上海地基處理(上海勘察設(shè)計(jì)志)

1、地基處理( 勘察設(shè)計(jì)志 )第一節(jié)天然地基地區(qū)地基土為松軟土，形成年代較新，固結(jié)度低，土質(zhì)軟弱，土層呈帶狀分布，有一定規(guī)律。解放前，建筑物大都是 23 層的普通民宅，高層建筑不多，大型工業(yè)建筑也較少，因此采用天然地基較多，地基的容許承載力，傳統(tǒng)采用每平方米 8 噸（80 千帕），有“老 8 噸”的習(xí)慣用法，很多 3 層及 3 層以上的建筑采用木樁。解放后，巖土工程技術(shù)有很大發(fā)展，對(duì)全市的地質(zhì)勘察資料進(jìn)行了匯總和分析，從承載力和沉降變形兩個(gè)方面進(jìn)行分析研究，使天然地基的合理利用達(dá)到較高水平， 6 層以下住宅等民用建筑大部分不打樁，節(jié)約了大量資金和材料。19581960 年，市城建局勘察總隊(duì)副隊(duì)長(zhǎng)更

2、生組織全市大部分勘察單位，進(jìn)行了33 個(gè)城鄉(xiāng)規(guī)劃地區(qū)的工程地質(zhì)普查，共打鉆孔約2000 個(gè)，取土樣 2 萬(wàn)個(gè)，進(jìn)行室土工試驗(yàn)資料的相關(guān)關(guān)系分析，發(fā)現(xiàn)各土層的固結(jié)快剪 C、ø 值和壓縮模量 E1-2 與土的類別和孔隙比有較好的關(guān)系，從而編制了統(tǒng)計(jì)值表格，列為1963 年地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)（試行）附件，兩次再版中仍然保留。由于軟粘土中往往夾有粉砂薄層，固結(jié)快剪的C、ø 值不甚穩(wěn)定，有時(shí)統(tǒng)計(jì)值反而更為合理。同時(shí)編制的110000工程地質(zhì)圖集，以地基容許承載力為主，劃分小區(qū)，有分區(qū)工程地質(zhì)剖面和土工指標(biāo)統(tǒng)計(jì)值，并標(biāo)明鉆孔位置、暗浜位置、試樁和載荷試驗(yàn)位置圖，還圈

3、出可能產(chǎn)生流砂的地區(qū)和可利用的樁基持力層的埋深等，容較為豐富，根據(jù)各區(qū)的不同地質(zhì)條件，地基土的容許承載力圍為 714 噸/ 平方米（70140 千帕），有的地區(qū)容許承載力由傳統(tǒng)的“老 8 噸”提高到 1314 噸/ 平方米（ 130140 千帕）。19601967年，民用院按照工程地質(zhì)圖集提供了 700 多項(xiàng)中小型工程的勘察報(bào)告，以后調(diào)查了數(shù)十幢按圖采用地基容許承載力的住宅，平均沉降量為1020 厘米，未發(fā)現(xiàn)因不均勻沉降而發(fā)生裂縫。 1984 年，地礦局勘察公司、勘察院、三航院勘察處等單位，匯總地區(qū)土層分布規(guī)律，結(jié)合土層的地質(zhì)成因，土的工程分類和分布情況，匯總成市地基土層次名稱表，按垂直向分布

4、和地質(zhì)時(shí)代及成因類型，野外鑒別特征，給予地層編號(hào)，改變了過(guò)去地層編號(hào)混亂情況，對(duì)巖土工程人員不論勘察、設(shè)計(jì)和施工都提供了方便。如號(hào)土是作為天然地基持力層的褐黃色粉質(zhì)粘土，而號(hào)土則是晚更新世Q4 3 的暗綠色、草黃色的粘性土，是地質(zhì)的重要標(biāo)志層。地區(qū)如無(wú)地震液化問(wèn)題，六層的住宅都采用天然地基，不采用樁基，由于上部結(jié)構(gòu)采用了抗裂措施，防止了上部結(jié)構(gòu)的開(kāi)裂。天然地基的較大沉降量，是軟土地基的一個(gè)特點(diǎn)。在采用一般結(jié)構(gòu)形式、基礎(chǔ)壓力和施工方法，特別是采用一般加荷速率的情況下，建筑物有較大的沉降和一定程度的不均勻沉降，但不會(huì)發(fā)生地基的破壞。 1963年，地基規(guī)編制組曾對(duì)百余幢建筑物的沉降觀測(cè)資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，

5、 平均沉降量為：磚承重結(jié)構(gòu) 1040 厘米，單層排架結(jié)構(gòu) 2050 厘米，多層框架結(jié)構(gòu) 1530 厘米，箱形基礎(chǔ) 15160 厘米，盡管沉降量較大，但并未影響建筑物的安全使用。箱形基礎(chǔ)是天然地基的另一種形式。有的建筑物超過(guò) 67 層，甚至達(dá)到 12 層左右，由于地基承受的荷載較大，或是由于人防的要求，采用了箱形基礎(chǔ)。較為典型的是中友好大廈（現(xiàn)展覽中心）中央大廳箱形基礎(chǔ)的沉降情況。該館由聯(lián)專家設(shè)計(jì)，采用的基底總壓力為 130 千帕（13 噸/ 平方米），未作沉降驗(yàn)算，由于箱基的寬度較大，受影響的壓縮層較深，因此產(chǎn)生了過(guò)大的沉降量。完工后 11 年，累計(jì)沉降量達(dá) 1.6 米（90 年代已超過(guò) 2

