载力，效果较佳，但由于造价较高，且在北方冰冻季节使用受限，所以采用时，要权衡这些边界条件。

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