1、 前 言根據城市規劃的要求和城市建設的發展，一些建筑，特別是重要建筑只能在被指定的規劃用地上。這些規劃用地往往可供選擇的、理想的地基越來越少，不少建筑物只能建在需要處理的雜填土、軟弱土、膨脹土、地質條件復雜的地基上。我們知道，地基處理的目的在于提高承載力，增加穩定性；減少地基的沉降量，避免產生過大的差異沉降；防止飽和砂土層液化；減少沉降量對地基的影響。因此，因地制宜，根據不同的土層條件選用合適的地基處理方法，不但滿足建筑物的安全可靠，還贏得可觀的經濟效益。這種思想在建筑行業勢在必行，迫在眉睫。由于成都地區所處位置屬高原盆地，土層分布情況由上自下大多數為素填土（雜填土）（淤泥）、粘土（粉質粘土）

2、、粉砂、卵石土。土層條件不復雜，可用的地基處理方法很多，但根據建筑物特點具體選用哪一種，是值得認真考慮的。下面借用具體工程實例探討方案的優化選擇。因為地基處理方案的確定，是地基處理設計的首要問題，應根據建筑物上部結構情況、基礎形式及建筑場地的地質條件，做出地基處理多種方案，經認真推敲，確定最佳處理方案。1 工程概況1.1 工程簡介黃金海岸6#8#住宅樓位于四川省成都市雙流縣華陽鎮，是黃金海岸三期建筑群的三幢磚混結構住宅，為六層建筑，基礎形式采用墻下條形基礎，設計要求復合地基承載力特征值fspk260KPa。建筑物長59.14m，寬13.95m，凈面積825.003m2，總凈面積2475.003

3、m2。1.2 場地工程地質條件1.2.1地形地貌擬建場地北東鄰華陽迎賓大道，北向約300m為南延線，地理環境優越，交通便利，場地主要為耕地和少量拆遷舊址，現有場地被推平回填，場地地面標高介于480.331m485.208m之間，高差4.898m。場地地貌單元以成都平原岷江水系府河級階地為主。1.2.2區域地質構造工作區屬成都平原，位于川西褶皺帶中的成都坳陷區，處于周圍微弱的活動環境中的地殼穩定區。1.2.3場地土層結構該場地土層結構自上而下為：素填土（局部地段為雜填土）：色雜，松散，濕，以粘土為主，夾少量磚塊，部分地段為流塑狀淤泥質土，飽水，層厚0.35.9m，平均厚度3.0m。粘土：黃色，黃

4、褐色，白灰色，硬塑，稍濕，以粘粒為主，厚度0.57.4m，平均厚度4.0m。粉土：褐黃色，淺黃色，稍密，稍濕濕，以粉粒為主，含云母、粘粒，場地局部分布，層厚0.33.2m，平均厚度1.75m。粉砂：褐色，黃褐色，稍密中密，呈層狀或透鏡體分布，層厚0.32.6m，平均厚度1.45m。卵石土：黃色，棕黃色，該層層位穩定，承載力高，未揭穿。1.2.4地下水及地震液化情況場地內卵石土為地下水主要儲存場所，特別是級階地的砂卵石層含水豐富，級階地卵石土由于充填物以粘土為主，具有較好的隔水性，其含水量較少。在級階地施工時，測得地下水靜止水位7.5m左右，級階地測得地下水靜止水位6.0m左右。據區域水文地質資

5、料顯示，地下水位變化幅度在2.04.0m左右。根據建筑抗震設計規范的劃分，本場地區抗震設防烈度為7度，設計地震基本加速度值為0.1g，特征周期為0.35s。由于場地土粉土、粉砂屬Q3地層，按規范規定可判定為不液化土層。1.3各土層力學性質指標各土層物理力學指標項目土名天然重度r（KN/m3）內聚力Ck（KPa）內摩擦角ø（º）壓縮摸量Es（MPa）變形摸量E0（MPa）承載力特征值fspk（KPa）素填土19.018124.580粘 土19.973178.7230粉質粘土（Q4al）19.024145.0170粉土（Q4al）19.518114.0100粉土（Q3al）19

6、.020124.5120粉 砂19.5157.56.0100松散卵石20.02513.311.0200稍密卵石21.03525.922.0350中密卵石22.04037.533.0570密實卵石23.0505045.09002 工程方案的可行性論證與方案選定根據勘察資料表明，擬建建筑物的6#8#樓地基持力層起伏大，設計基礎地面有相對較軟弱層（主要為素填土）分布，其厚度和埋深變化較大，不能滿足設計要求，且甲方已提供了基礎形式（條形基礎）的設計，故用天然地基作基礎持力層不可行，即不另行設計基礎形式。這樣需要進行地基加固處理，采用復合地基，須滿足復合地基承載力特征值260KPa。由建筑結構及場地土層