6、米），相對(duì)傾斜為 0.44%，平均沉降速率在施工期間為 5.4 毫米/ 日，3 年減至 0.1 毫米/ 日，但仍持續(xù)發(fā)生沉降。盡管沉降量很大，鄰近地表沒(méi)有發(fā)生隆起現(xiàn)象，但給使用和相鄰建筑帶來(lái)不良影響，由于中央大廳沉降過(guò)大，地坪標(biāo)高反比兩側(cè)展覽廳為低，已建的階梯只得廢棄重鋪。由于沉降過(guò)大，把貼鄰的條形基礎(chǔ)帶著下沉，使相鄰建筑嚴(yán)重開(kāi)裂，不得不進(jìn)行加固。從 1974 年起，建設(shè)部建筑科學(xué)研究院地基所、華東工業(yè)院和同濟(jì)大學(xué)巖土工程系（現(xiàn)地下建筑與工程系）、市政工程研究所等單位在康樂(lè)大樓、華盛大樓、胸科醫(yī)院大樓和大樓等建筑物的箱形基礎(chǔ)，埋設(shè)沉降觀測(cè)標(biāo)，土壓力盒和鋼筋應(yīng)力計(jì)等進(jìn)行原位觀測(cè)，積累了工程經(jīng)驗(yàn)。

7、為了研究輕型井點(diǎn)降水條件下埋深較大的箱形基礎(chǔ)地基變形規(guī)律， 在康樂(lè)大樓和大樓兩個(gè)工程中埋設(shè)一般沉降標(biāo)和回彈標(biāo)，在華盛大樓和胸科醫(yī)院大樓兩個(gè)工程中，還埋設(shè)了分層標(biāo)；并由同濟(jì)大學(xué)土工試驗(yàn)室在室用固結(jié)儀按 5 個(gè)階段（降水預(yù)壓基坑開(kāi)挖基礎(chǔ)施工停止降水上部結(jié)構(gòu)施工和使用）的地基受力狀態(tài)，進(jìn)行壓縮和回彈試驗(yàn)。在華盛大樓，胸科大樓和大樓 3 個(gè)工程的基礎(chǔ)底面，還埋設(shè)了滲壓計(jì)觀測(cè)地下水浮力的大小，并研究基底壓力是否對(duì)浮力有影響，通過(guò)實(shí)測(cè)資料得出結(jié)論：地下水的浮力是客觀存在的，基底浮力的大小，取決于地下水位的高低，與基底壓力增大無(wú)關(guān)，考慮按全部浮力計(jì)算基底的有效壓力，可以充分挖掘地基的潛在能力，降低基礎(chǔ)造價(jià)，

8、胸科醫(yī)院大樓按此原則計(jì)算，取得很好效果，大樓使用正常。由此， 70 年代自行設(shè)計(jì)施工的箱形基礎(chǔ)，一般沉降量控制在2030 厘米以，竣工后使用正常，沒(méi)有發(fā)生過(guò)量沉降。在深基礎(chǔ)方面，也取得許多重大成果， 1970 年，華東電力院設(shè)計(jì)的高橋半地下式熱電廠，采用直徑 68 米，高 28.5 米，面積為 3630 平方米的圓形鋼筋混凝土沉井結(jié)構(gòu)，是當(dāng)時(shí)國(guó)最大的沉井，獲全國(guó)和市科學(xué)大會(huì)成果獎(jiǎng)。第二節(jié)樁基礎(chǔ)地區(qū)由于淺部地層軟弱，承載力較低，天然地基變形量大，因此荷重較大，對(duì)變形要求較嚴(yán)的建筑物，大量采用樁基礎(chǔ)（摩擦樁）。新中國(guó)成立前建造的 5 層以上的房屋，大多采用木樁，長(zhǎng)度從幾米到幾十米不等。國(guó)際飯店下的

9、洋松樁長(zhǎng)達(dá)39.8 米。有些建筑物基礎(chǔ)下采用組合樁，通常的做法是地下水位以下打入木樁，頂部接一段混凝土灌注樁，如衡山賓館、電管局大樓、長(zhǎng)江公寓、閘北電廠 A 站等均采用這種組樁。也有一些房屋基礎(chǔ)下采用單打沉管灌注樁。新中國(guó)建立后木材供應(yīng)緊， 50 年代曾大量采用單打沉管灌注樁，由于施工期間連續(xù)沉樁產(chǎn)生的擠土作用，使未達(dá)到強(qiáng)度要求的鄰近樁受擠壓后產(chǎn)生樁身移位、折斷?；蛞蚴┕す芾聿簧?，樁身產(chǎn)生縮頸現(xiàn)象。因此，這種樁型到 70 年代時(shí)基本廢棄不用。在較長(zhǎng)一段時(shí)間，地區(qū)的樁基礎(chǔ)，以鋼筋混凝土預(yù)制樁占主導(dǎo)地位。預(yù)制樁成本較低，質(zhì)量控制較為可靠，施工周期較短，在各種不同的樁型中占有很大優(yōu)勢(shì)，至8090 年

