《深厚淤泥軟土地區抗沉陷地基基礎施工工法》是廣東金輝華集團有限公司、內蒙古興泰建築有限責任公司完成的建築類施工工法，完成人是唐業清、李甫、盧文權、韓平、余志文。該工法適用於海邊、湖邊、河邊、沼澤地等深厚淤泥飽和軟土地基上修建的6層及6層以下房屋。
《深厚淤泥軟土地區抗沉陷地基基礎施工工法》主要的工法特點是：有效、簡便、造價低。
2011年9月30日，《深厚淤泥軟土地區抗沉陷地基基礎施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2009~2010年度國家二級工法。
基本介紹
- 中文名：深厚淤泥軟土地區抗沉陷地基基礎施工工法
- 工法編號：GJEJGF013-2010
- 完成單位：廣東金輝華集團有限公司、內蒙古興泰建築有限責任公司
- 主要完成人：唐業清、李甫、盧文權、韓平、余志文
- 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
- 主要榮譽：國家二級工法（2009-2010年度）
形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,工藝原理,施工工藝,材料設備,質量控制,安全措施,環保措施,效益分析,套用實例,榮譽表彰,
形成原因
已建或擬建於具有深厚淤泥軟土地基上的多層建（構）築物，因軟土層太厚，沒有預製樁基礎，而採用條形基礎、十字基礎、筏形基礎。對已發生的過量沉降進行控制或為控制將發生的過量沉降，可採用抗沉陷地基基礎結構施工工法，形成人工持力層複合地基，能有效地控制過量沉降，確保建（構）築物的安全使用。在海口市龍景小區共11棟居民樓沉降控制加固工程和開平市三埠鎮荻海管區三棟宿舍樓沉降控制加固工程中採用了抗沉陷地基基礎施工技術，均取得了圓滿成功。《深厚淤泥軟土地區抗沉陷地基基礎施工工法》是在總結以上工程實踐經驗的基礎上依據“一種抗沉陷地基基礎結構”實用新型專利而編制的。
工法特點
《深厚淤泥軟土地區抗沉陷地基基礎施工工法》的工法特點是：
1、該工法就是提供一種有效、簡便、造價低的抗沉陷地基基礎結構施工技術，以防止建造在深厚淤泥飽和軟土地基上6層及6層以下房屋的過量下沉。
2、施工操作簡便。取代了深長樁基礎，無須大量製作和運輸樁，操作起來更簡便。
3、造價較低。該技術中，筏板的設計不同，在該技術的設計里筏板是與室內地坪結合起來的，這就降低了工程造價，而且避免採用深長樁基礎，減少了工程中買樁所占的工程款，也進一步降低了工程造價。
4、效果顯著。該技術通過特殊的基礎結構，使得一定深度的土層不受到建築的荷載，只受土的自重應力，如此一來就解決了軟弱地基土承載能力低下的問題，避免了建築物的過量下沉，保證安全可靠地投入使用。
操作原理
適用範圍
《深厚淤泥軟土地區抗沉陷地基基礎施工工法》適用範圍如下：
1、在海邊、湖邊、河邊、沼澤地等深厚淤泥飽和軟土地基上修建的6層及6層以下房屋。
2、具有10米以上的深厚泥、飽和軟土地基，建築物一般不高於6層，基底土承載力特徵值在120千帕以內時，經過技術經濟比較，採用其他方案造價過高或難於實施，選用該工法即可滿足承載力和變形的要求。
3、既有建築物發生過量沉陷時，也可採用該技術對地基進行有效加固，使該建築物免於拆除即能恢復建築物的正常使用功能。
工藝原理
《深厚淤泥軟土地區抗沉陷地基基礎施工工法》的工藝原理敘述如下：
1、通過雙灰樁的擠密、吸水、膨脹、發熱的綜合作用，新成新的人工持力層，地基承載力可提高倍以上，可以通過調整樁距、樁長和樁徑，滿足建築物作用荷載的要求。地基持力層的剛度增大，地基的變形降低，人工持力層下的下臥層不受附加應力影響，且周邊有水泥土樁牆的約束，難於側向擠出，使得建築物就不會產生過量沉降。