7、條件知，可用的地基處理方法有：（1）強夯法，以素填土、粘土層為夯實對象；（2）鋼筋混凝土預制樁，以松散卵石層為樁端持力層；（3）干作業鉆孔灌注樁，以松散卵石層為樁端持力層；（4）干振沖碎石樁，以松散卵石層為樁端持力層；（5）夯實水泥土樁，以粉質粘土層為樁端持力層；（6）CFG樁，以松散卵石層為樁端持力層。2.1初步判定方案由于施工場地所處位置屬四周都有剛建好的建筑物，且相隔不遠，用強夯法處理雖然具有施工簡單，加固效果好，使用經濟等優點，但施工時噪音和振動較大，對周圍已建建筑物有嚴重影響，施工期相對較長，不保證與甲方的承諾，故此法不可行。而鋼筋混凝土預制樁，雖然樁不算長，屬短樁（<10m）

8、形式，但由于樁須穿過很厚的硬塑粘土層，含粘粒量挺大的粉土層及粉砂層，加上設備的限制，樁不能打到預設深度，再有樁的材料費用也挺大，故此法對本工程而言不可行。對干作業鉆孔灌注樁，雖然此樁適用于各類土層，對建筑物的穩定可靠來說是很理想的，但由于場地及設備的限制，再加上工作量大，耗鋼筋量與混凝土量大，費用較高，對本工程而言也不可行。至于干振碎石樁、夯實水泥土樁及CFG樁，各有各的優點，就本工程而言，這三種加固處理方法都可行，但具體選用哪一種還得進行技術可行、經濟合理、施工可靠三方面的嚴格對比分析，最后定出處理方案。2.2方案優化2.2.1技術可行性分析根據場地土層（素填土、粘土、粉土、粉砂、卵石土）來

9、看，土層不復雜，素填土及粘土層厚度變化相對較大，在加固范圍內無地下水，下面分別對干振碎石樁、夯實水泥土樁及CFG樁進行各參數設計對比，討論技術可行性，優化論證方案。2.2.1.1干振碎石樁設計加固機理：在本工程中，由于粘土層厚度相對較厚，且其它層粘粒含量多，粒間結合力強，故碎石樁的作用不僅起擠密作用，還起置換作用。又碎石樁的剛度比樁間土的剛度大，通過基礎傳遞給碎石樁與土組成的復合地基的外菏載，隨著土的等量變形而集中到碎石樁的樁體上，大部分外菏載將由碎石樁承擔，從而使樁間土承擔的菏載相應減少。碎石樁的樁土應力比一般為35，與原天然地基相比，碎石樁復合地基承載力有所提高，壓縮摸量減小。另外，由于碎

10、石樁在粘土地基中是一個良好和豎向排水通道，可以起到排水砂井的作用，加速軟土的排水固結，使沉降穩定加快。總之，碎石樁作為復合地基其加固作用，除了提高地基承載力、減小地基的沉降量和差異沉降外，還可用來提高土體的抗剪強度，增大土體的抗滑穩定性。1、基槽開挖根據地勘報告及設計要求，基槽開挖深度2.4m，基槽開挖寬度、長度以周邊基礎外邊線擴2.53.0m，確保基礎周邊線外有二排保護樁，要求基槽開挖平整。2、樁孔布置及加固范圍根據復合地基承載力特征值fspk260KPa的要求，場地工程地質條件及基礎形式（條基），本工程擬采用等邊三角形滿堂布樁，并在基礎周邊線外布設二排保護樁的形式設計。3、樁長l的確定據地

11、勘報告及場地土層條件知，相對硬層不太深，根據規范規定，把該層作為樁端持力層，則初步確定樁長為7.5m。4、樁徑d的確定根據施工工藝和振沖器型號（ZCQ-30）樁徑設計為800mm。5、樁體材料、褥墊層材料及鋪設厚度根據規范及當地多年的施工經驗，樁體材料為含泥量小于5%的28cm的級配卵石；褥墊層材料為粒徑小于3cm的級配砂卵石，鋪設厚度為30cm。6、復合地基承載力各參數設計根據規范規定，對小型工程在無現場荷載試驗資料時，初步設計可按下式估算復合地基承載力特征值： 與 式中 復合地基承載力特征值，KPa，設計要求260Kpa；樁土應力比，根據當地經驗和JGJ79-2002規范，n取2.6；處理

12、后樁間土承載力特征值，KPa，宜按當地經驗取值，如無經驗可取天然地基土承載力特征值，這里按當地經驗取160Kpa；面積置換率，計算得m=0.391；樁體直徑，mm，d=800mm；等效影響圓半徑，mm，布樁按等邊三角形布，de=1.05S；S樁間距，m，計算得S =1.22m，排距為1.06m；初步確定樁間距S=1.2m，排距為1.1m，此時 =0.40，則得復合地基承載力=263.168KPa260KPa，滿足設計要求。7、布樁根數確定根據式子 式中 面積置換率，=0.403；樁加固面積，m2，=3570.18m2；樁截面面積，m2，=0.5024m2；計算得2864根8、沉降變形計算（如圖