10、代，仍是廣泛應(yīng)用的樁型。由于高層建筑、大型廠房、高爐、大橋等的建造，對(duì)樁基的承載能力和地基的變形提出了更高要求，于是很多工程引進(jìn)了鋼管樁，預(yù)應(yīng)力混凝土樁也普遍使用。市區(qū)密集建筑群中打樁產(chǎn)生的一系列問(wèn)題，又使鉆孔灌注樁得到重視。 1985年，三航局預(yù)制廠從日本引進(jìn)了高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（PHC樁）生產(chǎn)流水線以后，第 20 冶金工業(yè)公司預(yù)制廠又自行設(shè)計(jì)了同類型的生產(chǎn)流水線，這種樁能部分取代鋼管樁，已在大劇院等工程中得到應(yīng)用，并供應(yīng)、澳門地區(qū)。在樁基持力層選擇方面， 80 年代以前，由于錘擊能量的限制，大多以暗綠色粘性土層作為理想的樁基持力層。 80 年代后，柴油打樁錘的廣泛使用，給樁基持力層的選

11、擇，提供了更大的余地，以號(hào)粉砂土、號(hào)砂性土作為樁基持力層的工程已有不少。一、鋼筋混凝土預(yù)制樁從 50 年代開(kāi)始到 1977 年以前，鋼筋混凝土預(yù)制樁是樁基的一種主要形式。 50 60 年代，除重型機(jī)器廠的萬(wàn)噸水壓機(jī)和鑄鋼車間曾用過(guò) 43 米的長(zhǎng)樁外，樁長(zhǎng)多數(shù)在 2426 米之間，以暗綠色粘性土作為持力層，設(shè)計(jì)單樁承載力為 600800 千牛（6080 噸）。70 年代后期開(kāi)始，各類高層建筑不斷興建，預(yù)制樁也有了很大發(fā)展。 l980 年起，鋼筋混凝土長(zhǎng)樁長(zhǎng)達(dá) 45 米，開(kāi)始用于賓館，后在電信大樓、華亭賓館工程相繼采用，利用號(hào)粉土或粉砂作為樁基持力層，提高單樁承載力，減少建筑物沉降，取得顯著的社會(huì)

12、經(jīng)濟(jì)效益，使樁基礎(chǔ)發(fā)展到一個(gè)新的水平。在暗綠色粘性土層或第一砂層缺失或很薄，或下臥層較軟弱的區(qū)域，建造30 層以上的高層建筑，為控制沉降量，也有采用更長(zhǎng)樁的，如華東工業(yè)院設(shè)計(jì)的虹橋賓館和陸家宅滬辦大樓（聯(lián)合大廈），樁長(zhǎng)均達(dá) 60 米。90 年代以來(lái)，超過(guò) 100 米的超高層的勘探，深度都要達(dá)到第層粉細(xì)砂（的第 2 砂層）以一定深度，是研究第 2 砂層作為樁基持力層可能性的依據(jù)。地區(qū)采用的預(yù)制方樁，截面邊長(zhǎng)為 2050 厘米，也有少數(shù)采用邊長(zhǎng) 60 厘米的，長(zhǎng)度為 560 米，在工廠或施工現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制，運(yùn)輸、堆放均較方便，由于樁身質(zhì)量容易得到保證，承載力較高，耐久性較好，現(xiàn)有的沉樁機(jī)械型號(hào)齊全，施工

13、便利，工期短，費(fèi)用較其他樁型便宜，尤其是多年實(shí)踐積累了較為成熟的經(jīng)驗(yàn)，到 1995 年，預(yù)制樁仍在地區(qū)得到廣泛使用。預(yù)制樁的制作技術(shù)，多年來(lái)有很大改進(jìn)，初期木材和勞動(dòng)力消耗多， 1956 年，首先在江南造船廠 1 號(hào)萬(wàn)噸級(jí)船臺(tái)工程中，改用重疊法密肋形澆筑，壓縮了制樁場(chǎng)地，節(jié)約了木模、人工，提高了制樁速度，這項(xiàng)制樁技術(shù)，以后在全國(guó)推廣，成效顯著。預(yù)制樁可以分節(jié)制造，分節(jié)施工，接樁原來(lái)采用鋼樁帽電焊辦法。 1972年，經(jīng)有關(guān)設(shè)計(jì)、施工單位合作研制，采用硫磺膠泥錨接法獲得成功。經(jīng)多年工程實(shí)踐，該項(xiàng)工藝在嚴(yán)格保證操作質(zhì)量前提下，能夠安全地承受錘擊施工應(yīng)力，從1975 年開(kāi)始，用于多節(jié)預(yù)制樁工程，比焊接

