浅谈软土地基基础设计

浅谈软土地基基础设计

摘要：讨论了软土地基浅基础的优化设计原则及合理的基础型式。在地基与基

础共同作用分析的基础上，提出了优化设计的数学模型与计算方法。通过某工程

实例，验证了软土地基浅基础的优化设计，不仅能改善基础的受力状况，且具有

较大的经济效益。

前言

在软土地区，由于结构物对不均匀沉降较为敏感，常规设计与结构物实际受力情况的差

别较大，因此，寻求经济、安全而又合理的基础设计，是一个具有理论和实际意义的课题。

1 软土地基加固的常用方法

1.1 换土垫层处理的方法

（1）如果拟建的建筑物楼层较低，可采用换填垫层法处理，那样可以利用好地基的硬壳层，与淤泥和淤泥质土相比，硬壳层的承载能力还是要更强的，但如果没有做到足够的埋深，应采用做边框大梁埋入的方法，在保证了埋深的同时也提高了其整体的刚度。

（2）当出现局部软弱的问题时，当一侧为较好的土层，而另一侧为原有的池塘时，那么

应将淤泥清理干净，既要挖净淤泥质土也要挖净池塘硬土，从而保证基底是在同一个土层上的。最后按设计要求用较好的填料换填至设计标高。

（3）采用换土垫层的处理方法时，建议选择中粗砂作为换填的材料，当其遇到水时更容

易进行振实的作业。垫层的厚度应在0.8～1.5的范围内，从而保证其具备最佳的经济性。通

常情况下，基坑底的土都为淤泥质土，是不能扰动的，所以当期开挖后应立即回填，还应在

距离基底300m 的范围内用木夯夯实，并且是不得使用振捣器的。

1.2 强夯法适用于松散碎石、砂土低饱和度粉土与黏性土、素填土和杂填土等地基。

1.3复合地基—部分土体被增强或被置换成增强体，由增强体和周围地基土共同承担荷载

的地基

（1）振冲碎石桩和沉管砂石桩复合地基基础—将碎石、砂或砂石混合料挤压入已经成孔中，形成密实砂石竖向增强体的复合地基。适用于挤密处理松散砂土、粉质黏土，素填土，

杂填土等地基

（2）水泥土搅拌桩复合地基。适用于淤泥质土、素填土、黏性土（软塑、可塑）、粉土、粉细砂等土层。常采用网状或是条状的形式布置，像海滩码头等很多类型的软土地基都会采

用这种方法。

（3）旋喷桩复合地基—适用于淤泥、淤泥质土、素填土、粉土、粉细砂等土层。

（4）刚性复合地基—用混凝土桩等刚性桩及桩顶褥垫层构成的增墙体与周围的地基构成

复合地基共同承担基础荷载地基处理方法。

（5）建筑渣土桩是一种新兴的加固软土地基的方法，它很好的集合了挤密桩、换填法、

强夯等多种软土地基处理方法的优点，施工工艺简单、成本较低、振动小并且处理效果更佳。这种方法是先用重锤夯击软土地基，然后在深孔中填满建筑垃圾并夯实，挖去隆起的土同时

再用建筑垃圾覆盖，这是一种更加适用于埋深较浅的并且设计承载力小于160K Pa的处理软

土地基的方法。

1.4真空预压-固结法

这种方法是以大气的压力作为地基的予压力，能够有效的解决堆载予压法需要大量泥土

材料这一缺点。其抽空的时间为2个小时左右，固结度可达95% ，在房屋建筑工程建设完成前，就能够将变形消除，并且提高了地基的整体承载能力。并且借助于塑料排水板良好的渗

透作用和传递作用，也很好的加固了地层深处。

1.5注浆加固法—适用于建筑地基局部加固处理，适用于砂土粉土，黏性土和人工填土和

人工填土等地基加固。加固材料可选用水泥浆液、硅化浆液等固化剂。

2基础型式的合理选择与相互作用分析

2.1合理的基础处理及基础结构型式

工程实例1—拟建某办公楼，层数4层，建筑面积约1200平方米，采用框架结构，建设

地点为汕头地区（抗震等级为8度）。拟建办公楼的地基：表面有约3~4米粉砂且具有一定

的可液化性，以下多为淤泥质粘土与粉砂互层，表层粉砂层地基承载力行征值介于85kPa一110kPa之间，可以采用浅基础及桩基础进行设计。但考虑到经济性，我们考虑浅基础作为首

