軟弱地基處理方法

王 威 張麗媛

(鄭州大學 土木工程學院，河南 鄭州 450000)

1 軟弱地基的主要處理思路

考慮到實際的施工難度和經(jīng)濟條件，目前地基處理的主要思路是通過改變已有地基土的成分、狀態(tài)或結(jié)構(gòu)，增強土體結(jié)構(gòu)完整性和穩(wěn)定性，降低土體含水量，減少孔隙，改善土的分層和流變問題，以增強土顆粒之間的連接、增大內(nèi)聚力、減小壓縮性、增強抗剪強度，來達到改善土體性質(zhì)的目的。

2 處理軟弱地基常用方法

處理軟弱地基常用方法主要包括:預壓法、換填墊層法、高壓噴射注漿法、強夯法、CFG樁法、擠密法、加筋法、深層攪拌法、排水法等，以下主要介紹前5種方法。

2.1 預壓法

預壓法可以分為堆載預壓、真空預壓和聯(lián)合預壓法。堆載預壓是在建筑場地預先堆載相當于設計荷載大小的重物使地基盡快的排水固結(jié)，真空預壓通過設置排水豎井，上鋪砂層和薄膜，通過抽氣使薄膜表面以下一定深度內(nèi)處于真空狀態(tài)，水在負壓力作用下上升從而達到預先排水固結(jié)的目的。當設計地基預壓荷載大于80kpa時，應在真空預壓的同時施加定量的堆載。

適用范圍:淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土等飽和粘性土地基，主要用來解決地基的沉降及穩(wěn)定問題。當軟土層厚度小于4m時，可采用天然地基堆載預壓法處理，當軟土層厚度超過4m時，為了加速厚層軟土的固結(jié)，縮短預壓時間，在地基中按一定間距作孔，孔內(nèi)填砂以形成砂井，然后在地面加鋪砂墊層加以溝通，近年來，土工織物日益發(fā)展，已開始采用纖維編織的袋裝砂井和在排水紙板上發(fā)展起來的塑料板排水。對于真空預壓工程，以大氣壓作為預壓荷載，對地基土進行抽氣，在土中造成一定的真空度，形成大氣壓力與真空壓力的差值作用，將土中一部分水抽出，從而使地基土固結(jié)而加固，如果設置排水砂井，還可將孔隙內(nèi)的水加速排出。

2.2 換填墊層法

換墊層法主要分為兩類，一類是在天然底層上直接鋪設墊層作為持力層，另一類則是先將原有軟弱層挖除，再鋪設墊層。其加固原理是根據(jù)土中附加應力分布規(guī)律，讓墊層承受上部較大的應力，軟弱層承擔較小的應力，換填后的墊層經(jīng)過分層夯實后，壓縮性較低，受力性能較好。

適用范圍:適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土、雜填土、暗溝、暗塘的淺層處理。換填墊層法施工工藝成熟，方法簡單，造價較低，可迅速提高地基承載力，但不適合處理軟土層軟土層較厚、埋深大的地基，一般換填法的處理深度控制在3m以內(nèi)，但是也不宜小于0.5m，因為墊層太薄換土墊層的作用不明顯，對于地下水位高、易滲水路段，由于抽排水費用高，換填法費用高。

2.3 高壓噴射注漿法

高壓噴射注漿法屬于化學加固法的一種，施工時現(xiàn)將鉆機就位進行鉆孔，鉆孔結(jié)束后抽出巖芯管換上旋噴管，邊射水邊插管，將旋噴管插入預定的深度然后就行噴射，通過控制注漿材料和注漿壓力可以處理不同的土質(zhì)環(huán)境，噴射完畢后將漿液換成水在地面噴射，清洗泥漿泵和旋噴管內(nèi)的泥漿。在進行噴射漿液的過程中，如果噴嘴以一定的速度旋轉(zhuǎn)提升，將形成水泥土圓柱體，若噴嘴只提升不旋轉(zhuǎn)，則形成墻狀固化體，這些固化體將與樁間土一起形成復合地基，提高地基承載力。

適用范圍:處理淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、砂土、黃土、素填土等地基。當土中土中含有較多的大粒徑塊石、大量植物根莖或者地下水流速過大和已涌水的工程，要根據(jù)現(xiàn)場實驗確定其適用性。

2.4 強夯法

強夯法又稱為動力固結(jié)法，通過起吊設備將10到25噸的重錘提升至10到25米高處使其自由下落，依靠強大的沖擊能，在地基土中形成沖擊波和動應力，使地基土壓實和振密，達到提高強度、降低壓縮性、改善砂土抗液化條件、消除黃土濕陷性的目的。

適用范圍:處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土、雜填土和素填土等地基;但是對于高飽和度的軟粘土，如淤泥和淤泥質(zhì)土，直接采用強夯法處理，效果很差，應慎用。

2.5 CFG樁法(水泥粉煤灰碎石樁法)

水泥粉煤灰碎石樁簡稱CFG樁，通過在碎石樁基礎上加一些石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌合形成的高粘結(jié)強度的樁，并且通過調(diào)整水泥摻量及配比，其強度等級可以在C15－C25之間變化，是介于剛性樁與柔性樁之間的一種樁型。

適用范圍:CFG樁法既可以用來處理粘性土、粉土、砂土和已自重固結(jié)的素填土等地基，還適用于條基、獨立基礎、箱基、筏基等基礎形式，可用來提高地基承載力和減少變形。采用CFG樁法會加快施工進度，可達到較大的加固深度，顯著提高軟基承載力和減少沉降，但是造價較高，淤泥質(zhì)地基慎用。

3 軟弱地基處理方法的選擇

選擇處理方法應根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查研究結(jié)果，權(quán)衡各種方法的優(yōu)缺點和適用范圍，結(jié)合當?shù)亟ㄖ缆返鼗幚淼慕?jīng)驗，同時考慮上部結(jié)構(gòu)、基礎、地基的共同作用。同時不同方法對環(huán)境的影響不同，如采用填土堆載時要有大量的土料運進運出工地，會影響交通和環(huán)境衛(wèi)生;使用換填墊層法會擠壓原有道路、房屋，產(chǎn)生側(cè)向位移或附加沉降;使用強夯法時施工噪音大，靠近居民點會擾民;打灰樁、灌注藥物或采用電滲排水時，會污染地下水，應慎重對待。

4 總結(jié)與展望

隨著人類生存空間日益緊張，我們將越來越重視地下空間的開發(fā)和利用，21世紀將是地下建筑大發(fā)展的世紀，與此同時我們將碰到越來越復雜的地基，現(xiàn)在相關(guān)的理論方法、計算模型都存在一定的局限性，尚不能完全解釋我們碰到的問題，因此地下工程工作者要實踐中認真探索和思考，尋求新的突破點。

［1］閆富有.基礎工程［M］.中國電力出版社.2009.2.354－386

［2］趙志縉.地下與基礎工程百問［M］.中國建筑工業(yè)出版社.2001.8.22－69

［3］中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部.建筑地基處理技術(shù)規(guī)范(JGJ79－2012).2012－08－23

［4］龔曉南.復合地基設計和施工指南.人民交通出版社.2003

［5］白曉紅.基礎工程設計原理.科學出版社.2005