14、費(fèi)用可節(jié)約 70%左右。80 年代后期起，由于對(duì)樁基承載力的要求有所提高，加之硫磺膠泥的質(zhì)量控制等因素，這種接頭已很少采用。在打樁設(shè)備方面，新中國(guó)建立前，樁基施工設(shè)備十分落后，全市僅有 2 臺(tái)重 7 噸的蒸汽錘，大部分是蒸汽或電動(dòng)落錘，甚至還有用原始的石硪或鑄鐵落錘，采用人工提升脫鉤打樁。1958年起，樁基任務(wù)增加，于是加工制造了一批蒸汽打樁機(jī)械，錘重最大為 10 噸。在 1977年以前，基本上都是靠蒸汽錘打樁。 1978年寶鋼工程開(kāi)工后，引進(jìn)了 37.2 噸的柴油錘和履帶式樁機(jī)。以后發(fā)展到引進(jìn)日本的 8 噸錘和聯(lián)邦德國(guó)可調(diào)節(jié)沖擊能量的 D60、D62 等更為先進(jìn)的柴油錘。工程機(jī)械廠在引進(jìn)德國(guó)

15、技術(shù)的基礎(chǔ)上， 已能生產(chǎn) D型系列的柴油錘。80 年代開(kāi)始，蒸汽錘已被淘汰，柴油錘普遍使用。進(jìn)入 90 年代，第三航務(wù)工程局又引進(jìn)了英國(guó)的高能量液壓錘 （ZHA-30型），已在金茂大廈工程中應(yīng)用。在港區(qū)改造中， 1965年率先采用壓樁施工，設(shè)備能力為 150 噸和 80 噸兩種，到 90 年代，已經(jīng)發(fā)展到 300 噸到 500 噸。1972年開(kāi)始，將壓樁使用于樁長(zhǎng)約 20 米的許多工業(yè)和民用建筑工程，1986 年勘察院在金山水泥廠施工的 71 米長(zhǎng)靜壓樁達(dá)到 10001200 噸。近年來(lái) 500 噸的壓樁機(jī)可以壓入樁長(zhǎng)達(dá) 38 米，進(jìn)入號(hào)粉性土，應(yīng)用在鑫隆花園 2 幢 24 層的住宅樓。壓樁施

16、工具有無(wú)噪音、無(wú)振動(dòng)、對(duì)周圍環(huán)境影響較小等優(yōu)點(diǎn)，但受到設(shè)備能力的限制，存在不能穿透較厚的砂土或粉土層的局限性。二、鉆孔灌注樁60 年代初，已采用鉆孔灌注樁，建造了一些市區(qū)、近郊的橋梁，當(dāng)時(shí)采用人工推磨并出土的大鍋錐，逐步由泥漿護(hù)壁發(fā)展到清水護(hù)壁（利用孔粘土自然造漿） ，以保持孔水位，防止?jié)撐g和塌孔。1965年，上鋼三廠 3 號(hào)轉(zhuǎn)爐改建工程曾做過(guò)鉆孔灌注樁試驗(yàn)，但與預(yù)制打入樁對(duì)比，因承載力偏低而放棄使用。1975 年開(kāi)始建造的公交公司電車修配廠，又一次進(jìn)行了鉆孔灌注樁的試驗(yàn)，采用潛水電鉆成孔，樁的設(shè)計(jì)直徑為 600 毫米，入土深度 25.8 米，試樁極限承載力 9801078 千牛，此值明顯偏低

17、，原因是沒(méi)有做好清孔措施，樁底淤土沉積達(dá)0.8 1.0 米。1981 年，色織四廠綜合樓改造，考慮打樁對(duì)鄰近建筑物的危害，決定選用鉆孔灌注樁方案，2 根試樁（直徑 800 毫米，深 32 米）承載力為 19602136 千牛，極限側(cè)摩阻力和端承力與電車修配廠試樁結(jié)果相似。 1983 年，基礎(chǔ)公司從聯(lián)邦德國(guó)引進(jìn)一臺(tái) NVC120/2型成樁機(jī)，可施工900 毫米的貝諾托（ Benoto）樁，以后在雁蕩公寓、混凝土二分廠及北路立交橋作過(guò)9 根試驗(yàn)樁，靜載試驗(yàn)做得比較完整的有 6 根。以后基礎(chǔ)公司采取了向樁底周圍壓漿等措施，取得較好效果，但因成孔機(jī)械需要進(jìn)口，成孔后尚需采取附加措施，降低了貝諾托樁的使