选方案，但该地区为多震区，而且持力层厚度不满足规范要求，我们若采用浅基础的话，必

须进行基础处理，结合当地的原材料及施工技术，采用水泥搅拌桩进行基础处理，这样可以

解决液化问题同时也满足了基础持力层厚度问题，最后采用整体性较好的柱下条形基础，防

止出现不均匀沉降。若采用高强预应力管桩基础，桩长达超过30米以上，由于层数较少，

将大大增加本工程的造价。

工程实例2，某新建机场，建设场地位于凹凸不平的山坡地段，场地平整按规范要求进

行填挖。营房采用框架结构而且分布广，有的在挖方区，有的在填方区，因此各栋营房用框

的基础形式以及基础处理方面如何综合考虑，将会大大影响整个工程的造价及工程进度。由

于拟建营房层数均为1~4层，建设场地多为回填土或鱼塘等，而且填方区有可能有碎石等不

明情况，我们采用了强夯法进行基础处理（基础采用独立柱基础），这样大大的节约了成本

和缩短了施工的周期，同时很好的提高基础的承载力并解决了地基础土固结的沉降问题。

工程实例3，某机场多组机库设计，建设场地位于丘陵地带，高低不平，为此根据不同

的地形情况采用了分别采用独立柱基础及桩基础设计。对于大部分处于高填方区的采用桩基础，其他采用独立柱基础。但其中有一栋大部分位于挖方区，只有2个柱位在填方区，填土

深约1 1 米，为节省成本我们采用独立柱基础，对于位于填方区的2个柱位，我们充分利用

场区内其他栋的桩基础，采用刚性复合地基础进行基础处理，这样既能满足规范的要求，又

收到了良好的经济效益。

以上分析对比，我们在设计基础时，应结合不同的土质情况采用合适的基础处理方案，

才能达到经济、安全而又合理的基础设计。

3对于高层建筑，软土地基的桩基础的基本结构形式

3.1 桩-承台基础

所谓的桩-承台基础指的就是柱下的独立桩基础，它可以是单根的桩，或者也可以是由若

干根桩共同组成的。通常情况下，在这些桩-承台基础之间都是会设置拉梁相互的连接的，这

样不但可以提高基础结构的整体承载能力，同时也加强了其抵御水平荷载的能力。

3.2 桩-箱基础

所谓的桩-箱基础指的就是通过具有顶板、外墙、底板以及若干纵横内墙所共同组成的空

箱结构将上部分配给桩。它的刚度是很大的，同时其调节各个桩的沉降和受理的能力也是十

分优异的，在绝大部分软土地基上建设房屋建筑时，都是会选择这类基础的结构形式的。

3.3 桩-墙基础

所谓的桩-墙基础指的就是实腹筒壁下的或是剪力墙下的单排桩基础和多排桩基础。剪力

墙实际上就是一种特殊的深梁，其刚度较大，并且能够将所有荷载平均的分配给各个支承桩，不需要再设置其他类型的基础梁。

而一般情况下筒壁的厚度以及剪力墙的厚度都是要小于桩径尺寸的，所以，我们会依据

构造的尺寸要求在桩顶部做一条形承台，从而保证桩和筒体或墙体共同施工作业。

3.4 桩-筏基础

在实际的施工过程中，经常会出现因施工条件和地质条件限制而影响施工的情况，由于

单体桩的承载力较低，为了更好的支承建筑的荷载，就必须局部满堂布桩或是满堂布桩，通

过整块的钢筋混凝土的上板将墙和柱的荷载传递给桩，这就是我们所说的桩-筏基础，其形式

通常为平板式或梁板式。

4 房屋建筑工程软土基础设计时应注意的问题

4.1 在一个房屋建筑工程项目的施工准备阶段，都必须进行详细的地质勘察工作，及时并

且准确的记录勘探到的地质数据，如果想仅凭以往的施工经验就得出结论是根本不可能的。

短期内虽然是节省了这部分勘探的费用，但是会给后续的施工带来严重的影响，不但增加了

成本，还可能导致工程质量事故的发生。

3.2 在对房屋建筑工程项目进行设计的过程中，如果出现了异常的问题，那么设计部门必

须从安全的角度考虑问题，吸取建设单位的各类意见和建议，从而妥善的解决异常的问题。

3.3 设计软土地基的基础时，必须进行变形计算。准确的计算出室内外的高差，如果选择

的是复合地基，室内地面的沉降就大，则应增加室内外的高差；如果选择的是桩基，那么室

外地面的沉降就小，则应减小室内外的高差。另外，对于预留电线管、排水管以及给水管等