房建工程軟土地基的處理探討

王成科

【摘要】如今，隨著科學技術、生活水平的不斷進步，人們對房屋建筑工程的質(zhì)量提出了更為嚴格的要求，尤其是軟土地基，如果沒有嚴格按照規(guī)定及操作規(guī)程進行施工或施工方式欠佳，就會使工程質(zhì)量受到嚴重影響，文章中對房屋建筑工程軟土地基的特點進行了分析，并提出相應的一些軟土地基處理措施。

【關鍵詞】建筑工程；房屋；軟土地基；措施

1. 軟土工程的特點

軟土主要指承載力低、壓縮性高、天然含水量大的一種軟塑到流塑狀態(tài)的飽和粘土，軟土通常分布在內(nèi)陸、沿海、平原以及山區(qū)的湖泊周邊等地區(qū)。軟土的天然孔隙比大于1.0，天然含水量也較高，當軟土因生物化學作用而導致天然孔隙比大于1.5時稱為淤泥，當軟土的天然孔隙比介于1.0與1.5之間時，稱為淤泥質(zhì)土。

軟土工程的性質(zhì)主要有以下幾點：

（1）觸變性。軟土沒有遭受破壞時，它具有固態(tài)的特征，如果軟土受到破壞或擾動，就會轉(zhuǎn)變成稀釋流動狀態(tài)。

（2）高壓縮性。軟土的壓縮系數(shù)很大，當垂直壓力達到0.1兆帕時，大部分軟土會發(fā)生壓縮變形，從而導致房屋建筑的沉降量較大。

（3）低透水性。由于軟土的透水能力很差，可以認為軟土是不透水的，所以軟土排水固結(jié)通常需要耗費很長的時間，有些房屋建筑工程的沉降延續(xù)時間甚至超過十年。

（4）不均勻性。高分散的與微細的顆粒組成軟土，使得軟土的土質(zhì)不均勻，如果平面上的房屋建筑荷載不均勻，就會導致房屋建筑產(chǎn)生很大的差異沉降，使房屋建筑出現(xiàn)裂縫。

（5）沉降速度快。隨著荷載的不斷增加，沉降速度也不斷增加，沉降速度最高可達2毫米/天。

（6）流變性。軟土在一定剪應力的作用下，會發(fā)生緩慢的長期變形，導致軟土長期強度低于瞬時強度。

2. 常用的房屋建筑工程軟土地基的處理

在房屋建筑工程中，對軟土地基進行加固處理應盡早采用堆載預壓的方法，這樣能夠使自然沉降慢慢達到平衡，該方法既經(jīng)濟合理，又操作簡單，但是由于工期進度的限制，自然沉降法很難被應用。如果工程進度緊迫，在施工中還經(jīng)常采用深層石灰攪拌樁、砂墊層與砂石墊層換填、深層水泥攪拌樁等方法，對軟土地基進行加固處理。

2.1深層石灰攪拌樁。對塑性指標高的軟土地基進行加固處理，可以采用深層石灰攪拌樁這一方法。在同等條件下，用石灰充當固化劑對軟土地基進行加固處理，所起到的臨時加固效果通常要超過水泥。在房屋建筑工程中的軟土地基中，深層石灰攪拌樁通過把地基土和石灰強制攪拌混合，使石灰和地基土發(fā)生化學反應，從而使起到穩(wěn)定地基土的作用，同時還能提高軟土地基的強度。該方法具有經(jīng)濟合理、技術簡單等特點，可以減少房屋建筑整體工程的工后沉降與軟土層沉降，同時還能使軟土層承載力得以提高，能夠有效加固房屋建筑工程的軟土地基。

2.1.1深層石灰攪拌樁的材料要求。 用于加固軟土地基的石灰必須是細磨的，在整個攪拌過程中，石灰的最大粒徑應小于2毫米，這樣可以防止樁體中的石灰聚集。選取石灰應盡量挑選純凈無雜質(zhì)的石灰，而且石灰中的氧化鎂與氧化鈣含量不應低于8.5%，氧化鈣的含量最好在80%以上。石灰儲存期最好不要超過90天，石灰液性指數(shù)應在70%以上（含70%）。