18、用價(jià)值。1983 年，市機(jī)械化施工公司與勘察院聯(lián)合進(jìn)行凹凸形鉆孔灌注樁的研究試驗(yàn)，獲得了成功。這種樁的施工工藝特點(diǎn)，為孔壁呈明顯的凹凸形，采用二次清孔措施，減少了孔底沉淤，在澆搗水下混凝土?xí)r，用首罐混凝土量集中在大漏斗中，以沖擊清除部分孔底殘余沉淤等多項(xiàng)措施，使樁的垂直極限承載力得到提高。隨著市區(qū)建設(shè)和改造的步伐加快，在建筑物密集地區(qū)打樁施工對(duì)周圍環(huán)境的影響和危害日益嚴(yán)重，鉆孔灌注樁則無(wú)擠土、無(wú)振動(dòng)、無(wú)噪聲，成為取代打入樁的重要樁型，應(yīng)用日益廣泛。90 年代以來(lái)，房屋建筑的鉆孔灌注樁直徑從 600 毫米、800 毫米擴(kuò)大為 1000 毫米、1200 毫米甚至更大。橋梁地基早在 70 年代就采用

19、 11.5 米大直徑鉆孔灌注樁，如松浦大橋引橋，樁的直徑為 1.5 米，長(zhǎng)度 50 米達(dá)到的第 2 砂層（號(hào)土）。1988 年，中國(guó)建筑西南勘察院承擔(dān)了恒豐大樓的鉆孔灌注樁施工任務(wù)，該大樓為2 幢毗鄰的 33 層蝶形公寓，鉆孔灌注樁樁徑 850 毫米、樁長(zhǎng) 75 米，為當(dāng)時(shí)市樁身最長(zhǎng)的鉆孔灌注樁工程。 90 年代初，海侖賓館、新世界商場(chǎng)、京城大廈等工程，鉆孔灌注樁均達(dá)地面下 73 米，海侖賓館建成后，沉降量不超過(guò) 5 厘米。三、鋼管樁和 H型鋼樁鋼管樁具有強(qiáng)度高、擠土量小、裁接方便，貫入性能好等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是價(jià)格較貴，消耗大量鋼材。因此，只能在軟土分布深度大的重大工程項(xiàng)目中應(yīng)用。70 年代中期，

20、鋼管樁開(kāi)始在石化總廠碼頭使用。 70 年代末，寶鋼開(kāi)始建設(shè)，外徑609.6毫米的鋼管樁被大量使用，寶鋼一、二期工程共約打入6 萬(wàn)余根， 30 余萬(wàn)米，計(jì) 39 萬(wàn)噸各種規(guī)格的鋼管樁。通過(guò)寶鋼工程的大量使用，鋼管樁的優(yōu)越性得到了肯定。以后，的寶鋼電廠、石洞口電廠、華能石洞口第二電廠、外高橋電廠等大型電廠，南浦大橋、浦大橋和徐浦大橋，以及許多高層建筑都采用了鋼管樁， 88 層的金茂大廈采用直徑 912 毫米的鋼管樁，打入深度達(dá)83 米，可稱“之最”。從事巖土工程的工程技術(shù)人員，在鋼管樁的應(yīng)用方面做出了許多貢獻(xiàn)，寶鋼和寶鋼顧問(wèn)委員會(huì)的專家，曾對(duì)鋼管樁做過(guò)廣泛的研究、試驗(yàn)和理論分析，對(duì)于鋼管樁的承載能

21、力、土芯閉塞效應(yīng)、負(fù)摩阻力和樁頂位移等方面，結(jié)合的地質(zhì)條件，提出了切合實(shí)際的設(shè)計(jì)方法。華東電力院為在大型電廠中應(yīng)用鋼管樁，曾做過(guò)大量的試驗(yàn)研究和分析，特別是在北侖港電廠做過(guò)2根直徑 609.6 毫米× 11毫米、長(zhǎng) 45 米的閉口鋼管樁的堆載負(fù)摩擦試驗(yàn)，采用瑞士生產(chǎn)滑動(dòng)測(cè)微計(jì)測(cè)量樁身應(yīng)變，獲得了樁身負(fù)摩擦力的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，為堆煤場(chǎng)地基處理節(jié)約了大量工程費(fèi)用。1989 年，在外高橋電廠進(jìn)行了規(guī)模很大的試樁，樁身上貼了電阻應(yīng)變片，區(qū)分樁側(cè)摩阻和樁端阻力，在此基礎(chǔ)上確定了樁基持力層位置和單樁承載力，修正了可行性研究時(shí)確定的樁基設(shè)計(jì)參數(shù)，僅樁基一項(xiàng)，節(jié)約 8000 萬(wàn)元。H 型鋼樁在國(guó)外應(yīng)用甚廣

