膨胀土 地基处理.doc

摘要：软弱膨胀土地基是一种比较特殊的地基。当利用这种土作为建筑物地基时，必须采取必要的处理措施，以消除土的膨胀潜势。处理措施一般分深层和浅层处理，本文通过工程实例，分析了不同建（构）筑物在相同的地质条件下的几种处理方法。
关键词：膨胀土 地基处理 灌注桩 砂石垫层 砂包基础
1 概述
膨胀土系指粘粒成分主要由强亲水性矿物组成，具有吸水膨胀和失水收缩特性的粘性土。由于膨胀性土会因为土中含水量的变化而发生相应的膨胀或收缩变形，特别是在场地膨胀性土层厚度不一，均匀性不一、不同部位处含水量的变化以及建筑物基底压力不等等原因时，就会导致地基土不均匀的隆起或下陷，使得建筑物产生墙体开裂、地面隆起或下陷等破坏。因此，必须对膨胀性土场地进行处理，以满足自由膨胀率δef均小于0.4的要求。
2 软弱膨胀土地基处理的一般原则
膨胀土地基的处理应根据当地的气候条件、地基的胀缩等级、场地的工程地质及水文地质情况和建筑物结构类型等。结合建筑经验和施工条件，因地制宜采取治理措施。如果能够采用换填非膨胀土或采取化学等方法，从根本上改变地基土的性质，则是根治的最好方法。如果用桩基或深埋的办法，使基础落到含水量较稳定的土层，就能大大减少建筑物的危害；对于上部荷重较轻的小型建（构）筑物，亦可浅埋基础但必须避免扰动下部膨胀土。
由此可知，软弱膨胀土地基的处理应根据场地土胀缩性能、水文地质条件，考虑具体建筑物适应变形的能力，采取相应的处理措施。同时加强结构的整体变形能力，切断基底下外界渗水条件，以保证地基的稳定性。 
3 工程实例
3.1工程概况
云南个旧电解铝厂位于云南省个旧市大屯镇，地面绝对标高为1293.6~1297.57m，地形平坦。在地貌上场地属于盆地边缘平坦地貌。据地质勘察资料，本场地为膨胀性填土场地。各地层由上而下为：
①1层填土（Qm1）：褐红色，稍湿，稍密~中密，主要由灰岩碎石、角砾及粘土等组成，层厚0.5~1米。
①2层耕植土（Qm1）：褐红色，稍湿 ~湿，松散，含植物根系。层厚0.4~0.5米。
②1层粘土（Qa1+p1）：褐红色，可塑状态，局部硬塑或软塑，局部含砂岩圆砾，局部夹薄层圆砾、砾砂，成分主要为砂岩。层厚0.5~2.10米。
②2层卵石（Qa1+p1）：褐红色、褐灰色，稍湿~湿，稍密，砂及粘土充填。层厚1.20~1.30米。
③1层粘土（Qp1+1）：黑灰色、灰色、灰黄色，可塑状态，局部软塑状态，局部含砂、砾石，次棱角状，顶部偶见动物残骸，夹细砂、中砂。层厚3.2~8.4米。
③2层中砂（Qp1+1）：灰色、浅灰色、灰黄色，很湿，松散~稍密，分选性较差，含卵石、圆砾，次棱角状，含量5~10%，含粘粒。
④1层粘土（Qa1+p1）：黄绿色、浅黄色，可塑~硬塑状态，局部含少量碎石、角砾。层厚0.6~4.80米。
④2层中砂（Qa1+p1）：浅灰色、灰色、黄绿色，湿，稍密~中密，分选性一般，含圆砾、卵石，含量3~10%，含粘粒。层厚0.6~2.9米。
④层粘土（Qa1+p1）：浅黄色、褐黄色、黄绿色，硬塑状态，局部可塑或硬塑状态，含碎石、圆砾，含量约5%左右，局部夹粉质粘土。钻孔未揭穿，层顶埋深6.00~13.40米。
本场地地下水稳定埋深0~1.3米。
上述各土层的物理力学指标见表1，各土层的容许承载力见表2。
表1 各主要土层主要物理力学指标表
土层
编号
土层
名称
天然含水量
（%）
重力密度
r
KN/m3
含水比
aW
孔隙比
e
液性指数
IL
压缩系数
a1-2
MPa-1
压缩模量
Es1-2
MPa
粘聚力
Ck
kPa
内磨擦角
Φk
度
②1
粘土
34
19
0.76
0.96
0.4
0.4
4.9
45
9.5
③1
粘土
33
18.8
0.66
0.91
0.3
0.45
4.7
35
9.2
③2
中砂

20.8

④1
粘土
25
20.5
0.49
0.67
0.05
0.2
9.0
80
14
④2
细砂

④
粘土
23
20.4
0.55
0.66
0.06
0.2
9.0
75
13.5

表2 各层土的承载力标准值
土层编号