2、機理示意圖：下圖中9為作用於基底的有效附加應力圖，橫坐標Po表示基底處的有效附加壓力，8為土的自重應力分布圖，O為附加應力圖的零點，h‘為O點至地面的高度，雙灰樁5的下端至O點以下至少1米處，h作為確定雙灰樁5長的參考值，11為硬殼層下的軟弱下臥層側向受水泥土攪拌樁牆圍護結構約束不產生側向變形示意圖。
附加應力圖是表示建築荷載在單位面積地基上所產生的壓力，即附加壓力。應力值的大小是隨深度而遞減的，到零點以下的土層已不受附加應力的影響。自重應力圖是表示該軟土層在自重作用下單位面積上所承受的由土的自重產生的壓力，是隨深度而增加的，是常駐應力。由圖可見，在附加應力為零點以下是常駐的自重應力在起作用，房屋的載荷已經不起作用。筏板與室內地坪結合，即可降低造價，也方便施工，褥墊層15~30厘米，可使樁土共同工作。
技術機理示意圖
註：1一不超過6層的上部房屋建築；2—帶側垂護板的鋼筋混凝土筏板；3—碎石、砂礫石褥墊層；4一外圍雙排水泥土旋噴攪拌樁圍護牆體；5—雙灰樁；6一碎石墊層；7一地面；8—自重應力圖；9—附加應力圖；11一圍護牆抗側向變形的約束作用力。
施工工藝
- 工藝流程
《深厚淤泥軟土地區抗沉陷地基基礎施工工法》的施工工藝流程見下圖。
施工工藝流程圖
- 操作要點
《深厚淤泥軟土地區抗沉陷地基基礎施工工法》的操作要點如下：
一、施工技術總體特徵
通過在建築物位於深厚軟土或淤泥地基上的筏板基礎周邊，設定鋼筋混凝土下垂1米左右的護板，再在垂板內構築攪拌樁體（或旋噴樁）構成的圍護牆體，在該圍護牆體內設定具有擠密、吸水、膨脹、發熱等綜合效應的、密排的雙灰樁，在由旋噴攪拌樁構成的圍護牆體和雙灰樁的頂端與筏板間設有15~30厘米厚褥墊層，旋噴（或攪拌樁）的樁長可選為雙灰樁形成的硬殼厚度2倍，一般為15米左右，樁徑不小於50厘米，垂直施工不可歪斜，樁體互相咬合不小於15厘米，防止軟土、淤泥質土及水外泄。採用該工法完成後的抗沉陷地基基礎結構如下圖所示。
抗沉陷地基基礎結構示意圖
註：1—不超過6層的上部房屋建築；2—帶側垂護板的鋼筋混凝土筏板；3—碎石、砂礫石褥墊層；4一外圍雙排水泥土旋噴攪拌樁圍護牆體；5—雙灰樁；6一垂板；7一地面；8—碎石墊層；9筏板鋼筋。
二、對於新建工程，施工的合理工藝流程應按設計要求進行：
（1）預施周邊的水泥土攪拌樁（或旋噴樁）2排或3排，互相咬合不少於10~15厘米，並視地基土質情況，樁身可插筋或不插筋，先形成封閉圍護樁牆，圍護牆體示意圖見下圖。
水泥土樁圍護牆施工示意圖
註：1一外圍雙排水泥土旋噴攪拌樁圍護牆體；2一攪拌器；3一樁孔內的水泥土。
（2）再在維護牆內施工雙灰樁，樁頭頂面處理後鋪沙礫石碎石褥墊層並壓實，墊層厚基底處理15~30厘米。
（3）場地整平後，沿圍護樁牆外圍構築深1.0米左右（厚約30-50厘米與筏板同厚）鋼筋混凝土重板，與圍護樁牆緊密相貼，約束圍護牆頂傾向變形。然後鋪10厘米混凝土墊層，架立鋼筋，澆築筏板基礎混凝土，要求周邊垂裙褥牆的鋼筋與筏板鋼筋連線。做好筏板的養護。
三、對於既有建築物抗沉陷加固處理時，工藝流程不同於新建工程，應視原有結構狀況進行合理安排施工工藝流程：
（1）先在室外散水處施工圍護樁牆，根據現場的施工空間選擇成孔機具，做水泥土樁或混凝土樁牆以及外圍的筏板基礎混凝土結構至設計深度。
（2）在首層室內開挖，如是筏板基礎時，需對按樁位鑿孔，並施工雙灰樁至預定深度，如為條形基礎或其他基礎則應在完成雙灰樁施工後考慮將其改為筏板基礎的相關問題。
（3）已有筏板上應預留注漿孔，以便最後注水泥、粉煤灰、黏土和石灰粉配製的填充密實料，填實筏板下空隙，使筏板與樁土密實接觸。
四、雙灰樁施工，如下圖1和下圖2所示。
該工法中的雙灰樁是作為硬殼層的主要樁體，樁長應大於地基附加應力圖零點下1米，一般為7~8米左右，樁徑40厘米，樁距1.5~2.0米，雙灰料為生石灰塊（不大於5~10厘米無雜質）、粉煤灰，配料按重量比為生石灰：粉煤灰：粗砂=6:3:1。施工時先用打入鋼管或機械成樁孔，每次填料50~100厘米，用100千克夯錘在孔內夯實後再繼續施工，樁頂為密夯1米的黏性素土層。