22、，與鋼管樁相比，沉樁阻力小，擠土量也小，穿透能力強(qiáng)，由于一次軋制成型，成本較低，運(yùn)輸、儲(chǔ)存均較方便，缺點(diǎn)是相同材料用量下斷面尺寸較小，側(cè)壁摩阻力較鋼管樁為小，樁入土較深時(shí)沉樁易發(fā)生屈折。80 年代，引進(jìn)了盧森堡的 H型鋼，曾由基礎(chǔ)公司特種基礎(chǔ)研究所和勘察院合作， 在虹橋開(kāi)發(fā)區(qū)的蓮花大廈做過(guò)試樁。 1988 年，又由三航局科研所在太陽(yáng)廣場(chǎng)兩幢 30 層大廈中進(jìn)行了試驗(yàn)，成功地作為大廈樁基礎(chǔ)使用。第三節(jié)地基處理新中國(guó)建立以來(lái)，的地基基礎(chǔ)處理技術(shù)，在工業(yè)和民用建筑中，都取得了很大進(jìn)步。人工處理地基在全市采用較多的有：振沖碎石樁和擠密碎石樁、短樁處理局部暗浜和填土、充水預(yù)壓、擠密砂樁、樹(shù)根樁、錨桿壓糾

23、偏、強(qiáng)夯、旋噴和粉煤灰墊層等。各種不同的地基處理方法，都有其適用性，地區(qū)在具體應(yīng)用時(shí)，結(jié)合地質(zhì)條件和建筑物的特點(diǎn)，積累許多經(jīng)驗(yàn)，為工程建設(shè)節(jié)約了大量費(fèi)用。一、振沖法1981 年開(kāi)始，在海潮路多層住宅、閔行東風(fēng)新村、南市水廠等 8 項(xiàng)工程中先后采用振沖法。加固后地基容許承載力可提高約 90%，加固深度一般為 10 米，最大深度 18 米，平面置換率約20%左右，樁的直徑 80 厘米，振沖加固適用于砂土地基。對(duì)于軟粘土只能起置換作用，場(chǎng)地排污影響環(huán)境，樁間土的結(jié)構(gòu)受到破壞，強(qiáng)度降低，因此效果不理想。 1984 年，10 層的田林賓館采用振沖碎石樁加固地基，由于土層軟弱，施工下料未能滿足設(shè)計(jì)要求，發(fā)

24、生超量沉降，造成房屋傾斜和裂縫，但地基土并未產(chǎn)生塑流破壞，因此在上部結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)處理后，并未影響使用。自從發(fā)生這一事故后，地區(qū)對(duì)振沖碎石樁的試驗(yàn)，采取極為慎重的態(tài)度，在市區(qū)因排污困難，石料較貴，故較少采用，但對(duì)處理振動(dòng)液化，是可靠和有把握的。擠密碎石樁，加空壓機(jī)振沖解決了管投料，曾在石化總廠山 4 只 5 萬(wàn)噸級(jí)油罐基礎(chǔ)中應(yīng)用，最大沉降 1 米（充水預(yù)壓），樁長(zhǎng) 20 米。二、擠密砂樁1959 年，重型機(jī)器廠鑄鋼車間樁基的荷重很大， 對(duì)沉降和不均勻沉降有嚴(yán)格的要求，當(dāng)時(shí)聯(lián)專家提出采用擠密砂樁進(jìn)行地基加固，由于地區(qū)缺乏經(jīng)驗(yàn)，組織了面積為12 米× 17 米的大型試驗(yàn)，采取復(fù)打方法使砂樁直徑

25、達(dá)到 60 厘米，樁距為 110 厘米，加固深度為 20 米，共打入202 根砂樁，并在加固圍鋪了 50 厘米厚的砂墊層，以利排水。打砂樁后，地表向上隆起，加固中心最大值竟達(dá) 139 厘米，表明地基土遭到嚴(yán)重?cái)_動(dòng)。實(shí)地試驗(yàn)表明，地基土的強(qiáng)度和變形雖然得到一定的改善，但未能達(dá)到預(yù)期的效果，沉降量仍較大。經(jīng)過(guò)比較，最后否定了砂樁加固地基的方案。1978 年，寶鋼礦石堆場(chǎng)采用擠密砂樁加固地基。該堆場(chǎng)占地面積38 萬(wàn)平方米，堆料面積27 萬(wàn)平方米，礦石最大設(shè)計(jì)堆載為 32.5 噸/ 平方米。為了取得設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，在堆場(chǎng)區(qū)進(jìn)行了加固堆土試驗(yàn)，試驗(yàn)區(qū)面積為 50 米× 50 米，打入兩種規(guī)格的擠密砂

26、樁：密樁區(qū)，樁徑 700 毫米，間距 1.65 米；疏樁區(qū)，樁徑 500 毫米，間距 3 米。樁身形狀上細(xì)下粗（上段 5 米樁徑為 400毫米），樁長(zhǎng) 20 米，共打入砂樁 658 根。打好砂樁后，在 100 米× 40 米圍填砂 1.8 萬(wàn)立方米，堆高為 10 米，重 16 噸/ 平方米，分 24 層堆高，分層碾壓，填砂歷時(shí) 14 天。試驗(yàn)從 1979年 7月開(kāi)始，歷時(shí)近 10 個(gè)月，實(shí)際堆載 4 個(gè)月。為堆載試驗(yàn)，冶金勘察公司曾用國(guó)外薄壁取土器（壁厚 1.5 2.0 毫米）與常用的厚壁取土器（壁厚 4 毫米）取土樣，作對(duì)比分析，對(duì)于 1020 毫米的軟土，無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度值較原地基