土层名称
土的状态
地基承载力标准值（KPa）
①1
填土
稍密
70
①2
耕植土
松散

②1
粘土
可塑
135
②2
卵石
稍密
180
③1
粘土
可塑
140
③2
中砂
松散~稍密
150
③3
砾石
中密~密实
250
④1
粘土
可塑~硬塑
240
④2
细砂
稍密~中密
135
④
粘土
硬塑
240

3.2 地基处理方案的选择
因全厂新建建筑物较多，结构型式多样，对不均匀胀缩变形的适应能力和使用要求均不同。因此慎重研究比较，合理选择运用地基处理方案，对于保证建筑物安全可靠，节省投资，加快工程进度都具有十分具有重要的意义。
3.2.1 电解车间
3.2.1.1概况
电解车间全长313.0米，柱距6.2米，跨度24.0米，钢筋混凝土排架结构，屋架下弦标高16.0米，轨顶标高9.15米，车间内设有标高为2.4米钢筋混凝土操作平台，操作荷载50KN/m2, 两台电解铝多功能起重机及一台20t普通天车，多功能起重机最大轮压Pmax为410KN。
3.2.1.2地基处理方案的选择
根据本工程框架内力分析结果，各柱脚内力为N=3940kN, M=2200KN.m, V=141KN。基础方案选择如下：
方案一：砂石垫层法。能够充分利用天然地基强度，减少基底附加应力和调整基础变形沉降，较深层处理经济，且施工机具简单，材料来源广，通常是一种优先考虑的地基处理方案。由于本场地地下水位高，且与电解区域内净化系统除尘烟道较近，烟道开挖较深，如采用本处理方法使得基槽开挖较宽较深，不利于机械碾压，如果采用人工分层夯实，质量不易保证，往往压实系数达不到设计要求，施工工期较长，由于该地区雨量丰富，工期拖延会给工程地基处理及基础的施工质量造成不利影响，且砂石用量较大。
方案二：沉管灌注桩。该桩单价低，施工快。但根据地质勘探报告，沉管灌注桩端阻力小，所需桩数多，因而对上部土层的破坏较为严重，且该桩的成桩质量人为因素很大，容易产生质量缺陷桩。
方案三：人工挖孔护壁灌注桩。该处理方案施工简单，机具设备少，进度快，成本低，也能有效地克服膨胀土对建筑物的危害。根据地质勘探报告，人工挖孔护壁灌注桩桩端阻力大，通过扩底等技术处理，可节约桩数量，根据当地人力情况，可大面积开挖施工，以加快施工进度。
经过技术及经济分析比较，本工程采用人工挖孔护壁灌注桩。由于桩的长度主要取决于地层的结构和上部结构传下来的荷载，加上机械器具的因素，本工程采用Φ800人工挖孔护壁灌注桩，扩底直径为1.7m。
3.2.1.3试桩及分析
为了验证人工挖孔扩底桩在本工程的适宜程度，在本场地做了两组挖孔桩的试桩。
分析以上两组P—S曲线可得出单桩极限承载力可取为3200kN，满足设计要求。由此可见，采用人工挖孔扩底桩对本工程是适宜的。
3.2.2 50米砖烟囱
3.2.2.1地基处理方案的选择
根据当地处理膨胀土的经验，工程采用桩基较为稳妥。但根据现场具体情况，该烟囱位于电解区域内，周边建（构）筑物已基本完工，如采用桩基，施工周期要加长，且工程造价也要提高。如果将基础深埋，即把基础直接座在第④层土上。这种方法虽然施工简单，但基础高度需加高3米，不仅增加了基础的造价，且对周边建（构）筑物也有一定影响，同时，对下部膨胀土层扰动过大。经过分析比较，决定采用换填级配良好的砂石垫层。
3.2.2.2砂石垫层的设计参数
3.2.2.2.1配合比设计
根据当地以往砂石垫层级配的配比经验，决定选用表3所示的重量比砂石级配，并进行了室内压缩试验。试验表明，该级配的砂石，室内压实下取得了较好的密实度。
表3
颗粒组成（%）
干重度γd
（kN/m3）
压缩系数a1-2
（kPa-1）
压缩模量Es（1-2）
（kPa）
粒径（mm）
50~20
20~5
砂
松散状态
45.0
30.0

25.0
19

压缩状态
42.1
32.0
25.9
26.3
4×10-5
33.4×104
3.2.2.2.2 垫层厚度的确定
根据《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89）及《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-91）的规定，经计算本工程垫层厚度取1.2m，宽度宽出基础边缘1.0米。
