1、静压浅层地基施工工法 目前工程上广泛采用的动力固结法强夯，是借助重锤从高处自由降落，其冲击能量将土的结构破坏并压实，同时部分能量转换成震动波对周围环境产生震害。尤其在城市建设中，因居民的强烈抵制，强夯的应用受到很大限制。静力固结法则是利用堆载物加荷的方式对地基土进行压密。在堆载附加应力作用下，地基土中孔隙水通过预设的“排水体”慢慢排出，地基发生沉降和固结。预压法加固过程无震动，但工期过长、造价较高。静力压实法是介于动力固结和静力固结之间的一种地基处理新方法。一、加固机理和特点借助机械设备的反力，通过液压油缸和特制的刚性压板，按一定的工艺对地基土施加静压力。当液压油缸的压力达到足够大时，地基土由
2、弹性变形开始产生塑性变形。当压力继续增大，土内的塑性区已发展为连续贯通的滑动面，使地基土结构丧失整体稳定而破坏，压板相对周围土体产生冲切，导致板下土体局部剪切破坏、压缩变形，土颗粒重新排列，地基土趋向密实。其加固深度与地基土的物理力学性质、压板的尺寸、压力的大小有关。该方法最主要特点是施工过程无震动，即保留了强夯法工艺简便、适用范围广、加固效果好、施工速度快的优点，又解决了强夯施工的震害问题，是一种环保型施工新方法。由于静压地基不使用建筑材料，因此造价低比其他地基处理方法低，但略高于强夯法。二、施工设备静压地基所需设备可利用全液压静力压桩机，通过技术改造来实现工艺要求。目前国内静力压桩机可提供
3、的压力范围达 16005000kN 以上。设备的具体构造见图 1。图 1 静压机结构简图1操作室；2电器控制箱；3 一长船行走机构；4液压总装室；5支腿油缸；6导向架；7压桩油缸；8 一夹持机构；9配重铁；10液压起重机；11 一压桩机平台结构；12 一短船行走及回转机构；13 一压杆；14 一压板压板用钢板和型钢组焊，其形状可以是圆形或正方形，根据需要加固的深度和设备能力大小，底面积为 1.03.0m 2。压杆用钢板组焊成正方形截面，其内部充填混凝土，下部与压板连接。施工时夹持机构夹紧压杆，主油压缸顶进或提升压板。静压机的长船和短船用于静压机的行走及压板定位。三、适用范围本工法适用于加固地下
4、水位以上的填土、粉土、湿陷性黄土等非饱和土地基，处理深度一般为3.05.0m。可广泛应用于工民建或各类构筑物地基的浅层加固，以减少其总沉降量和不均匀沉降，提高其承载能力。对饱和度较高的细颗粒粘性土，直压法易产生“橡皮土”，可采取压填粗骨料的置换方法处理。静压地基工艺技术能实现无振动施工，特别适用于对震动和噪声有严格限制的(如旧城改造)工程，可在一定施工环境条件下取代强夯法。四、施工工艺静压地基施工按以下步骤进行：1整平场地，平整范围应满足建筑物处理范围和静压机的作业半径。2根据施工平面图布置的压点放线，操作静压机使压板定位。3夹持机构将压杆夹牢，启动主油压缸，对地基土施压，控制最终压力达到设计
5、要求后卸荷，再转移至下一个压点。4压点全部完成后用推土机将压坑填平，再放线进行下一遍压点的施工。5最后进行满压处理。五、施工要点1正式施工前应在施工现场选择有代表性的场地做试压，应根据试压区的检测结果，确定、调整压点间距、终压值、压遍数、预留压沉量等施工参数及施压的工艺方法。2压点可根据基底平面形状，采用正方形或等边、等腰三角形布置，压点中心间距不宜过小，以防止施压时向相邻压坑中挤土。一般压点中心间距为压板直径或边长的 1.52 倍。3压板定位后，应先调整压杆的垂直度，然后再启动主油压缸顶进施压。4可采取两遍点压的工序， (即隔排不隔点施压)从中线向两侧依次退压。点压完成后应进行满压，满压的设
6、计压力应不低于点压的 1312，并使板缘相切均匀布置。5点压压力的大小首先取决于设备能力，但与压板面积和地基土的性质有关。所施加的最大压力必须超过地基土的屈服强度，使其产生永久变形。对于一般粘性土点压压力不宜低于 1000kPa。6点压时应以控制压力值为主，以控制压坑深度为辅。当压点达到设计终压值时，应保持稳压一定时间后再卸荷。7当压坑较深而终压值达不到设计要求时，可采取压坑内填料复压措施或回填压坑间歇一段时间后复压。应使各压点的终压值一致，保证处理后的地基均匀。8遍压的间歇时间，一般情况下 12 周或根据现场地基土孔隙水压力的实际消散情况而定。9对于饱和度偏高的土，施压时应注意观察压坑周围土
7、的隆起情况，当隆起体积较大时，应采取降低压力、增加间歇时间、调整压遍数或其他有效措施。六、技术质量要求1静压地基加固后，地基强度、处理深度及均匀性必须达到设计要求。2压点的定位偏差不宜大于 15cm。点压终压值的偏差不应超过设计终压值的 10。3静压地基的处理范围每边超出基础外缘的宽度，宜为设计加固深度的 1213，且不宜小于2.5m。4施工中应做好施工记录：记录各压点的终压值，压坑深度等技术数据。对点压和满压都应通过液压表进行压力大小的控制。应随时检查各项施工参数和施工记录，不符合要求时应及时纠正。如发现地基与勘察资料不符，应查明情况采取有效处理措施。5施工结束后应间隔一定时间方可对地基进行