27、提高 1.43 倍。卸土后，密樁區(qū)為 1.28 ，疏樁區(qū)為1.54 。華東電力院勘察處為試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行了十字板抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)， 在土中剪切面分為垂直和水平兩個(gè)方向，用 50 毫米× 50毫米、50 毫米× 100毫米和 50 毫米× 150毫米 3 種尺寸的翼板，得出水平向抗剪強(qiáng)度與垂直向抗剪強(qiáng)度之比平均為1.71。故在地區(qū)穩(wěn)定性分析中，估算土的非等向深強(qiáng)是有意義的。通過(guò)試驗(yàn)獲得的資料，為擠密砂樁的應(yīng)用和改進(jìn)設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。在市土木學(xué)會(huì)組織的有關(guān)專家多次討論提出建議的基礎(chǔ)上， 修改后的設(shè)計(jì)用砂量從 175 萬(wàn)立方米減為69 萬(wàn)立方米，節(jié)約投資 3 千余萬(wàn)元。 1994

28、年起，寶鋼三期工程開(kāi)工后，新的礦石堆場(chǎng)繼續(xù)采用砂樁加固地基，且在一期工程的基礎(chǔ)上作了改進(jìn)。三、強(qiáng)夯法70 年代，強(qiáng)夯法在上港十一區(qū)試驗(yàn)成功后，很快就在上港九區(qū)、十二區(qū)及十六鋪客運(yùn)站、長(zhǎng)橋水廠、耀華玻璃廠等 20 余項(xiàng)工程中得到應(yīng)用。 90 年代初，又在浦東凌橋的染化一、三廠工程和羅涇港煤堆場(chǎng)等采用塑料排水板排水，鋼渣墊層強(qiáng)夯的工藝取得良好的效果和經(jīng)濟(jì)效益。強(qiáng)夯法加固效果明顯。上港十一區(qū)倉(cāng)庫(kù)地基表層為回填土，中層為粉砂土，下層為軟塑、流塑狀態(tài)的粉質(zhì)粘土和淤泥質(zhì)粘土。未加固前由荷載板（ 70.7 厘米× 70.7 厘米）確定的承載力較低，約 5070 千帕，加固后承載力提高到 35051

29、0 千帕，為加固前的 57 倍。上港十區(qū)加固后，強(qiáng)度由原來(lái)的 210 千帕提高到 270 千帕；港客運(yùn)站地基強(qiáng)度由 8090 千帕提高到200 千帕以上。強(qiáng)夯法的施工工藝和設(shè)備比較簡(jiǎn)單，但在施工過(guò)程中必須重視和加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，以有效地控制現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量，并檢驗(yàn)加固效果。的工程勘察單位在檢測(cè)方面，不僅能滿足施工配合的需要，而且在測(cè)試技術(shù)的發(fā)展方面做出很大貢獻(xiàn)。強(qiáng)夯法變形測(cè)定，一般是用深層土體側(cè)向變形儀和普通沉降位移標(biāo)。強(qiáng)度和力學(xué)性指標(biāo)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)度，主要有孔隙水壓力計(jì)、十字板剪切試驗(yàn)儀、靜力觸探和動(dòng)力觸探儀、旁壓儀和荷載板試驗(yàn)儀。夯擊振動(dòng)用測(cè)振儀。在這些測(cè)試儀器中較為重要的是旁壓儀。旁壓儀于 30 年代首

30、創(chuàng)于德國(guó)， 50 年代末法國(guó)又重新研制，主要是隨強(qiáng)夯法應(yīng)用而發(fā)展成熟。在 70 年代后期，國(guó)研制成功預(yù)鉆型旁壓儀，并推廣使用。 1980 年，華東電力院研制成功三腔水壓式自鉆旁壓儀， 并通過(guò)部級(jí)鑒定。旁壓試驗(yàn)除了用來(lái)了解土的變形和強(qiáng)度外，已推廣到淺基礎(chǔ)承載力和沉降計(jì)算、單樁承載力計(jì)算、水平荷載下樁的應(yīng)力應(yīng)變計(jì)算以及板樁墻的土壓力計(jì)算等。 1994 年，勘察院在 88 層的金茂大廈工程中，使用經(jīng)改進(jìn)的國(guó)產(chǎn)預(yù)鉆旁壓儀做到孔深 136 米，創(chuàng)國(guó)深度之最，成果資料獲得國(guó)外設(shè)計(jì)單位滿意。為了檢驗(yàn)強(qiáng)夯法加固深度，勘察院和地質(zhì)學(xué)會(huì)于 1981 年在石化總廠化工一廠強(qiáng)夯場(chǎng)地（夯錘20 噸，落距 20米）取土進(jìn)