13、1所示）（1）加固區變形量S1計算基底平均附加壓力 根據式子 式中基底平均壓力，Kpa，其中作用在基礎上的豎向力，KN，由于建筑物屬磚混結構 ，按一層15KN/m2估算，故六層為90KN/m2；基底面積，m2，由于基礎形式為條基，長方向上按每延 米算，而寬為2.4m，則基底面積為2.4m2；基底標高以上天然土的加權平均重度，KN/m319 KN/m3；從天然地面算起的基礎埋深，m，2.4m；計算得=138Kpa，=92.4Kpa。 計算S1根據公式 與 式中第i層土的平均附加壓力，Kpa；加固區第i層土的復合摸量，KPa，根據地勘報告可求；第i層土的厚度，m；第i層土的附加應力系數，查土力學課

14、本表310，具體的計算結果見下表：分層厚度Z（m）Espi（MPa）Poi（KPa）Z=001.0092.4Z=10.40.87680.9Z=20.80.6468.759.7Z=31.250.4642.5Z=41.70.36611.533.8Z=52.10.237.427.7Z=62.50.268.724.0Z=72.90.229.920.30最后計算得S1=28.3mm。（2）計算下臥層變形量S2下臥層頂面處的附加壓力根據公式=式中 條形基礎底邊的寬度，m，=2.4m；基地平均壓應力，Kpa，=138Kpa；基礎底面處土的自重壓力，Kpa，=19×3=57Kpa；基礎底面至軟弱下臥

15、層頂面（樁底面）的距離，m，h=7.5m；地基壓力擴散線與垂直線的夾角（壓力擴散角），°；其中壓力擴散角的計算可根據下表確定：（單位：°）材料/b卵石土素土灰土粉煤灰（礦渣）<0.250030220.2520630220.530233022有/b0.5，且為卵石土，故取30度。帶入上式計算得=17.58Kpa。確定地基受壓計算深度 根據公式計算得約16m。確定分層厚度h滿足h0.4b，約4.0m。確定各層底面處的附加應力系數具體數據見下表：分層厚度（m）Z0=001.000.9380.7610.5530.298Z1=10.40.876Z2=20.80.646Z3=31

16、.250.46Z4=41.670.366Z5=52.10.23計算壓縮摸量當量值S根據公式S=式中第I層土附加應力系數沿土層厚度的積分值；相當于該層土的壓縮摸量，Mpa,由于下臥層土層均勻（卵石土），這里計算取用下臥層頂面處土層的壓縮模量，為13.3Mpa；代入相關數據，根據上表計算得S=13.3Mpa。查表確定沉降計算經驗系數根據壓縮摸量當量值查土力學表5-3，內差計算得=0.5。確定沉降計算平均附加應力系數在前面分層的基礎上大致分兩層：Z1=2，Z1/b =0.8，查工程地質學概論表14-7得1=0.860；Z2=5，Z2/b=2.1，查表得2=0.594;下臥層沉降計算S2根據公式S2=

17、把上面所計算得的相關數據代入上式計算得S2=2mm。最終沉降量為=30.3mm，滿足規范要求。2.2.1.2水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）設計加固機理：CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱，由碎石、石屑（砂）、粉煤灰摻適量水泥加水拌合，用振動沉管打樁機或其它成樁機具制成的具有可變粘結強度的樁型。通過調整水泥摻量及配比，可使樁體強度多在C5C20之間變化。樁體骨干材料為碎石或卵石，石屑為中等粒徑骨料，可使級配良好，粉煤灰具有細骨料和低標號水泥作用。樁和樁間土一起通過褥墊層形成CFG復合地基，這種復合地基由于承載力提高幅度具有很大的可調性，沉降變形小，造價低，施工簡單，具有明顯的社會經濟效益。1、樁徑d

18、的確定根據施工工藝和振沖器型號（ZX100型）樁徑設計為400mm。2、樁間距S的確定考慮到設計要求復合地基承載力、土性與施工機具，同時也為了減小施工時新打樁對已打樁的影響，本工程設計樁間距為樁徑d的3倍，即1.20m，布樁采用沿基礎軸線兩排布樁，大致呈等邊三角形，具體施工時可調。3、樁長l的確定由于各土層厚度變化較大，故取其每層土的平均厚度參與考慮，在有相對硬層（松散或稍密卵石層）埋藏不深，是較理想的樁端持力層，這樣設計樁長為7.5m。4、復合地基承載力各參數計算根據公式= +與 式中 fspk復合地基承載力特征值，Kpa；面積置換率，=，其中樁徑d=400mm，等效影響半徑de=1.05S

19、；處理后樁間土承載力特征值，KPa，宜按當地經驗取值，如無經驗可取天然地基承載力特征值，這里取經驗值，以最小的承載力100KPa算；樁間土承載力折減系數，宜按地區經驗取值，這里取用0.8；單樁截面面積，m2，0.1256m2；單樁豎向承載力特征值，KN；單樁周長，m；第I層土的厚度，m；樁周第i層土的側阻力特征值，KPa，由于在樁周范圍內土質結構較松散，故這里不計樁周側阻力;樁端端阻力特征值，KPa，由于樁端坐落于松散或稍密卵石層上，且經重錘夯實，故取用為2000KPa，計算得=251.2KN；以上數據代入得=273.5KPa>260KPa，滿足要求。5、樁體強度值滿足式子3式中樁體混合