3.2.2.3 砂石垫层的施工
在砂石垫层施工前，作为持力层的膨胀土层应避免人为扰动。级配填料在掺加总重4.5%的水后，以搅拌机搅拌均匀，并以0.3~0.5米的厚度分层铺垫。然后采用120kN的振动碾压机振碾，碾压时采取分条叠合搭接，每次重叠1/2的碾轮，纵横交错，重叠振压各四遍。
垫层碾压结束后，对垫层进行了现场检验，经测定，砂石垫层的压实系数λc＞0.95.满足规范要求，可以做为本构筑物的地基。
3.2.3 单层附属建筑
对于场地内单层附属建筑，由于其上部结构荷载较小，设计采用了砂包基础的处理形式。由于砂包基础能释放地裂应力，在膨胀土发育地区，中等胀缩性土地基，采用砂包基础、地基梁、梁下油毡滑动层以及加宽散水坡四者相结合的处理措施，能够取得良好效果。砂采用中砂或当地自然级配土加石，基础下处理厚度不小于300mm，每边宽出基础宽度不小于250mm。通过对已建成建筑物的沉降观测，平均沉降量为50~70mm，相对倾斜仅为0.01~0.32%，完全满足功能使用要求。

4 结论
基础的型式很多，设计中应根据上部结构特性、工程地质、施工条件、环境条件、施工工期、经济条件和材料市场价格等方面的因素进行综合评价，选择既适应上部结构使用要求，又经济可行的地基处理方案。
地基处理的方法很多，但不管采用何种方法，处理后的建筑场地必须满足强度、变形、动力稳定、透水性及特殊土地基稳定性的要求。
摘要：本工程软土地基排水处理采用打排水砂桩，长度以穿透淤泥层，间距1.3米，正方形布置。
关键词：软弱地基 处理

第一章 排水砂桩施工方案
一、工程内容
本工程软土地基排水处理可采用打排水砂桩长度以穿透淤泥层，间距1.3米，正方形布置。
1.       材料：本工程采用的袋装砂井，直径7厘米，滤水沙袋采用土工编织布缝制，其渗透系数布小于5×10-3厘米/秒，抗拉强度不小于150牛顿/厘米2，具体指标须提前向沙袋的生产厂家提出设计要求的各项技术指标（拟采用 型号的沙袋桩）。。
2.       设备：拟进场2~3台砂桩机。负责运输施工设备进场的机械为30吨平板拖车3辆，30吨汽车吊机1辆，（打砂桩需备二辆自卸汽车运砂）。
3.       人员：采用沙袋桩施工，施工班组约需要50人。设备运输装卸工为10人。
4.       施工用水电：施工用电为150KW，施工用水主要是生活用水，两者均由建设单位提供。
5.       收锤标准：袋装砂井均按穿透淤泥层至不透水层1.0米。
6.       进度计划：每台砂桩机每天可施工1000延米。
二、 施工组织设计
1.       进场组织
根据项目部的网络计划，提前准备进场的施工机械、材料、人员；在公司基地进行进场前相关设备的检修、保养、维护，施工操作人员的操作技术培训，本工程特殊工艺要求的学习掌握。在接到项目部的通知后二天内，组织相关的施工机械设备进场拼装施工。
2．塑料排水桩施工流程
塑料排水板桩的施工工艺流程
根据项目部提供的有关基线，测量出各桩位的定点，并与项目部一起联系监理工程师与业主代表进行基线与桩位的复核、签证工作。桩位确定后指挥桩机进入施工地点，调整桩机的位置、桩架的垂直度。并将砂桩通过导管从管靴穿出，与桩尖连接贴紧管靴，并对准桩位，然后开动震动砂桩机上的震动锤将沙袋桩插入土中，在插入到标高后拔出套管，从地面上20厘米左右处剪断沙袋，并移动桩机到下一个桩位继续施工。
3．袋装砂井施工：
袋装砂井施工工艺流程
该工艺采用现场灌制砂袋的方法：现场灌制砂袋每组需要3人配合，先扎紧袋尾，一人固定袋口与漏斗结合部，一人灌砂，一人抖动砂袋，使砂袋灌制需要长度。穿桩鞋、栓砂袋、压套管、提砂袋、拔套管、放砂袋：由于砂桩机震插套管和提升砂袋做双向运动，套管焊在横梁上，提升砂袋细钢丝绳一端固定在横梁上，一端穿在机架顶端的滑轮上，所以套管穿上铁鞋后，插管机压迫横梁插孔，同时带动砂袋提升，待达到设计深度后，砂袋底端刚好离开地面，与套管顶端的插袋斜口在同一高度，前一组砂袋刚好利用自重下至孔底，剪断砂袋栓绳，将砂袋头进行埋设保护。
