軟土地基處理方法及施工工藝淺析

侯忠材

摘要：地基問(wèn)題的處理恰當(dāng)與否，不僅直接影響建筑物的造價(jià)，而且直接影響建筑物的安危，即它關(guān)系到整個(gè)工程的質(zhì)量、投資和進(jìn)度，因此其重要性已愈來(lái)愈多地被人們所認(rèn)識(shí)。本文主要對(duì)軟土地基處理方法及施工工藝進(jìn)行了分析探討。

關(guān)鍵詞：軟土地基；處理方法；存在問(wèn)題；施工工藝

中圖分類號(hào)： TU471.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言

軟土地基一般指由吹填土、雜填土、淤泥質(zhì)土等構(gòu)成的壓縮層或者其他高壓縮性土層所組成的地基,其存在不穩(wěn)定性。軟土路基擁有強(qiáng)度低、固結(jié)慢、變形大等特點(diǎn),因而常使地基上工程出現(xiàn)裂縫、下沉,甚至是破壞。因此,在軟土地基上建造建筑物或施工,要求對(duì)軟土地基進(jìn)行處理,主要是使地基工程性質(zhì)得到改善,滿足建筑物對(duì)地基穩(wěn)定和變形的要求,消除存在的不利影響。

一、我國(guó)軟土地基的現(xiàn)狀

在我國(guó)沿海地區(qū)及內(nèi)陸平原或山間盆地都廣泛分布著不同類型的軟土，其主要特點(diǎn)是地基承載力較低，荷載作用下變形較大，這給公路修建帶來(lái)了許多工程問(wèn)題。而不同地區(qū)的軟土形成機(jī)理不同，特點(diǎn)和性質(zhì)各異，對(duì)于公路的作用也有所差別。同時(shí)建好或修建中的公路由于各種原因使得路基強(qiáng)度較低，發(fā)生路基沉陷、路面脫空或路面變形過(guò)大等病害，特別是橋頭、通道臺(tái)背等與路基接頭處兩者沉降量不同，直接影響路面的平整度、線型的平順和路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。對(duì)于高速行駛的車輛來(lái)說(shuō)，其安全性、經(jīng)濟(jì)性、舒適性均受到影響，大大降低了高速公路的實(shí)用性，同時(shí)，給養(yǎng)護(hù)部門(mén)也帶來(lái)了諸多不便。因此選擇合適的軟土路基處理方法已成為保證高速公路的質(zhì)量和充分發(fā)揮其優(yōu)越性的重要因素之一。

二、現(xiàn)有軟土地基處理方法存在的問(wèn)題

現(xiàn)有的軟土地基處理方法繁多,有的技術(shù)已比較成熟,在實(shí)踐工程得到廣泛的運(yùn)用;有的處理技術(shù)還在探索和研究階段。目前,地基處理技術(shù)存在以下問(wèn)題,并有待進(jìn)一步解決。（1）未能因地制宜選用合理的地基處理方法,存在一定的盲目性。（2）施工單位素質(zhì)成為地基處理的重要影響因素。施工隊(duì)伍缺乏必要的技能,有時(shí)存在偷工減料現(xiàn)象,這些都嚴(yán)重影響軟土地基處理的質(zhì)量。（3）施工機(jī)械的優(yōu)良直接影響地基處理的水平和質(zhì)量。目前,我國(guó)地基處理施工機(jī)械不能滿足現(xiàn)代工程建設(shè)的需要,因而簡(jiǎn)陋的機(jī)械難以保持穩(wěn)定良好的施工質(zhì)量。（4）地基處理技術(shù)理論與實(shí)踐發(fā)展不一致。土木工程的實(shí)踐先于理論是一般規(guī)律,但重視理論研究,用理論指導(dǎo)實(shí)踐也具有重要意義。

三、軟土地基處理方法及施工工藝

1、換填土法

當(dāng)淤土層厚度較簿時(shí)，可采用淤土層換填砂壤土、灰土、粗砂、水泥土及采用沉井基礎(chǔ)等辦法進(jìn)行地基處理，鑒于換砂不利于防滲，且工程造價(jià)較高，一般應(yīng)就地取材，以換填泥土為宜。可將軟土全部挖除，使路堤筑于基底或盡量換填滲水性土。這種方法適用于軟土厚度小于2m的路堤。換土法要回填有較好壓密特性土進(jìn)行壓實(shí)或夯實(shí)，形成良好的持力層，從而改變地基承載力特性，提高抗變形和穩(wěn)定能力，施工時(shí)應(yīng)注意坑邊穩(wěn)定，保證填料質(zhì)量，填料應(yīng)分層夯實(shí)。