20、料試塊邊長150mm立方體標準養護28天立方體抗壓強度平均值，Kpa；單樁豎向承載力特征值，KN，=251.2Kpa；單樁截面面積，m2，0.1256m2；計算得6Mpa，故CFG樁混合料強度值設計為。6、樁體材料、褥墊層材料及鋪設厚度根據規范及當地多年的施工經驗，樁體材料中的粗骨料為含泥量小于1%的2050mm的級配卵石；墊層材料為粒徑小于3cm的級配砂卵石，鋪設厚度為25cm。7、沉降變形計算具體計算過程見干振碎石樁沉降計算部分，最后結果為30.3mm，滿足規范要求。8、布樁根數根據式子式中 面積置換率，=0.1008；樁加固面積，m2，=783.36m2；樁截面面積，m2，=0.1256

21、m2；計算得1884根。9、CFG樁樁體材料配合比計算設混合料體積為1m3，一般混合料的密度為2.22.3g/cm3，這里取2.2g/cm3，混合料塌落度控制在2cm，單方用水量為156Kg，設計6Mpa。根據經驗公式=0.366（0.071）式中樁體混合料試塊邊長150mm立方體標準養護28天立方體抗壓強度平均值，Kpa，取=6Mpa；水泥標號，用425#水泥，抗壓強度值為42.5Mpa；單方水泥用量，Kg；單方用水泥量，Kg；代入相關數據得單方水泥用量=71.76Kg，=2.17。又根據經驗工式=0.187+0.791式中單方粉煤灰用量，Kg；代人數據得=2.51，=180.25Kg。則剩

22、下的卵石與砂為220071.76180.25=1947.99Kg；最后根據石屑率公式=式中單方混合料中石屑用量，Kg，由于施工中用砂代替石屑了，故這里計算的為砂的用量，Kg；單方混合料中卵石用量，Kg；這里取用石屑率=0.25，計算得=487Kg，=1460.99Kg。從而得出CFG樁的初步配合比（重量比）為： ： ：=2.2：1.0：6.8：20.4：2.5。在試驗過程中可具體調整。2.2.1.3夯實水泥土樁設計加固機理：夯實水泥土樁復合地基適用于地下水位以上的粘性土、粉土、粉細砂土 、雜填土、素填土等復合地基處理。它是界于柔性樁與剛性樁之間的一種樁體，是將水泥與土按一定的比例拌和后，填入已

23、鉆好的孔中，分層夯實成樁，其作用原理是水泥與土經過物理的、化學的作用形成強度達到C4C6左右的固體樁體，同時水泥與樁周土通過膠結作用形成摩阻力，利用夯實水泥土樁樁體材料模量較高和具有良好的縱向傳遞荷載能力的特點，將上部荷載很好的傳遞到樁端處，使樁的端承效應得以發揮。樁通過側阻力和端阻力將荷載傳至深層土中，樁和土共同承擔荷載，使土中應力區增大，從而提高地基的承載能力。1、樁徑d的確定根據規范、土層條件與成孔設備，本工程設計樁徑為400mm。2、樁長l的確定根據土層條件知，場地標高以下不深處存在粘土層，承載力較高，可作為樁端持力層，但該層土以下有不厚的相對軟弱土層，為減小下臥層沉降變形量，應穿越這

24、些軟弱層，讓樁端坐落于松散或稍密卵石土層上，很厚，是較理想的樁端持力層，故初步確定樁長為7.5m。3、單樁承載力Ra計算夯實水泥土樁的單樁承載力應依據建筑樁基技術規范中樁基豎向承載力設計值和關于水泥土樁計算的有關資料確定。但在設計工程中可按下式估算：式中樁體混合料試塊邊長150mm立方體標準養護28天立方體抗壓強度平均值，KPa，夯實水泥土樁的fcu強度為C4C6之間，根據當地經驗及現場試驗配比，現確定為 =6000Kpa；樁體截面面積，m2，0.1256m2；所以=1/3×6000×0.1256=251.2KN。4、單樁影響面積計算根據公式=式中單樁豎向承載力值，KN，=

25、251.2KN；天然地基土發揮能力系數，一般取0.850.95，這里取0.85參與計算；處理后樁間土承載力特征值，KPa，宜按當地經驗取值，如無經驗可取天然地基土承載力特征值，這里按當地經驗取160Kpa；樁體截面面積，m2，0.1256m2；復合地基承載力特征值，KPa，設計要求260Kpa；代入數據計算得=1.89m2；5、樁間距S的確定根據規范，夯實水泥土樁也是沿基礎軸線布樁，本工程設計兩排布樁，大致呈等邊三角形，則樁間距S=1.05=1.44m，初步確定為1.4m。6、復合地基承載力驗算根據公式=+ 與=式中 復合地基承載力特征值，Kpa；面積置換率，=，其中樁徑=400mm，等效影響

