軟土地基綜合治理方法

洪細(xì)飛

摘要：軟土地基下沉的一個(gè)主要原因是軟土地基的沉降，包括瞬時(shí)沉降、固結(jié)沉降和次固結(jié)沉降三部分。本文分析了軟土地基上常見問題，提出了多種綜合治理方法，供大家參考。

關(guān)鍵詞：軟土地基 加固處理 排水固結(jié) 水泥攪拌樁

0 引言

各種性質(zhì)的土都是建筑物最常遇見的地基，在建筑工程中，人們不僅要選擇地質(zhì)條件良好的地基，在許多情況下也不得不在土質(zhì)不良的軟弱地基地區(qū)進(jìn)行工程建設(shè)。一般所說(shuō)的軟弱地基包括承載力低、沉降量大、具有振動(dòng)液化性、濕陷性、脹縮性等不良工程性質(zhì)的地基，而軟土地基應(yīng)該說(shuō)是軟弱地基中的一種。各種軟弱地基應(yīng)做認(rèn)真考察，必要時(shí)進(jìn)行處理才能滿足建筑要求。地基處理是否合理，關(guān)系到整個(gè)工程質(zhì)量、進(jìn)度和投資，而且是降低工程造價(jià)的重要途徑之一。

1 軟土地基上常見問題

由于軟土地基固有的特點(diǎn)及其設(shè)計(jì)、勘察、施工、管理、使用各階段的失誤。造成了建造于軟土地基上建筑物的裂縫、結(jié)構(gòu)損傷、工程倒塌等工程事故，據(jù)調(diào)查大致可分為如下幾種情況：①由于地質(zhì)勘察不深入、不細(xì)致、未取得可靠的地質(zhì)資料，甚至誤判地基土的性質(zhì)。將軟土地基判為其它較好的地基土，使設(shè)計(jì)計(jì)算不可靠，產(chǎn)生嚴(yán)重的不均勻沉降，致使上部結(jié)構(gòu)受力性質(zhì)變化而開裂倒塌，造成工程事故。②對(duì)地質(zhì)勘測(cè)深度不夠，未查明軟土土層的分布、厚度、以及暗溝、暗塘的詳細(xì)情況，造成建筑物產(chǎn)生嚴(yán)重不均勻沉降，結(jié)構(gòu)構(gòu)件開裂，甚至工程倒塌的事故。③對(duì)軟土地基未處理，或者處理方法不當(dāng)，施工質(zhì)量差，致使建筑物產(chǎn)生過(guò)大的沉降和不均勻沉降，墻體開裂，不得不重新進(jìn)行加固和處理。④由于軟土的承載力低，造成地基超載，發(fā)生剪切破壞，基礎(chǔ)失去穩(wěn)定性，產(chǎn)生較大沉降和不均勻沉降，使上部結(jié)構(gòu)受損，造成工程事故?？傊捎谲浲恋母邏嚎s性、承載力低及有時(shí)土質(zhì)分布厚薄不均等特點(diǎn)，建造于軟基上的工程往往會(huì)出現(xiàn)如下四種工程事故：①建筑物產(chǎn)生過(guò)大的沉降。②建筑物產(chǎn)生不均勻下沉，沉降差大而造成上部結(jié)構(gòu)的損傷和破壞。③建筑物嚴(yán)重傾斜。④基礎(chǔ)嚴(yán)重超載，地基發(fā)生失穩(wěn)破壞。

2 軟土地基處理方法

2.1 置換法 由于深層密實(shí)法中的幾種方法都有加入高抗剪強(qiáng)度的材料。置換軟土中部分成分的加固機(jī)理。與原有的土體共同組成復(fù)合地基，達(dá)到加固地基的目的，因此深層密實(shí)法有時(shí)也稱為置換法。

2.2 排水固結(jié)法 在軟土地基上加壓并配合內(nèi)部排水。加速軟土地基的排水．加快軟土固結(jié)的處理方法稱為排水固結(jié)法。適用于處理各類淤泥、淤泥質(zhì)粘土及沖填等飽和粘性土地基。軟土地基在附加荷載的作用下，逐漸排出孔隙水。使孑L隙比減小，產(chǎn)生固結(jié)變形。在這個(gè)過(guò)程中，隨著土體超靜隙水壓力的逐漸擴(kuò)散，土的有效應(yīng)力增加，并使沉降提前完成或提高沉降速度。主要加固方法：堆載預(yù)壓法、砂井法、袋裝砂井、真空預(yù)壓法、電滲排水法、降低地下水位法、塑料排水板法。

2.3 換填墊層法 當(dāng)軟弱土層厚度不很大時(shí)，可將路基面以下處理范圍內(nèi)的軟弱土層部分或全部挖除。然后換填強(qiáng)度較大的土或其它穩(wěn)定性能好、無(wú)侵蝕性的材料(通常是滲水性好的中粗砂)稱為換填或墊層法。此法處理的經(jīng)濟(jì)實(shí)用高度為2～3m。如果軟弱土層厚度過(guò)大。則采用換填法會(huì)增加棄方與取土方量而增大工程成本。通過(guò)換填具有較高抗剪強(qiáng)度的地基土，從而達(dá)到增強(qiáng)地基承載力的目的。滿足構(gòu)筑物對(duì)地基的要求。主要加固方法有換填、拋石擠淤、墊層、強(qiáng)夯擠淤幾種。墊層法根據(jù)材料的不同可分為砂f礫石)墊層、碎石墊層、粉煤灰墊層、干渣墊層、土(灰土、二灰)墊層。代表方法有砂墊層法及換填法。