三、施工技术保证措施
1、工程质量保证措施
1)       准备工作质量保证措施
²        建立以项目经理为首的领导小组，建立健全每周一次的工程例会制度，及时调配施工中的人力、物力、财力，协调调整各施工班组、施工工序、及各交叉施工工艺在施工时的交叉作业顺序，及时解决各相关工艺在施工中遇到的问题和困难，以确保整个工程的施工能够顺利进行。
²        在项目开始施工前，项目经理必须领导项目部合理地编制好施工进度计划，做好劳动力、成品、半成品等原材料、机械设备及其零配件的采购、运输进场计划，资金使用计划；并报请公司相关部门审批、备案。
²        严格按照施工规范、设计图纸和图纸会审纪要及图纸更改通知测量放轴线、桩位，桩基的轴线和标高测定完毕，并经过自检，及甲方和监理人员复核无误后，方能根据测定轴线放出桩位线，桩位用短木桩或短钢筋打好定位桩，并用白灰作出标记，便于施打。施工时均应经常检查桩位，使桩位偏差不得超过5cm，确保桩位偏差在规范以内。
²        正式施工前必须先打试验桩，其数量不少于2根，以确定桩长和贯入度等指标，并校验打桩设备，施工工艺及技术措施是否符合设计要求。试桩后，应根据试桩情况以及地质条件，编制配桩计划，根据配桩计划和实际打桩情况确保施工连续进行，防止出现停工待料等影响工期的现象。
²        根据公司《质量体系程序文件》第GJQP－07。00－98号文规定；项目部对顾客提供的产品进行外观检查和数量清点，所有进场的砂桩袋，必须认真检查其规格尺寸及其外观质量；并填写《广东省基础工程公司进货检验记录表》，对残损、短缺、缺陷、不适用等情况应加以记录，并及时向顾客报告和办理签证确认手续。坚持质量不合格的砂桩袋不得卸入施工现场仓库的原则，以确保工程的施工质量。
2)       工程施工质量保证措施
²        在工程的施工与验收过程中应严格执行国家建设部颁布的《地基与基础工程施工及验收规范》中的有关条例。遵守当地政府建设管理部门的有关规定及条例。
²        转移打桩机时应注意场地是否能满足打桩机行走的承载力，场地是否平整平坦，场区范围内有无架空障碍物（如架空高压线、施工用架空电缆）；以确保打桩机安全地在施工场区范围内自由移动。
²        应严格按照《施工组织设计》所批准的施工程序与施工顺序进行施工，严格认真作好现场原始打桩记录和填写有关的原始记录表格，并及时交监理工程师及甲方签证，避免出现漏桩现象。
²        应根据具体沉桩的桩的长度，合理选择机型、锤型和机架高度。注意排水砂桩的技术性能，所有砂袋均应按设计要求对每批进场的产品抽查检验合格后方可进入施工现场仓库。砂袋在装运和储存期间，要包上厚保护带；在施工现场存放要注意防晒及泥浆、灰尘污染或其它物体的碰撞损坏。使用前应进行复检。
²        在打桩过程中应经常用线锤及水平尺检查打桩架，保持桩身垂直，其垂直度偏差按进入深度控制≤1.5～2厘米/米（1.5%~2%）。力戒打偏桩。施打过程中要采用定载震动压入的方法，每根桩应连续施打，一气呵成。
²        在施工中应保持沙袋桩入土的连续性，发现断裂应立即重新施插。
²        在施工过程中发现异常情况，应及时反映给现场施工技术管理人员、监理工程师、甲方，并会同有关单位的技术人员协商处理。
2、施工安全保证措施
1)       作业前对工人进行安全教育，并做好安全交底。工人操作必须严格遵照机械操作使用规范进行，严禁违反操作规程，盲目操作。
2)       电工要负责检查导线的绝缘情况，特别是的动力线和配电箱、集装箱的引入线部分绝缘是否可靠。
3)       严格执行公司有关施工安全的管理规定，进入施工现场的工作人员必须戴安全帽，不准穿拖鞋和酒后上班。
4)       班组人员要相互照应，明确岗位责任，提高安全观念。贯彻落实特殊工种持证上岗制度，严禁无证人员上岗操作。
第二章 真空预压固结淤泥层
一、工程内容