26、半徑=1.05S，計算得 =0.074；樁間土承載力折減系數，宜按地區經驗取值，這里取用0.8；單樁截面面積，m2，0.1256m2；單樁豎向承載力特征值，KN，=251.2KN；處理后樁間土承載力特征值，KPa，宜按當地經驗取值，如無經驗可取天然地基土承載力特征值，這里按當地經驗取160Kpa；代入相關數據得=266.5KPa>260KPa，滿足設計要求。7、樁總根數計算根據式子=代入面積置換率=0.074，總面積=2350.08m2，單樁截面面積=0.1256m2，計算得樁總根數為1385根。8、樁體材料、褥墊層材料及鋪設厚度夯實水泥土樁的樁體材料就是均質土與水泥拌和后的混合固體，根

27、據現場條件，均質土可用成孔時取出來的土，而水泥，主要有42.5Mpa礦渣水泥與普通硅酸鹽水泥兩種，根據所選用的均質土來選擇水泥。由于場地土大部分為粘土，故水泥選用42.5Mpa礦渣水泥。由于夯實水泥土樁的樁體模量相對較高，為了調節樁與樁間土的承擔荷載的比例，減小基礎地面應力集中，須鋪設一定厚度的墊層，根據當地經驗，褥墊層材料為小于30mm的級配砂卵石或中、粗砂，鋪設厚度為30cm。9、夯實水泥土的配合比拌合料固化后的強度，無論何種土料，誰泥土的強度均隨著水泥摻合量的增加而增大，只是減小不同，增大速率不等。但當水泥摻入量小于5%時，水泥與土的反映過弱，固化強度偏低，因此，根據大量資料及當地經驗，

28、夯實水泥土樁的水泥摻入量要大于5%，為便于準確計算施工中宜采用重量比，故本工程配比采用最低配比，即水泥與土的重量比為1：5。10、夯實水泥土樁沉降計算具體計算過程見干振碎石樁沉降計算部分，最后結果為30.3mm，滿足規范要求。技術可行性分析中的設計計算結果小結：干振碎石樁：樁徑800mm，樁長7.5m，樁間距1.2m，排距1.1m，等邊三角形滿堂布樁，面積置換率0.403，樁總根數2864根，復合地基承載力達263.2Kpa，沉降變形量為30.3mm。水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）：樁徑400mm，樁長7.5m，樁間距1.2m，沿基礎軸線下雙排布樁，面積置換率0.1008，樁總根數1884根，復

29、合地基承載力達273.5Kpa，沉降變形量為30.3mm。夯實水泥土樁：樁徑400mm，樁長7.5m，樁間距1.4m，沿基礎軸線下雙排布樁，面積置換率0.074，樁總根數1385根，復合地基承載力達266.5Kpa，沉降變形量為30.3mm。2.2.2經濟合理性分析通過技術可行性分析，三種方案都能滿足工程設計要求（承載力要求及沉降變形要求），僅此還不能選擇出更好的方案，須進行下一步分析經濟合理性分析。在進行對比過程中，由于這三種方案在吉林“九三”定額中沒有，故以下造價估算除了運用當地價格外還套用吉林“九三”定額和上海“九三”定額。2.2.2.1干振碎石樁1、估算工程量加固總面積： =3570.

30、18m2制樁根數：2864根制樁總長：2864×7.5=21480m樁總體積：0.5024×7.5×2864=10791.552m3加固總體積：3570.18×7.5=26776.35m3鋪設墊層體積：2350.1×0.3=705.03m32、施工造價估計機械費：28.48元/m3×10791.552m3=307343.40元人工費：6.50元/m3×10791.552m3=70145.09元材料費：17.28元/m3×10791.552m3=186478.02元鋪設墊層費按50元/m3計成樁費：307343.40

31、+70145.09+186478.02=563966.51元墊層費：705.03×50=35251.50 元施工直接費估算為：563966.51+35251.50=599218.01 元，約60萬。2.2.2.2水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）1、估算工程量加固總面積：=236.89m2制樁根數：1884根制樁總長：1884×7.5=14130m制樁總體積：0.1256×7.5×1884=1774.728m3加固總體積：236.89×7.5=1776.675m3鋪設墊層體積：2350.1×0.25=587.525 m32、施工造價估計樁體

32、材料費（包括水、水泥、砂、卵石、粉煤灰）由設計配合比知每種材料的單方用量或者是每種材料的體積，然后查吉林省93年版定額得到下列材料費：用水體積：（156×1776.675）÷1000=277.161m3用水費用：277.161×1.38=382.482元水泥用量：71.76×1776.675=127494.198Kg用水泥費用：127494.198×0.35=44622.970元粉煤灰用量：180.25×1776.675=320245.669Kg用粉煤灰費用：320245.669×0.04=12809.827元用卵石體積：（

33、1460.99×1776.675）÷2000=1297.852m3用卵石費用：1297.852×56.51×1.3=95344.101元用砂體積：（487×1776.675）÷1900=455.390m3用砂費用：455.390×37.64=17140.880元材料費用為：170300.26元（即樁體材料價為95.95元/m3）機械費：40.08元/m3×1774.728=71131.10元人工費：17.17元/m3×1774.728=30472.08元鋪設墊層按50元/ m3算成樁費：170300.26