8、测试。对于粉土和粘性土地基可取 1428d。6质量检验工作可参照强夯地基操作。应采用原位测试和室内土工试验。质量检测的数量应根据场地的复杂程度和建筑物的重要性确定，对于简单场地上的一般建筑物，每个建筑物地基的检测点不应少于三处。对于复杂场地或重要建筑地基应适当增加检验点数并进行静荷载板试验。对静压地基进行的竣工验收工作，应符合现行的国家建筑地基基础工程施工质量验收规范(GB 50202)。对不合格的测点可采取补压处理措施。七、劳动力组织静压地基施工的劳动组织以机组为单位，一般需由 12 人组成，各工种配置人数及责任见下表。静压地基施工劳动力组织表八、施工安全措施1施工前应向全体施工人员进行安全
9、教育和交底，保证有关人员持证上岗。2施工期间现场应设明显的警示标志，严禁无关人员进入施工现场。所有施工人员都应按规定佩带安全防护用品。3电源、电器的维护、检修操作必须由专职电工进行，严禁其他人员违章操作。必按规定设置触电保护器。静压机移动运行时，应设专人负责看管电缆，以防碾压或拉坏电缆。4静压机运行时，司机必须听从指挥人员的信号。当压坑深度超过主油压缸行程，需要随机吊车配合提升压杆时，两司机必须协调动作，以防止发生拉伤吊臂事故。5达到最大压力时，应避免将整个静压机顶离地面，防止夹持机构与压杆发生滑落，对静压机造成损坏。6冬雨季施工必须采取防雨雪、防冻措施，并严格执行企业标准中的有关操作规程及国
10、家相关规范。九、工程应用实例(一)湿陷性黄土地基的静压处理1工程概况：某住宅小区地基经勘察，干密度 d = 14.3kNm 2，孔隙比 e = 0.88，压缩系数 1-2 = 0.635MPa 1，湿陷系数平均值 s = 0.038。标贯击数 N = 6.15 击。主要压缩层为 I 级非自重湿陷新近堆积黄土，具有中高压缩性，结构较松，天然地基承载力特征值 fak = 100kPa。勘察深度内未见地下水。2静压施工：以 3*楼为例，采用 YZYl60 型静压机，压板面积 1.0m2，1.501.50m 正方形布点；终压值控制在 1600kN，施压顺序采取了隔点方式，从中轴线向两侧依次退压进行；从
11、施工记录上看，压点在 1600kN 压力下的沉降量为 50123cm。处理范围从建筑物外墙轴线外扩 2.5m。3加固效果检测：施工结束间歇一周后进行检测：挖探井三个，深 4.0m，共取原状土 12 块，做常规室内土工试验及浸水试验。3.0m 深度以内湿陷系数 s小于 0.013，消除了地基土的湿陷性。布置钻孔四个，共做标贯试验 16 次，7m 深度以内最低标贯击数为 11 击。做三组静荷载板试验，各检测点的 PS 关系曲线(以及 Slgt 曲线)均未出现陡降段，按有关规范确定静压后地基的承载力特征值 fak = 160kPa。(二)素填土地基的静压处理1工程概况：某住宅小区开发建设 1*、2*
12、和 3*住宅楼，拟建物坐落在天然冲沟内，沟底高程与设计基底高程相差近 8.010.0m。原设计分三层回填素土强夯法处理，素填土主要由粘性土组成，含少量碎石。在实施强夯施工时遭到附近居民反对，持续三个多月不能正常施工，经研究改用静压地基处理方法。要求静压后地基承载力特征值 fak = 160kPa，填土厚度范围内干密度 d = 15.0kNm 3。2静压施工：采用 YZYl60 型静压机，压板面积 1.0m2，正方形布点，中心距为 1.50m。施工记录显示当压力达 1500kN 时，压坑深度一般 0.351.20m。后因 12 月份气温持续降低，冻土层厚度逐渐增加到 0.300.40m，为剪切冻
13、土层，改用 0.80.8m 压板，压点间距调整为 1.20 1.20m，在2300kPa 压力下，冻土层被顺利剪切，压坑深度一般达 1.20m 左右。3加固效果检测：静压处理后进行了钻孔取土试验，共取土样 9 件，其主要物理力学性质指标平均值：重度 = 19.37kNm 2，孔隙比 e = 0.614，压缩系数 = 0.25MPa l，压缩模量 ES1 = 9.26MPa，压实系数 c = 0.97。进行标贯试验 9 次，标贯试验修正锤击数 N = 12.7 击。按有关规范确定静压后地基承载力特征值 fak = 170kPa。(三)粉土地基的静压处理1工程概况：某机场飞行区扩建工程，因跑道南端
14、的联络滑行道距村庄较近，强夯施工震动引起临近村民的反对而停工。后改用静压处理，面积约 5400m2。施工场区为黄河冲积漫滩相新近堆积土，6.0m 深度范围内四层分别为耕植土、粉土、粉质粘土和粉土。天然地基静探值一般为 1.0MPa，标贯击数 34 击。地下水位埋深 1.02.5m，根据试验判别第 2 和第 4 层粉土为可液化土。原强夯地基的加固技术要求为：6.0m 深度范围内标贯当量值10 击，静探阻力当量值4.0MPa，压实度0.93。2静压施工：采用 YZYl60 型静压机，1.0m 2压板，压点中心间距为 2.02.0m 正方形布置。最终压力值控制在 1500kN，采取逐点顺序的方式施压。根据施工记录，当压力 14001550kN 时，压坑深度一般达到 1.202.10m。3加固效果检测：施工结束间歇两周后进行了标准贯人试验、静力触探和密实度测试。测试结果表明：静探当量值达到 4.19MPa，标贯当量值达到 10.1 击。地基土干密度为 15.8316.37kNm 2，压实度达 93以上。