场地真空预压重点是厂区道路及排水渠箱的管线行走的沿线，真空预压加固区域，以各分块的边线向外各加宽约2米（以满足埋设密封膜沟的要求），使之形成平整场地。处理后的地基能满足基坑自然放坡开挖要求；真空预压施工前，要对前阶段铺设的砂垫层和袋装砂井进行检查，要求铺设砂垫层厚度0.5米，袋装砂井埋在砂垫层内20～30厘米。在上述工序符合要求后，安装真空管，铺设上层砂垫层，并将砂垫层上部整平，再铺设二层厚0.13米的聚氯乙烯密封薄膜。
1.       材料：聚氯乙烯密封膜约 平方米，中砂 立方米，4寸镀锌铁管 米，4分镀锌铁管 米，4寸镀锌铁管接头 个，4寸－4分镀锌铁管三通 个，四通 个，4寸镀锌铁管双向开关闸 个，PVC胶水等材料一批。
2.       设备：拟进场施工用JS45型水射泵 台，备用更换设备JS45型水射泵 台。设备进场运输拟采用东风15吨大货车3辆，8吨汽车式起重机1辆。
3.       人员：监测人员5人，施工班组共有约 人，起重工 人。
4.       施工用水电：施工用电为150KW，施工用水主要是生活用水，两者均由建设单位提供。
5.       验收标准：真空度稳定在80KPa三个月以上，土体固结度≥80％。
6.       进度计划进场，安装真空管、真空机，挖密封沟，铺密封薄膜等准备工作约需要12天；试抽真空到80KPa需12天，抽真空预压90天，卸荷30天。整个工艺要求约142天
二、 施工组织设计
1.       真空预压软基处理施工程序：
真空预压施工前，应充分作好施工准备工作，制定施工技术措施。检验沙袋、聚氯乙烯薄膜及中粗砂是否符合技术标准及设计要求，并将检验报告提交监理工程师审核批准。
在取得监理工程师批准后，开始进行真空预压的下一步施工。主要施工步骤有：测量放线→铺设主支滤排水管→铺设上层砂垫层→砂面整平→铺设聚氯乙烯薄膜→施工密封沟→设置测量标志→安装真空泵→抽真空预压固结土层
本真空预压工程共 个真空预压单元块，计划共使用7.5kW真空泵 台，设计总容量预计达120kW。为确保真空预压工程的供电，发电机和供电网络布置，配电方式为电缆分路馈送，即在发电机棚内，设置多回路配电箱，用截面积为的五芯橡皮铜芯软电缆沿围堰送电至各用电点，而所有的控制箱均要考虑雨季防水与漏电保护装置。
1）测量放线：用经纬仪和水准仪进行12单元块测量放样，用木桩（每20米1根）或小竹杆（内插）和白石灰放出各加固单元边线的准确位置，并用红漆在木桩或小竹竿上，并标出砂垫层顶面的标高；木桩与小竹竿之间也可用红尼龙绳连接。
2）铺设主支滤排水管：主支滤排水管分为主（干）管和支虑管。主管为4寸镀锌铁管支虑管为2寸镀锌铁管，外包土工布滤水网。主管和支滤管间采用变径三通、四通连接，同管径的对接采用丝扣连接。全部吸水管均须埋入砂层中，并通过出膜器及吸水管与真空泵连接。在挖密封沟的同时，可进行主（干）管和支滤管的加工、连接和安装埋设。进行此道工序的同时，应将露出砂垫层表面的塑料排水板头埋入砂垫层中。
3）按照设计要求，在真空预压范围内铺设砂垫层，共需砂垫层 立方米，采用含泥量少于5%中粗砂，一次铺设0.25米厚。，摊铺方式采用人工分块摊铺平整。
4）为保证真空预压加固效果，两个相邻单元块之间，须开挖真空预压密封膜沟，单元块内要预留2米间隔不铺设砂垫层。密封沟布置在各单元块的四周，在真空预压施工中它主要起周边密封的作用。根据密封沟的位置，可分为加固块外侧的密封沟和两单元块之间的密封沟，它们分别具有不同的断面。密封沟施工采用液压反铲挖掘机结合人工开挖，在铺设密封膜后，密封沟还要用淤泥或粘土回填。
5）在完成上述两项工作后，应先拣除砂垫层表面的尖棱小石子、尖锐贝壳及其他杂物，并人工细平砂垫层表面。待埋设完真空表测头及其他观测仪器后，用人工将二层聚氯乙烯盐用薄膜分层铺放覆盖整个真空预压单元块。然后将膜体周边埋入密封沟内，用淤泥、粘土回填密封沟并压实，再向上修筑密封水围堰。
6）出膜连接与真空泵系统安装：真空主管道通过出膜器及吸水胶管与真空泵连接。出膜器的连接必须牢固，密封性可靠安全。