34、+71131.10+30472.08=271903.44 元墊層費：587.525×50=29376.25元施工直接費估算為：271903.44+29376.25=301279.69 元，2.2.2.3夯實水泥土樁1、估算工程量加固總面積：×0.074=173.906m2制樁根數：1385根制樁總長：1385×7.5=10387.5m樁總體積：0.1256×7.5×1385=1304.67m3加固總體積：173.906×7.5=1304.295m3鋪設墊層體積：2350.1×0.3=705.03 m32、施工造價估計樁體材料

35、費：根據查閱的相關資料及實際施工配比，選用水泥摻入比為10%，則其費用為：（54.07元/m3-2×4.47元/m3）×1304.67m3=58879.76元人工費：7.17元/m3×1304.67m3=9354.48元機械費：28.1元/m3×1304.67m3=36661.23元墊層費：705.03×50=35251.50元施工直接費估算：58879.76+9354.48+36661.23=104895.47元通過經濟合理對比分析，三種方案干振碎石樁、水泥粉煤灰碎石樁、夯實水泥土樁估算造價分別約為60萬元、30萬元、10萬元。可以看出，干振

36、碎石樁與水泥粉煤灰碎石樁造價較高，夯實水泥土樁相對便宜，故從經濟合理性對比來看可以排除干振碎石樁與水泥粉煤灰碎石樁。2.2.3工程可靠性分析通過前面技術可行與經濟合理分析對比，最后選出本工程地基加固處理方案為夯實水泥土樁。由于夯實水泥土樁也是一種施工簡單、施工周期短、造價低、施工文明、質量容易控制的地基處理方法，且其施工工藝對現場條件來說極為有利，故選用此法對本工程而言是比較適合的。根據本工程建筑物的特點（六層磚混結構）及場地條件，進行夯實水泥土樁施工完全有一套當地簡單的施工設備與施工工藝，處理后不但滿足建筑物對復合地基承載力要求，地基最終變形值也在規范規定值內，而且較經濟。可見采用此法對本工

37、程的可靠性來說是有保障的。3工程設計計算3.1夯實水泥土樁設計計算3.1.1加固機理夯實水泥土樁復合地基適用于地下水位以上的粘性土、粉土、粉細砂土 、雜填土、素填土等復合地基處理。它是界于柔性樁與剛性樁之間的一種樁體，是將水泥與土按一定的比例拌和后，填入已鉆好的孔中，分層夯實成樁，其作用原理是水泥與土經過物理的、化學的作用形成強度達到C4C6左右的固體樁體，同時水泥與樁周土通過膠結作用形成摩阻力，利用夯實水泥土樁樁體材料模量較高和具有良好的縱向傳遞荷載能力的特點，將上部荷載很好的傳遞到樁端處，使樁的端承效應得以發揮。樁通過側阻力和端阻力將荷載傳至深層土中，樁和土共同承擔荷載，使土中應力區增大，

38、從而提高地基的承載能力。1、樁徑d的確定根據規范、土層條件與成孔設備，本工程設計樁徑為400mm。2、樁長l的確定根據土層條件知，場地標高以下不深處存在粘土層，承載力較高，可作為樁端持力層，但該層土以下有不厚的相對軟弱土層，為減小下臥層沉降變形量，應穿越這些軟弱層，讓樁端坐落于松散或稍密卵石土層上，很厚，是較理想的樁端持力層，故初步確定樁長為7.5m。3、單樁承載力Ra計算夯實水泥土樁的單樁承載力應依據建筑樁基技術規范中樁基豎向承載力設計值和關于水泥土樁計算的有關資料確定。但在設計工程中可按下式估算：式中樁體混合料試塊邊長150mm立方體標準養護28天立方體抗壓強度平均值，KPa，夯實水泥土樁

39、的fcu強度為C4C6之間，根據當地經驗及現場試驗配比，現確定為 =6000Kpa；樁體截面面積，m2，0.1256m2；所以=1/3×6000×0.1256=251.2KN。4、單樁影響面積計算根據公式=式中單樁豎向承載力值，KN，=251.2KN；天然地基土發揮能力系數，一般取0.850.95，這里取0.85參與計算；處理后樁間土承載力特征值，KPa，宜按當地經驗取值，如無經驗可取天然地基土承載力特征值，這里按當地經驗取160Kpa；樁體截面面積，m2，0.1256m2；復合地基承載力特征值，KPa，設計要求260Kpa；代入數據計算得=1.89m2；5、樁間距S的確定

40、根據規范，夯實水泥土樁也是沿基礎軸線布樁，本工程設計兩排布樁，大致呈等邊三角形，則樁間距S=1.05=1.44m，初步確定為1.4m。6、復合地基承載力驗算根據公式=+ 與=式中 復合地基承載力特征值，Kpa；面積置換率，=，其中樁徑=400mm，等效影響半徑=1.05S，計算得 =0.074；樁間土承載力折減系數，宜按地區經驗取值，這里取用0.8；單樁截面面積，m2，0.1256m2；單樁豎向承載力特征值，KN，=251.2KN；處理后樁間土承載力特征值，KPa，宜按當地經驗取值，如無經驗可取天然地基土承載力特征值，這里按當地經驗取160Kpa；代入相關數據得=266.5KPa>260