雙灰料中生石灰大塊應預先砸碎成塊，不大於5~10厘米，不含石塊或有機物，不可受潮或浸水；粉煤灰應乾燥，無雜質，含水量不超過5%；中砂應乾淨不含泥（也可用石屑或低標號水泥代替）。通過擠擴施工後樁徑可達60厘米以上，由於雙灰料膨脹、擠密、吸水、發熱等綜合加固特性，使被加固土層形成一個硬結擠密的持力層，承受房屋荷載，壓密變形很小附加應力傳到硬殼層底部已為零，對其下的軟土層不再發生影響。但下臥層不能側向擠出或排水，否則會導致硬殼層下陷，外圍的水泥土攪拌樁牆即可起到防止下臥土層的擠出，確保地基穩定。建築物修建後，上下部結構剖面示意圖如下圖3。
 圖1 雙灰樁施工示意圖一 |  圖2 雙灰樁施工示意圖二 |  圖3 採用抗沉陷地基基礎結構工法上下部結構示意圖 |
圖1：1一雙灰樁；2一雙灰樁成孔；3一填料；4一夯錘；5一素土擠實樁頭。 | 圖2：1一雙灰樁；2一雙灰樁中間夯入材料的樁體；3—雙灰樁膨脹發熱層；4一雙灰樁的擠密層。 | 圖3：1一不超過6層的上部房屋建築；2一帶側垂護板的鋼筋混凝土筏板；3一碎石、砂礫石褥墊層；4一外圍雙排水泥土旋噴攪拌樁圍護牆體；5一雙灰樁；6一垂板；7一地面。 |
五、鋼筋混凝土筏板和側垂護板施工
鋼筋混凝土筏板和側垂護板的厚度相同可選30~50厘米，混凝土等級不低於C30，應根據樓層數最後決定板內配筋和板厚度。筏板周邊為連續下垂約1米的側垂護板有需要時可延長，但不小於1米。筏板頂面為室內地面標高，筏板與地坪結合。褥墊層分層採用碎石、粗砂或砂礫石等填壓，可用振動壓實機或壓路機碾壓壓實在壓實的褥墊層上先鋪10厘米素混凝土墊層，上鋪筏板鋼筋，再澆築筏板混凝土，周邊的垂板也要按構造要求配筋。養換28天后方可在其上繼續施工，施工時應注意量測筏板頂面標高（即室內地面標高），不宜產生大於±2厘米的誤差。
材料設備
《深厚淤泥軟土地區抗沉陷地基基礎施工工法》所用的材料及設備明細如下：
1、旋噴樁或攪拌樁機。
2、混凝土攪拌機。
3、混凝土配製的材料如：水泥、砂、石子、工程用水。
4、鋼筋。
5、新鮮雙灰樁用的生石灰，生石灰塊不大於5厘米。
6、粉煤灰，含水量不大於5%。
7、砂或碎石。
8、水泵。
9、挖土機具及人工挖土設備。
10、雙灰樁夯實設備，包括三角架、吊鏈、100千克夯錘。
11、填樁孔用的黏性土料等。
12、監測測量儀器。
以上材料設備的數量和規格在滿足質量要求的前提下按照具體的工程量和工程強度確定。
質量控制
《深厚淤泥軟土地區抗沉陷地基基礎施工工法》的質量控制要求如下：
一、建築物沉降控制工程應執行國家輻射井7.1條各規範相關技術標準：
1、《建築物移位糾傾增層改造技術規範》CECS 225：2007。
2、《建築地基基礎設計規範》GB 50007。
3、《建築地基處理技術規範》JGJ 79。
4、《既有建築地基基礎加固技術規範》GBJ 123。
5、《建築地基基礎工程施工質量驗收規範》GB 50202。
6、《建築樁基技術規範》JBJ 94。
二、應滿足地基基礎坑沉降控制設計規定的質量要求。
三、雙灰樁、旋噴樁（攪拌樁）成樁質量必要時還應通過現場試驗檢驗。
四、在對既有建築物抗沉陷加固處理的過程中，應對建築物整體變位情況進行監測，發現異常情況應馬上停工，採取有效措施對應解決再行施工。
五、竣工後一般工程應3~6個月內繼續監測，重要工程應在1~2年內繼續監測，直到穩定為止。
六、竣工後建（構）築物殘餘傾斜量應符合相關技術標準規定，對於新建工程或既有建築工程的要求標準不同。
安全措施
採用《深厚淤泥軟土地區抗沉陷地基基礎施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：
1、在編制施工組織設計時，有關施工安全應有專項措施安排，開工前應對全體參與人員進行安全教育，制定安全守則。