7）在完成上述工作后，即可开始抽真空及抽充密封水膜。开始抽真空以后，加固单元块内膜下真空度会持续上升。当其膜下真空度达到并稳定在80KPa以上时，即进入真空预压工程的正常预压阶段。根据我司的施工经验，在试抽真空二十五天左右，即可进入正常真空预压阶段。
8）真空预压卸荷验收当真空预压加固单元块在膜下真空度达80KPa的条件下连续抽真空三个月，或地基固结度Ut≥80%时，即可以停机卸荷，交工验收。
三、施工技术保证措施
1．  施工质量保证措施
²      铺设上层的砂进场前，需取样送质量工程师认可及相关质量检测鉴定单位检验，检验合格后，方允许进场使用。
²        抽真空的时间，与土质条件和竖向排水体的间距密切相关，达到相同的固结度，间距越小，则所需时间越短，在工期较紧时，可适当采用较小的间距，在工期要求不严的情况下，可适当采用大一些的间距，以降低费用。
²        加固区内要求达到的平均固结度，一般不得小于80%，如工期许可，应尽可能采用更大一些的固结度作为设计要求达到的固结度。
²        真空预压的效果和密封膜内所能达到的真空度关系极大。根据国内一些工程的经验，膜内真空度一般可维持在600mmHg柱高左右，相当于80KPa的堆载压力。
²        真空预压的总面积不得小于建筑物基础外缘所包围的面积，且应超出建筑物基础外缘2~3m每块薄膜覆盖的面积应尽可能大，如需分块预压时，每块间距不宜超过2~4m,且每块预压区应至少设置两台真空泵。
²        真空预压的密封膜应采用抗老化性能好、韧性好、抗穿刺能力强的不透气材料。密封膜热合时宜用两条热合缝的平搭接，搭接长度应大于15mm。密封膜宜铺设3层，覆盖膜周边可采用挖沟现铺、平铺。
²        在铺设聚氯乙烯密封膜时应注意在真空加固块的四周，密封膜四边应保留有足够的3~5m富余压边条。
²        在抽真空过程开始以后，膜下真空度在预期内达不到80KPa，则需采取相应的技术措施加以处理。如可起用备用出膜器加泵以加大抽真空能力，或仔细检查、修补密封沟等从而确保真空预压能达到设计效果。
2.       施工安全保证措施施工安全保证措施
1)     作业前对工人进行安全教育，并做好安全交底。工人操作必须严格遵照机械操作使用规范进行，严禁违反操作规程，盲目操作。
2)     电工要负责检查导线的绝缘情况，特别是的动力线和配电箱、集装箱的引入线部分绝缘是否可靠。
3)     严格执行公司有关施工安全的管理规定，进入施工现场的工作人员必须戴安全帽，不准穿拖鞋和酒后上班。
4)     班组人员要相互照应，明确岗位责任，提高安全观念。
5)     贯彻落实特殊工种持证上岗制度，严禁无证人员上岗操作。
摘要：本文介绍了某粮库的地基处理事故及补救措施，并从理论和实践角度探讨了措施的可行性，为类似工程事故提供参考。
关键词：搅拌桩 夯扩桩 门式刚架 注浆

1 工程概况
本工程是国家直接投资的的粮库，因此工程的重要性使参与工程建设的各方给予了高度的重视，但是由于种种原因，在建设过程中仍旧出现了一些工程质量问题。
此工程占地面积122500m2,规划建设13栋平房粮库及附属工程，由三家施工单位负责施工。本文主要介绍1M、1F、1E、1J、1B、1A六栋粮仓的地基处理方法及处理过程中发生的一些质量事故和加固措施。
此六栋平房仓位于整个工程的西侧，每栋粮仓由一隔墙分隔为两小间，每个平房仓的面积为1800m2，即60m×30m,总建筑面积为10800m2。场地原为一片农田，地势比较平坦，自然地面标高为4.00m（0.000相当于吴淞标高5.50m），此工程的地质条件如下所示：
土层编号 土层名称 状态 平均厚度（m） 承载力标准值f(KPa)
① 耕植土 0.8
② 粉质粘土 可塑～软塑 0.8 80
③ 淤泥质粉粘土 软～流塑 3.3 50
④ 　粘土 可塑 1.2 180
⑤ 　　 粘土 可塑～硬塑 3.4 250
⑥　　　　 粉质粘土 可塑 3.65 180