41、KPa，滿足設計要求。7、樁總根數計算根據式子=代入面積置換率=0.074，總面積=2350.08m2，單樁截面面積=0.1256m2，計算得樁總根數為1385根。8、樁體材料、褥墊層材料及鋪設厚度夯實水泥土樁的樁體材料就是均質土與水泥拌和后的混合固體，根據現場條件，均質土可用成孔時取出來的土，而水泥，主要有42.5Mpa礦渣水泥與普通硅酸鹽水泥兩種，根據所選用的均質土來選擇水泥。由于場地土大部分為粘土，故水泥選用42.5Mpa礦渣水泥。由于夯實水泥土樁的樁體模量相對較高，為了調節樁與樁間土的承擔荷載的比例，減小基礎地面應力集中，須鋪設一定厚度的墊層，根據當地經驗，褥墊層材料為小于30mm的級

42、配砂卵石或中、粗砂，鋪設厚度為30cm。9、夯實水泥土的配合比拌合料固化后的強度，無論何種土料，誰泥土的強度均隨著水泥摻合量的增加而增大，只是減小不同，增大速率不等。但當水泥摻入量小于5%時，水泥與土的反映過弱，固化強度偏低，因此，根據大量資料及當地經驗，夯實水泥土樁的水泥摻入量要大于5%，在7%15%之間為宜，本工程取用水泥摻入比為10%。10、夯實水泥土樁沉降變形計算（1）加固區變形量S1計算基底平均附加壓力 根據式子 式中 基底平均壓力，Kpa， 其中 作用在基礎上的豎向力，KN，由于建筑物屬磚混結構，按一層15KN/m2估算，故六層為90KN/m2 ； 基底面積，m2，由于基礎形式為條

43、基，長方向上按每延 米算，而寬為2.4m，則基底面積為2.4m2；基底標高以上天然土的加權平均重度，KN/m3， 19 KN/m3；從天然地面算起的基礎埋深，m，2.4m；計算得=138Kpa，=92.4Kpa。圖2:沉降計算簡圖區下臥層加 計算S1樁固根據公式 與 式中第i層土的平均附加壓力，Kpa；加固區第i層土的復合摸量，KPa，根據地勘報告可求；第i層土的厚度，m；第i層土的附加應力系數，查土力學課本表 310，具體的計算結果見下表：分層厚度Z（m）Espi（MPa）Poi（KPa）Z=001.0092.4Z=10.40.87680.9Z=20.80.6468.759.7Z=31.25

44、0.4642.5Z=41.70.36611.533.8Z=52.10.237.427.7Z=62.50.268.724.0Z=72.90.229.920.30最后計算得S1=28.3mm（2）計算下臥層變形量S2下臥層頂面處的附加壓力根據公式=式中 條形基礎底邊的寬度，m，=2.4m；基地平均壓應力，Kpa，=138Kpa；基礎底面處土的自重壓力，Kpa，=19×3=57Kpa；基礎底面至軟弱下臥層頂面（樁底面）的距離，m，h=7.5m；地基壓力擴散線與垂直線的夾角（壓力擴散角），°；其中壓力擴散角的計算可根據下表確定：（單位：°）材料/b卵石土素土灰土粉煤灰（礦

45、渣）<0.250030220.2520630220.530233022有/b0.5，且為卵石土，故取30度。帶入上式計算得=17.58Kpa。確定地基受壓計算深度 根據公式計算得約16m。確定分層厚度h滿足h0.4b，約4.0m。確定各層底面處的附加應力系數具體數據見下表：分層厚度（m）Z0=001.000.9380.7610.5530.298Z1=10.40.876Z2=20.80.646Z3=31.250.46Z4=41.670.366Z5=52.10.23計算壓縮摸量當量值S根據公式S=式中第I層土附加應力系數沿土層厚度的積分值；相當于該層土的壓縮摸量，Mpa,由于下臥層土層均勻（

46、卵石土），這里計算取用下臥層頂面處土層的壓縮模量，為13.3Mpa；代入相關數據，根據上表計算得S=13.3Mpa。查表確定沉降計算經驗系數¢S根據壓縮摸量當量值查土力學表5-3，內差計算得¢S=0.5；確定沉降計算平均附加應力系數在前面分層的基礎上大致分兩層：Z1=2，Z1/b =0.8，查工程地質學概論表14-7得1=0.860；Z2=5，Z2/b=2.1，查表得2=0.594；下臥層沉降計算S2根據公式S2=把上面所計算得的相關數據代入上式計算S2=2mm最終沉降量為S1+S2=30.3mm，滿足規范要求。4 施工技術方案4.1施工方法根據規范，夯實水泥土樁的施工方法