2、建築物二層以上有人居住時，要求有專人嚴密監視主要結構構件的變化情況，有異常時及時報告。
3、生石灰料應當每天進貨，當天加工用完，用不完時應妥為遮蓋、適度防潮，防止粉化失效，防止燒傷工人。
4、根據信息化施工監測，應及時研究場地變化情況，發生異常時應有緊急處理預案遵循解決。
環保措施
《深厚淤泥軟土地區抗沉陷地基基礎施工工法》的環保措施如下：
1、在編制施工組織設計時，應加強環保措施，嚴防施工污染，提倡文明施工。
2、遵守當地政府部門有關環保的規定。
3、旋噴樁（攪拌樁）施工防護牆時，應嚴格管理機具和材料，不得隨意堆放，影響環境衛生。特別是樓內還有居民居住時，施工單位更應注意環境整潔、出入方便。
4、生石灰樁體材料應入庫有人專管，不得無遮蓋，隨風飄散，有害健康，有害環境，尤其兒童不得靠近，以免燒傷。工人作業時也應嚴加保護。
效益分析
《深厚淤泥軟土地區抗沉陷地基基礎施工工法》的效益分析如下：
該工法對於既有建築物發生過量沉降時，採用該工法對建築物地基基礎進行加固即可恢復該建築物的正常使用功能，使該建築物免於拆除，同時可挽回的經濟損失相當於重建該建築物造價的70%~80%。對於新建工程，可降低工程造價，避免採用深長樁基礎，通過採用該工法建造人工持力層，能有效利用軟弱地基承載能力，且可少占耕地，經濟效益也是相當可觀的。
套用實例
《深厚淤泥軟土地區抗沉陷地基基礎施工工法》的套用實例如下：
一、海口市龍景小區共11棟居民樓沉降控制加固實例
該住宅小區的有病害的11棟住宅樓均為磚混結構，條形基礎，地基為粉噴樁加固，樁長8米，持力層為淤泥質土，承載力嚴重不足，建築物分別有不同程度的不均勻沉降和過量沉降，建築物下深層淤泥軟土厚達29米。加固施工時，傾斜建築物先用輻射井糾傾扶正處理，抗沉陷處理均採用雙灰樁擠密加固，形成新的人工持力層，並將原條基礎改為筏板基礎，人工持力層為8米長雙灰樁，樁徑40厘米，採用生石灰、粉煤灰、粗砂和水泥按5:3:1:1配製樁料，周邊做成重裙，樁頂鋪15~30厘米碎石（砂層）褥墊層。
通過上述方法加固處理，制止了建築物下沉，人工持力層確保了建築物的穩定，抗沉地基基礎結構新技術在這11棟建築加固施工上取得圓滿成功。
二、開平市三埠鎮荻海管區3棟宿舍樓沉降控制加固實例
該工程位於開平市三埠鎮海區，建於1991年，總建築面積為3168平方米，3棟宿舍均為4層磚混結構，條形基礎，地基持力層為淤泥質土，進行加固前3棟建築分別出現不同程度的不均勻沉降和過量沉降，其中最大的一處沉降達32.8厘米，嚴重影響到建築物的正常使用。針對該工程的實際情況，採用抗沉陷地基基礎施工技術對進行加固處理，在加固處理時，採用雙灰樁進行擠密加固，形成新的人工持力層，其中雙灰樁長為7.5米，樁徑為0厘米，樁料採用生石灰、粉煤灰、粗砂和水泥按5:3:1:1配製。
通過採用抗沉陷地基基礎施工技術進行加固處理，制止了3棟宿舍樓的下沉，恢復了建築物的正常使用。抗沉陷地基基礎施工技術在該建築建築加固工程中的套用取得成功。
三、珠海市金海岸永南食品有限公司區辦公樓加固工程
珠海市金海岸永南食品有限公司位於珠海市金灣區三灶鎮，靠近海邊，由於該地區的淤泥土層較厚，該公司C區辦公樓在建成使用不到3年時間裡就發生較大沉降，通過對該建築物的基礎結構和周邊地質情況詳細了解，決定採用抗沉陷地基基礎施工技術對進行加固處理，在處理時，通過採用雙灰樁進行擠密加固，形成新的人工持力層，有效地制止了建築物的沉降。
該工程加固費用約為32萬元，只相當於該建築物總造價的8%左右，節約了費用，經濟效益好。
註：施工費用以2009-2010年施工材料價格計算
榮譽表彰
2011年9月30日，中華人民共和國住房和城鄉建設部審定《2009-2010年度國家二級工法名單》，以建質[2011]154號檔案公布，《深厚淤泥軟土地區抗沉陷地基基礎施工工法》被評定為中國國家二級工法。