由以上土层情况可看出① ② ③ 层为软土，处于可塑与流塑状态，土层的工程性质很差，而其上又要求堆放10多米高的粮食，因此若仅仅靠天然地基来作为堆粮地基是很难满足上部荷载的要求，必须对地基进行加固处理。根据现场实际条件和多种地基处理方案的技术经济比较，设计院对粮食堆场地基采用了搅拌桩加固而主体结构承重墙下条形基础采用夯扩灌注桩基础。
此六栋粮仓的上部结构均采用门式刚架作为支撑承重体系，柱子为H型钢，钢梁为I字型钢梁，钢梁与钢柱、钢梁与钢梁的连接均为高强螺栓连接，门式架底部则是与承台基础上的预埋螺栓连接在一起。每一榀门式刚架承台的底部则是用一200mm×300mm的预应力小梁连接起来，形成门式刚架的下弦，这样就可以减小在上部荷载作用下刚架承台基础产生的水平位移，从而可以减少承台下夯扩灌注桩桩顶的水平位移。在钢柱脚上1.5m的范围内则是采用C25细石混凝土对柱脚进行包裹，以防受到其它因素的破坏。平房仓的二个山墙和中间一道墙均为砖砌体承重墙，粮仓的纵向采用预应力空心板围护结构，来承受堆粮产生的巨大水平荷载；同时预应力空心板外侧用彩钢板包裹，以增强其美观。粮仓的屋面采用比较先进的整块无屋脊式彩钢板，这主要是考虑到粮仓的防潮要求比较高，若采用分块有屋脊式屋面，则在屋脊处连接的密封要求很难达到预期的防潮效果，同时也会增加施工的难度。粮仓所有的彩钢板构件均在现场加工成所需的形状。粮仓的地坪采用三毡四油防潮层，同时每栋粮仓地坪上开设有8道横向的通风槽，满足粮仓的通风和防潮要求。
2 工程地基处理与桩基础形式
粮库的平房仓桩基础采用夯扩灌注桩，桩径为426mm，砼强度等级为C25，桩顶标高为－2.15m，有效桩长为5m，施工时桩的入土深度以设计桩长为主，并对应地质情况调整桩长，使桩进入④粘土层不少于1m，夯扩头部位直径为700mm，高度为1m，其中1A栋桩长为4.15m，1M栋桩长为4.15m和4.8m两种。每栋平房仓共计262根桩。
根据设计要求，夯扩桩施工时应该严格按照夯扩次数和夯扩参数进行施工，即一次投料高度为H1＝2.2m，拔管高度为h1＝0.6m，二次投料高度为H2=2.2m,拔管高度为h2＝0.6m。该夯扩桩夯扩头施工顺序为：定位、桩机就位、双管打入至设计深度，灌注砼2.2m高，拔管0.6m、进行第一次夯扩，灌注砼2.2m高砼后,拔管0.8m进行第二次夯扩、然后安放钢筋笼，灌注桩身砼、最后拔出外管进入第二根桩的施工。对于夯扩桩桩身浇注砼时应该保证其充盈系数。按设计要求，本工程夯扩桩的充盈系数根据土层情况不同而不同，对粘性土层及粉土为1.1～1.2，对于淤泥土则宜为1.2～1.3。夯扩桩的单桩极限承载力为700kN。对桩身应该按规范进行单桩静荷载试验和小应变检测以确保桩身的质量和承载力合格。
对平房仓粮食堆场则是采用满堂搅拌桩来加固。搅拌桩的设计直径为500mm，有效桩长为6m，呈梅花形布置，桩距为1.0m，每栋平房仓总桩数为1066根。六栋平房仓的总量约为38000延米，水泥掺入量为12%，全长采用二喷二搅，加固后的地基承载力为大于80kPa。搅拌桩的施工关键是水泥与土搅拌均匀程度，在施工过程中，控制浆液的注入压力和搅拌头提升速度是控制质量的关键。
3 施工过程中出现的问题
3.1 搅拌桩的施工事故
条基下夯扩桩与搅拌桩的施工完成后立即进行了条形基础的土方开挖，人工开挖的土方堆放在基槽两侧的场地上。当开挖的深度逐渐加大时，其两侧的堆载也逐渐的加大。由于施工管理过程中未能将这些堆土及时运走，而且施工时又适逢江南每年一次的梅雨季节，因此大量的雨水浸泡这些堆土和其下的地基。这些因素终于导致条形基坑两侧大量的土方坍塌，同时又将靠近基坑的一排搅拌桩推断。另外，在施工场地内用推土机进行平整场地时，推土司机未能小心驾驶推土机，从而使推土机推铲碰到大量的搅拌桩，有的甚至将搅拌桩头推断，因此也造成了搅拌桩内部有大量的断裂裂缝。

3.2 夯扩桩的质量事故