2.1.2深層石灰攪拌樁的施工準備。 當工作場地的表層硬殼比較薄時，應先鋪填砂石墊層，這樣施工機械在場內(nèi)就可以順利移動與施鉆。配置鉆機、攪拌鉆頭、空氣壓縮機以及粉體發(fā)送器等。通過室內(nèi)試驗與原位測試獲取地基土與灰土的化學指標和物理力學性能指標，然后以最佳含灰量充當設計摻灰量。對攪拌范圍進行確定與設置，然后選擇樁長、根數(shù)及截面。

2.1.3深層石灰攪拌樁的施工要點。 粉體攪拌法的施工順序為：樁體對位→下鉆→鉆進→提升→提升結(jié)束。按照房屋建筑結(jié)構(gòu)所要求的承載力，對樁的間距進行初步選定，然后確定出加固范圍內(nèi)的攪拌樁數(shù)量與每平方米內(nèi)的攪拌樁的所占面積。通常，攪拌樁的排列呈等邊三角形，有時也可以布置成四方形，樁距約為1米，樁徑在0.5米到1.5米之間?？諌簷C壓力不必過高，風量適宜即可，不必過大。桅桿與鉆機安裝在載體上，這樣可以有效防止飛粉污染，同時還能防止與雨水相遇發(fā)生化學反應而濺傷施工人員的眼睛與皮膚，在施工過程中，施工人員必須配戴防護眼鏡。

2.2砂墊層與砂石墊層換填。目前，在房屋建筑工程的軟土地基處理措施中，砂墊層與砂石墊層換填這一方法應用的比較廣泛。砂墊層與砂石墊層通過用壓實的砂墊層或石墊層來替換地基基礎下部的部分軟土層，從而使地基強度與承載力得到大幅提升，有效減少沉降量，能夠使軟土層加速排水固結(jié)。

2.2.1砂墊層與砂石墊層換填的材料要求。 砂墊層與砂石墊層最好采用質(zhì)地堅硬、級配良好的粗砂、中砂、碎石、石屑、砂礫或是其他的工業(yè)廢料粒來作為換填材料。有些地區(qū)可能缺少粗砂、中砂以及砂礫，這時可以采用細砂，同時還要摻入一定量的卵石或碎石，其摻量按照設計規(guī)定要求進行（含石量小于等于50%）。使用的砂石材料不能含有垃圾、草根等有機雜質(zhì)。用于排水固結(jié)軟土地基的材料，其含泥量最好不要超過30%，卵石與碎石的最大粒徑最好不要超過50毫米。

2.2.2砂墊層與砂石墊層換填的施工準備。 在施工前應進行驗槽，把浮土清除干凈，基槽的邊坡要確保穩(wěn)定，草地與兩側(cè)如果有溝、井、孔洞等必須加以填實。

2.2.3砂墊層與砂石墊層換填的施工要點。

（1）最好將砂墊層與砂石墊層底面鋪設在同一標高上，若深度存在不同，施工程序為先深后淺。土面應挖成斜坡或臺階搭接，注意對搭接處進行搗實。在分段施工時，接頭處必須作成斜坡，且每層斜坡都要錯開0.5米到1米之間，然后進行充分搗實。當采用碎石墊層進行換填時，為了確?；拥酌姹韺榆浲敛粫l(fā)生局部破壞，必須在基坑底部與四側(cè)鋪設一層砂，待砂層鋪設完畢后再鋪設碎石墊層。砂墊層與砂石墊層必須分層鋪墊，并分層壓實，其鋪設方法主要有以下幾種：平振法、水撼法、插振法、碾壓法及壓實法等。

（2）平振法主要用平板式振搗器進行反復振搗，其振搗次數(shù)應以簡易測定密實度達到合格水平為準，平板式振搗器在移動時，為了防止振搗面積出現(xiàn)不搭接的現(xiàn)象，每行必須搭接三分之一。每層的鋪設厚度通常在200毫米到250毫米之間，施工時的最優(yōu)含水量在15%到20%之間。在含泥量較大或細砂的沙鋪筑砂墊層中，最好不要使用該方法；插振法主要用插入式振搗器進行振搗，插入間距取決于振搗器的振幅大小。插入式振搗器不得插入下臥粘性土層，當插入振搗完畢之后，應用砂將插入振搗留下的孔洞填實。根據(jù)插入式振搗器插入深度來確定每層鋪設厚度，施工時的最優(yōu)含水量為達到飽和。