31、行了微觀結(jié)構(gòu)研究，得出影響深度20 米，有效深度 7 米的結(jié)論。四、粉煤灰墊層70 年代末，開(kāi)始利用粉煤灰作為地基加固材料，主要用作墊層、回填料和摻合料。80 年代后期，隨著高速公路和高等級(jí)公路的興建，大量使用粉煤灰作為路基墊層材料。1990 年，冷軋薄板工程設(shè)計(jì)，要求廠房地坪承重結(jié)構(gòu)回填墊層的容許承載力0.12兆帕（12 噸/ 平方米），壓實(shí)密度 0.93 。該工程施工填筑材料和試驗(yàn)樣品均選用寶鋼電廠貯灰場(chǎng)中的濕排粉煤灰，實(shí)驗(yàn)室提供施工壓實(shí)參數(shù)是：最大干密度1.16 噸 / 立方米，最優(yōu)含水量為30.5 ±4%，使用二輪振動(dòng)壓路機(jī)和三輪燃?jí)郝窓C(jī)進(jìn)行壓實(shí)。鋪筑粉煤灰墊層厚度約0.7

32、米，耗灰量達(dá) 4 萬(wàn)噸以上。自 1990 年 3 月起施工，至同年 6 月完工，年底投產(chǎn)。大量的薄板鋼材堆放在混凝土地坪上，粉煤灰墊層未發(fā)生任何異常情況。車間局部開(kāi)挖表明，粉煤灰墊層已有凝硬作用，為工程填筑節(jié)約費(fèi)用60 萬(wàn)元，且提前完成施工。靜載荷試驗(yàn)的結(jié)果表明，粉煤灰地基的容許承載壓力為 0.3 兆帕（30 噸/ 平方米），變形模量為 19.0 兆帕，均大于設(shè)計(jì)要求，也較常用的土夾石墊層為高。五、樹(shù)根樁樹(shù)根樁是一種小型的鉆孔灌注樁，通常的直徑是7.5 厘米至 25 厘米。它是用鉆機(jī)鉆孔，然后放入鋼筋籠或者一根型鋼，同時(shí)放入注漿管，注入水泥漿或混凝土而成樁。樹(shù)根樁可以是單根的，也可以是成束的，

33、是垂直的也可以是傾斜的。80 年代，國(guó)開(kāi)始試驗(yàn)研究和應(yīng)用樹(shù)根樁，最初用于虎丘塔的糾偏和地基加固。 以后通過(guò)試驗(yàn)研究廣泛用于建筑物加層、糾偏、防止不均勻沉降、古建筑地基基礎(chǔ)加固、巖石和土體加坡穩(wěn)定的加固、地下?lián)跬翂头罎B墻等。比較典型的是上路外灘天文臺(tái)地層加固工程。天文臺(tái)是清光緒十年（1884年）法租界公董局出資建造的，已有百余年的歷史，被列為保護(hù)性建筑。 東路越江隧道（盾構(gòu)直徑 11 米）從天文臺(tái)附近通過(guò)，隧道中心線距天文臺(tái)地表外緣僅 18 米，隧道開(kāi)挖將直接威脅天文臺(tái)的安全，市政府指示，要對(duì)天文臺(tái)進(jìn)行加固保護(hù)。隧道院提出采用兩排樹(shù)根樁（兩排間距 30 厘米，樁間間距 30 厘米）對(duì)天文臺(tái)地基

34、土體加固，在土層中形成一道防坍地下墻，樁長(zhǎng)為 30 米，配主筋 4 根直徑 25 毫米、箍筋直徑 8 毫米× 500 毫米，樁伸入隧道盾構(gòu)底標(biāo)高 4.5 米，計(jì) 143 根。經(jīng)過(guò)加固后，天文臺(tái)安然屹立在黃浦江畔。六、預(yù)壓加固70 年代以來(lái)，在石化總廠化工油罐區(qū)、山碼頭油罐區(qū)及高橋煉油廠、寶鋼等油罐區(qū)陸續(xù)推廣使用充水預(yù)壓加固地基技術(shù)。到 80 年代末，累計(jì)施工油罐約 70 座。其單項(xiàng)最大容量為 3 萬(wàn)噸。石化總廠 1 萬(wàn)立方米油罐于 1974 年 10 月 28 日開(kāi)始加荷預(yù)壓地基，41 天充水至最高水位，到 1975 年 3 月開(kāi)始卸荷，歷時(shí) 148 天，測(cè)得中心沉降 131.9 厘米，固結(jié)度達(dá) 93%，環(huán)基沉降84.2 厘米，回彈量 3.24 厘米，不僅預(yù)壓效果良好，而且工期短。從土建開(kāi)工，油罐制作安裝到充水預(yù)壓后卸荷結(jié)束，全部時(shí)間不超過(guò) 1 年。油罐充水預(yù)壓加固地基的設(shè)計(jì)，必須驗(yàn)算地基的穩(wěn)定性，包括地基土的天然抗剪強(qiáng)度，地基在受荷固結(jié)過(guò)程中抗剪強(qiáng)度的增長(zhǎng)， 并須計(jì)算地基在逐級(jí)加荷下的固結(jié)度。在充水加荷過(guò)程中，還需觀測(cè)孔隙水壓力的增長(zhǎng)和