2.4 化學(xué)加固法 通過(guò)在軟土地基中加入水泥或其它化學(xué)材料。進(jìn)行軟土地基處理的方法稱為化學(xué)加固法。適用于處理砂土、粉土、淤泥質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土、粘土和一般人工填土，也可以在處理裂隙巖體及已有構(gòu)筑物地基加強(qiáng)中。水泥或其他化學(xué)材料注入土體后，與土體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，吸收和擠出土中部分水與空氣形成具有較高承載力的復(fù)合地基。主要加固方法：硅化法、粉噴樁、旋噴樁、注漿、水泥土攪拌法。

2.5 深層密實(shí)法 采用爆破、夯擊、擠壓和振動(dòng)及加入抗剪強(qiáng)度高的材料等方法，對(duì)地基深層的軟弱土體進(jìn)行振密和擠密的地基加固方法稱為深層密實(shí)法。適用于軟土厚度>3m的中厚軟土的加固，分布面積廣的軟基加固處理，其加固深度可達(dá)到30m。通過(guò)振動(dòng)、擠壓使地基中土體密實(shí)、固結(jié)，并利用加入的具有高抗剪強(qiáng)度的樁體材料置換部分軟弱土體中的三相f氣相、液相與固相1部分。形成復(fù)合地基，達(dá)到提高抗剪強(qiáng)度的目的。主要加固方法：強(qiáng)夯法、土(或灰土、粉煤灰加石灰)樁法、砂樁法、爆破法、碎石樁法（振沖置換法)、石灰樁法、水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁法)、粉噴樁法、旋噴樁法。代表方法有碎石樁法、強(qiáng)夯法、水泥粉煤灰碎石樁法、粉噴樁法。

2.6 水泥攪拌樁法 水泥攪拌樁是利用水泥作為固化物，通過(guò)深層攪拌機(jī)械，在地基深部將軟土和水泥漿強(qiáng)制攪和，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)性和足夠強(qiáng)度的水泥加固土，從而提高地基的囊度和變形模量。這些加固體與天然地基形成復(fù)合地基，共同承擔(dān)建筑物的荷載。水泥攪拌樁在設(shè)計(jì)中應(yīng)注意以下幾個(gè)問題：①深層水泥攪拌樁適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土地基的加固。加固深度不大于18米。當(dāng)?shù)叵滤哂星治g性或加固泥碳土?xí)r應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定其適用性。當(dāng)建筑物平面不規(guī)則、整體剛度差、荷載較大，層致超過(guò)七層時(shí)，采用深層水泥攪拌樁應(yīng)慎重考慮。攪拌樁水泥應(yīng)采用≥425號(hào)新鮮普通水泥。水泥量宜為所加固土重的10％一15％，水泥漿的水灰比可選用0.4～0.5。②水泥深層攪拌樁按其強(qiáng)度和剛度是介于尉性和柔性樁之間的一種樁型，但其承載性能又與剛性樁相近。因此在設(shè)計(jì)攪拌樁作為復(fù)合地基時(shí)，可僅在上部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)范圍內(nèi)布樁，不必象柔性樁那樣在基礎(chǔ)以外設(shè)置保護(hù)樁。③水泥攪拌樁單樁承載力的確定應(yīng)考慮二種必要的因素：地基土的摩阻力產(chǎn)生樁的承載力，樁體水泥土的抗壓囊度產(chǎn)生樁的承載力。一般應(yīng)使兩種情況所確定的承載力相近，并使后者略大于前者最為經(jīng)濟(jì)。④水泥深層攪拌樁復(fù)合地基強(qiáng)度，除了考慮加固本身的復(fù)合強(qiáng)度外，尚須考慮加固區(qū)和下臥層組成的整個(gè)地基的容許承載力。對(duì)可能出現(xiàn)的破壞情況不能輕易忽視，必須進(jìn)行明確的驗(yàn)算。⑤褥墊層在復(fù)合地基中能使樁土共同工作。在外荷載作用下，樁的變形遠(yuǎn)小于樁間土的變形，因此為了從根本上解決樁土變形協(xié)調(diào)，在復(fù)合地基表面，基礎(chǔ)與樁及樁問土之問設(shè)置褥墊層，人為地為樁向上刺人提供條件，并通過(guò)褥墊層材葺BI的柔性補(bǔ)償，使樁間土與基礎(chǔ)始終保持接觸。在工程中，一般取褥墊層厚為100～300mm之問，材料采用粒徑5—10mm的碎石。當(dāng)上部建筑物剛度較大，對(duì)基礎(chǔ)沉降值要求不很嚴(yán)格時(shí)，褥墊層厚度可取大值，有利于提高樁土共同工作的效率。水泥深層攪拌樁復(fù)合地基在工程中應(yīng)用取決于試驗(yàn)、設(shè)計(jì)、施工、檢查等各方面的因素，不能簡(jiǎn)單地在圖上西上樁位，提一些簡(jiǎn)單要求。還要綜合考慮各種因素，合理采用各種物理參數(shù)，使之既合理又經(jīng)濟(jì)。

3 結(jié)束語(yǔ)

最后，必須強(qiáng)調(diào)指出：上述加固處理方法的選擇采用，均應(yīng)周密考慮多方面的因素。在軟土土質(zhì)方面，對(duì)滲透性與靈敏度更應(yīng)予以重視，因?yàn)檫@些特殊性常常成為一些方法成敗的關(guān)鍵。只有在特殊條件下才能采用強(qiáng)夯、振沖樁、電滲、硅化，在軟土含砂較多而有較強(qiáng)的滲透性，或不因受沖擊、擾動(dòng)而強(qiáng)度有較大的降低時(shí)，才有可能取得較理想的效果，所以采用這些加固方法時(shí)應(yīng)特別慎重，應(yīng)周密考慮多方面因素的影響。