2.3深層水泥攪拌樁。深層水泥攪拌樁以水泥來充當固化劑的主劑，利用深層攪拌機械把軟土與固化劑在地基深部就進行強制拌和，從而提高房屋建筑工程的軟土地基強度，使軟土硬結(jié)。深層水泥攪拌樁在處理淤泥質(zhì)土、淤泥、粉土和泥炭土效果明顯，是一種軟土地基處理的有效方法。

2.3.1深層水泥攪拌樁的試樁。 在房屋建筑工程的施工過程中，采用深層水泥攪拌樁對軟土地基進行處理，首先要進行試樁，這樣能夠找到最佳的攪拌次數(shù)，同時還能確定出泵送時間、攪拌機的提升速度、泵送壓力、水泥漿的配合比、復攪深度以及下鉆速度等參數(shù)，這對水泥攪拌樁進行下一步大規(guī)模施工起到了一定的指導作用。試樁在每個標段中必須要超過5根，而且在試樁成功之后水泥攪拌樁才可以正式施工。對試樁進行檢驗時，可在7天之后將試樁直接開挖取出或在兩周后取芯，看水泥攪拌樁是否攪拌均勻以及水泥土強度是否滿足設計要求。

2.3.2深層水泥攪拌樁的施工準備。 事先將深層水泥攪拌樁的施工場地整平，將樁位處的地下、地上障礙物全部清除。若場地低洼可以回填粘土，注意不能回填雜土。另外，水泥攪拌樁必須采用合格的32.5級普通硅酸鹽袋裝水泥，這樣計量方便，不易出錯。水泥攪拌樁的施工機械應具備較高的穩(wěn)定性能，項目部經(jīng)理與監(jiān)理工程師應在鉆機開鉆之前對其進行檢查驗收。

2.3.3深層水泥攪拌樁的施工要點。

（1）深層水泥攪拌樁的施工工藝流程為：樁位放樣→鉆機就位→檢驗與調(diào)整鉆機→正循環(huán)鉆進到設計深度→打開高壓注漿泵→反循環(huán)提鉆、同時噴水泥漿到工作基準面0.3米以下→重復攪拌下鉆、同時噴水泥漿到設計深度→反循環(huán)提鉆到地表→成樁結(jié)束→對下一根樁進行施工。

（2）深層水泥攪拌樁在開鉆前，必須用水對整個管道進行清洗，同時還要檢查管道是否存在堵塞現(xiàn)象，等水徹底排盡后才能下鉆。為了確保水泥攪拌樁的樁體垂直度能夠滿足規(guī)范要求，應將一吊錘懸掛在主機上，通過控制吊錘和鉆桿上、下、左、右距離相等來進行控制。

（3）對于成型的水泥攪拌樁，其質(zhì)量檢查重點主要有水泥漿拌制罐的數(shù)量、水泥用量、壓漿過程中有無斷漿現(xiàn)象出現(xiàn)、復攪次數(shù)以及噴漿攪拌的提升時間。水泥攪拌水灰比為0.45～0.50，水泥摻量為12%。

（4）深層水泥攪拌樁所采用的施工工藝為二噴四攪。在第一次下鉆時，為了避免堵管可以帶漿下鉆，但是不能帶水下鉆，下鉆時的噴漿量不得超過總量的一半。第一次下鉆與提鉆時必須采用抵擋操作，進行復攪時可以再提高一個檔位。正常成樁時間應在40分鐘以上，噴漿壓力為0.4兆帕。

3. 結(jié)語

當前，房屋建筑工程的軟土地基處理措施已經(jīng)日趨成熟，但是還存在著許多問題。這需要我們在大量的設計與施工實踐中積極探索、不斷總結(jié)施工經(jīng)驗，積累更多的房屋建筑工程在各種地質(zhì)條件下的地基變形特性與不均勻沉降資料，以便能夠總結(jié)出切實可行、科學合理的軟土地基處理措施與設計方法，并將其應用到房屋建筑工程的實際施工過程中，最終使房屋建筑工程的質(zhì)量得到有效保障。

[文章編號]1619-2737（2013）06-25-682