在夯扩桩施工完毕后，对其进行了小应变动测和单桩竖向静荷载试验。结果发现在1M、1A、1J三栋平房仓的条形基础下夯扩桩中，有部分桩的桩身与夯扩头交接处出现桩身砼被拉断现象。为了查明断桩所占比例和分布的情况，设计方根据现场实际施工情况制定了如下的检查方案：（1）在上述三栋基础中各选一条条基，对其下的66根夯扩桩进行小应变普测，而其它条基仍旧按照规范规定的比例各测15根，对独立基础共测8根小应变。（2）对于1M、1A、1J三栋平房仓的抽检条形基础或其它几栋平房仓的条形基础，如出现抽检的15根桩中，断桩（D类桩）比例超过10％时，则要加倍检测。如果加倍检测的比例仍旧超过10％时，应该每根都要检测。
根据上述检测方案对六栋平房仓的条形基础下夯扩桩进行了一次小应变的普测。结果发现在抽检的15根桩中，未发现断桩超过10％的情况，因此就没有必要对余下的桩基进行加倍检测。
4 事故处理的施工方案
根据上述的小应变检测结果表明，此工程出现裂缝的搅拌桩和夯扩桩必须要进行加固处理。经过建设单位、监理、检测单位、土建总承包单位的多次协商最后制定了如下的施工加固处理方案，由施工单位负责编写并要报经设计院认可。
（1）在1M栋①轴线条形基础下，经普测发现西南角的65＃～88＃桩位段，夯扩桩断桩事故严重，C、D类桩的比例占72.7％。对此部分的桩，起初的处理意见为：先采用重锤锤击断桩使桩身与扩大头间隙闭合，以充分发挥扩大头在竖向荷载下的支撑作用，同时对此段范围内的桩间土进行压密注浆加固处理，处理深度为设计桩顶下3.0m～5.0m,使土体上拱引起桩间土松动的部位得到注浆加密，并填塞土体与土体、土体与桩体间的空隙以提高桩体抵抗水平荷载的能力。
（2） 对于零星分布的夯扩桩断桩裂缝，均采取与以上相同的措施对桩身进行加固。
在呈报上述方案后，设计方认为此种做法有所不妥，其理由如下：若采用上述方案，则当粮仓内堆满粮食后，地坪土体压缩变形、空隙排水会侧向挤压桩体，若将桩间土加固后会阻隔一定的侧向排水通道，从而会增加桩体的侧向挤压力，使桩基所受的水平力大大增加，从而可能使桩体弯曲断裂。因此设计方提出了如下的改进意见：对1M栋平房仓①轴条基下检测后有问题的断桩，应该对桩身打孔进行压力注入高强浆液，并在桩身周围（四处）钻孔注浆。注浆深度范围以包裹住开裂处为原则，且应先选择某个桩进行加固试验，加固后检测并开挖检查确保加固有效后再对其它产生质量事故的桩进行加固，以便使桩体本身能够承受足够的水平荷载，确保工程质量。
施工单位根据设计院以上有关断桩事故的处理方案精神，对现场进行了一次实测，并结合现场实测的结果综合考虑施工条件，确定了如下的具有可操作性的施工方案：
对现场的每一根断桩均采用压密注浆加固处理，注浆孔沿断桩四周均匀布置四个，深度为桩顶以下4m，即扩大头与桩身断裂处。
加固方案的施工步骤如下：
（1） 定孔位：根据桩号在桩周围定孔位，孔位偏差<10mm；
（2） 插管：根据孔位振动插管到设计标高，保证垂直度小于1％，插管过程中如遇障碍物插不到深度，可以适当移位再插管；
（3） 浆液配制：采用425＃普通硅酸盐水泥和自来水配制浆液，浆液水灰比为0.5～0.6，保证浆液的均匀性、无结块、不离析；
（4） 压密注浆：首次注浆需把注浆管上拔100mm～200mm后再进行注浆，注浆压力为1.5～2Mpa，注浆至孔口周围邻近区域或邻近孔内冒浆，再上拔注浆管300mm，停10～20分钟后再注浆，如此反复直到全过程拔管结束。最后用细石砼把注浆孔口封堵移至下一孔口，按同样施工步骤进行压密注浆。
5 加固效果
施工单位对1M、1A、1B、1E、1F、1J六栋平房仓内断桩均采用了如上的加固处理方法，并且在上部结构的施工过程中严格按规范要求埋设有沉降观测点，定期对每栋平房仓进行沉降观测，观测结果表明其整体沉降量与不均匀沉降量均能满足规范要求。现此六栋平房仓已经正常使用了二年多，说明对平房仓断桩的加固处理方法是成功有效的。
6 结束语
此工程的一些断桩事故是完全可以避免的，主要由于在施工过程中管理不善造成的，这就要求现场管理人员必须根据具体的各种天气、地质条件、施工人员素质、施工机械等各种因素预先估计到在施工过程中将会发生的一些问题，并能够及时采取有效措施，现场跟踪监督管理，而不是只预先估计到问题，不采取措施，或只是向施工人员简单交代一下，不进行措施落实的监督，从而导致事故的发生，这都将对企业的社会效益和经济效益产生巨大的损失。