47、有：擠土的沖擊、沉管成孔；非擠土的洛陽鏟、螺旋鉆。若采用洛陽鏟成孔，規范規定成孔深度不大于6米，且場地土層較硬，施工不易。綜合多種因素，在根據場地土層條件及當地施工經驗，本工程擬采用非擠土式成孔沖擊成樁工藝的施工的方法。施工機具為ZX100型鉆機，其主要技術參數為：電機功率11.5KW,沖孔直徑300mm，夯捶重約1噸，三角架高度為6.5m，夯捶樁底沖擊影響深度為0.51.0m。4.2施工工藝根據當地多年的施工經驗總結，具體施工工藝流程圖如下： 測放軸線和樁位 否審查復核樁位 成孔至設計深度 否檢查有關參數 邊填料邊沖擊夯實 振搗密實至設計樁頂 樁施工完后進行基坑開挖至設計樁頂 鋪設并壓實砂卵

48、石褥墊層 復合地基檢測 不能滿足設計要求滿足設計要求 基礎施工采取加強措施 4.3技術質量要求4.3.1混合料要求夯實水泥土樁樁身強度設計為C6，由于樁身材料為土料與水泥按一定配合比形成的水泥土料，在拌合過程中要保證拌合料具有適宜的含水量，具體配合比嚴格按C6實驗配合比執行。4.3.1.1水泥采用32.5Mpa礦渣水泥，這樣與粘土混合經過物理的、化學的反應后具有較高的強度。4.3.1.2夯實水泥土樁中的土料要求不得含有凍土或者膨脹土，有機質含量不得超過5%，使用是應過1020mm篩。4.3.1.3混合料按實驗室的配合比配置，土料與水應拌和均勻，混合料含水量應滿足土料的最有含水量。4.3.1.4

49、試塊數量按規范要求每臺機組每天取一組（3塊）試壓塊，尺寸為15cm×15cm×15cm，并測定28天抗壓強度值。4.3.2成樁技術要求4.3.2.1夯實水泥土樁處理深度必須達到卵石層，成孔至卵石頂板后，假如23個人頭石用重錘夯擊至卵石層（相當于進行了樁頭處理）頂部，如此反復進行23次直至持力層頂部以下0.5m范圍內密實。4.3.2.2為避免由重錘引起振動力過大而對已打樁造成振動破壞的影響，施打順序采用隔樁跳打，這樣不但保護了新打樁對已打樁的影響，還利于加快施工進度。4.3.2.3攪拌混合料時，嚴格按照實驗配合幣進行配料，保證夯實水泥土樁樁身強度達到C6。4.3.2.4施工中

50、嚴格控制制樁的每米填料量和錘擊數，為確保施工質量（沒料車夯擊46次）每次填料量高度不大于0.5m。4.3.2.5樁位偏差控制在不應超過樁徑設計值的六分之一，垂直度偏差不應大于1.5%。4.3.2.6在施工中每天認真做好施工記錄。4.3.3鋪設褥墊層的要求在鋪設褥墊層時，墊層材料應級配良好，不含植物殘體、垃圾等雜質，墊層鋪設是應夯（壓）實，夯填度不得大于0.9，在施工時嚴禁使基地土層受擾動，。根據規范規定，宜用中砂、粗砂，級配砂石和碎石，最大粒徑不宜大于20，鋪設厚度在100300之間。根據這些規定，再加上當地經驗本工程褥墊層材料用小于30的級配砂卵石或中、粗砂，厚度30。4.3.4質量保證措施

51、在滿足上面技術措施的同時，為提高施工質量，嚴把質量關，須滿足下列措施：4.3.4.1在施工前的放線及樁位布置時，應根據現場場地地形，可作相應調整，同時作好施工記錄。4.3.4.2在成孔時，若發現地基土質或土層厚度與勘察不符時，應查明情況，適當調整孔深，滿足樁體質量要求，另外做好現場施工記錄。4.3.4.3向孔內填料前，樁底必須家人頭石行市，樁頂夯填度應大于設計樁頂標高，控制在200300mm。4.3.4.4樁身強度配比應嚴格按試驗配比確定，現場拌合土料時，若土料太干，可適當灑水使之與水泥很好的進行反應，達到最佳結合狀態。4.3.4.5各材料均應具備材質保證書方可進入現場，并按規定抽樣送檢，檢驗

52、合格后方可使用。4.4勞動組織管理4.4.1人員組成項目經理 1名 工程師項目技術負責 1名 工程師質檢員 1名 工程師安全員 1名 工程師施工員 1名 工程師材料員 1名責任工長 1名工人 40名4.4.2施工機具ZX100型專業取土夯實機 10臺土料拌合機 2臺電焊機 1臺配電裝置 4套手推車 16輛4.4.3管理措施本工程由項目經理負總責，項目技術負責人和施工工長現場管理。具體如下：4.4.3.1開工前由項目技術負責人對各施工班組作技術交底工作，有各班組組長及時掌握施工質量、進度，項目經理隨時抽查。4.4.3.2項目技術負責人必須緊抓現場工作，若遇特殊情況應及時向上級領導匯報，并及時采取措施處理，保證施工質