2、表層處理法

表層處理法適用于地表面極軟的情況下，該法是通過(guò)排水、敷設(shè)或增添材料等方法，提高地表強(qiáng)度，防止地基局部剪切變形，保證施工機(jī)械作業(yè)：同時(shí)盡可能把填土荷載均勻地分部于地基上。這類處理方法又分為：砂墊層法、表層排水法等等。

2.1砂墊層法

對(duì)于地基上部軟土層極薄且含水量大時(shí)，要在軟土地基上敷墊0.5-1.2m左右厚的砂礫墊層。這樣可以達(dá)到固結(jié)軟土層，使砂礫層既起到上部排水層作用，又起到填土內(nèi)地下排水層的作用，在確保降低填土內(nèi)水位的同時(shí)，又為施工機(jī)械提供了良好的通行條件，在施工中要注意以下問(wèn)題：（1）妥善處理砂礫墊層的端部。若用透水較差的粉土作填料時(shí)，其砂礫墊層的坡腳要寬出0.5-1.0m，免得被覆蓋，一旦被覆蓋，就有可能防礙側(cè)向排水，因此對(duì)砂礫墊層的端部要妥善處理。（2）砂礫墊層施工時(shí)應(yīng)設(shè)放樣板。攤鋪?zhàn)鳂I(yè)一般采用自卸汽車與推土機(jī)聯(lián)合操作，要盡量做到均勻一致。（3）與其他方法并用。在極軟地基上，若僅考慮砂礫墊層來(lái)確保大型機(jī)械的通行，往往需要較厚的砂礫墊層，這樣就會(huì)提高工程造價(jià)，這是很不經(jīng)濟(jì)的，所以常于表層排水或敷墊層材料等方法并用。

2.2表層排水法

對(duì)土因含水量過(guò)大而導(dǎo)致的軟土地基，在填土之前，地表面先開(kāi)挖溝槽，排出地表水。同時(shí)降低地基表層的含水量，以保證施工機(jī)械通行?；靥顪喜蹠r(shí)，最好采用透水性好的砂礫或碎石為回填材料，這樣可保證溝槽在施工中能達(dá)到盲溝的效果。（1）溝槽的布置溝槽布置要考慮利用自然坡度排水；填土沉降要考慮坡度的變化；不使來(lái)自四周挖方部位的地表水、滲透水侵入填土；溝槽的間隔要盡可能加密，以增大排水能力，即使有部分溝槽切斷也不會(huì)防害整體排水。（2）溝槽的構(gòu)造溝槽一般寬為0.5m，深0.5-1.0m。填土之前在溝槽內(nèi)用透水性良好的砂礫(砂)回填成為盲溝?？v向盲溝一般沿道路縱向或中央縱向，開(kāi)挖橫向盲溝一般間距按10-15m內(nèi)布置。在溝槽內(nèi)埋設(shè)多孔排水管時(shí)，必須選用優(yōu)質(zhì)反濾層加以保護(hù)。

3、添加劑法

對(duì)于表層為粘性土的軟土地基，可在表層粘土內(nèi)參入添加劑，來(lái)改善地基的壓縮性能和強(qiáng)度特性，提高填土穩(wěn)定及固結(jié)的效果。添加材料通常使用生石灰、熟石灰和水泥。用石灰類作添加材料主要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)拌和或廠拌的方法，在降低土壤含水量和生產(chǎn)團(tuán)粒效果外，還會(huì)對(duì)被固結(jié)的土隨著時(shí)間的推移發(fā)生化學(xué)性固結(jié)，使粘土成分發(fā)生質(zhì)的變化，從而促進(jìn)土體穩(wěn)定。在施工中應(yīng)注意以下問(wèn)題：（1）添加材料配比設(shè)計(jì)。添加材料的適當(dāng)劑量，要根據(jù)所處理的土質(zhì)、施工方法和試驗(yàn)配比的結(jié)果來(lái)判定。一般改良土、石灰土、水泥穩(wěn)定土較為常用。改良土是利用現(xiàn)場(chǎng)地基土摻石灰(一般含石灰6%)后再次選用，其優(yōu)點(diǎn)是施工方便，造價(jià)低。石灰土是用黃土摻石灰(一般含灰10%-12%)后使用其造價(jià)較改良土要高；水泥穩(wěn)定土是用黃土摻水泥(一般含水泥3-5%)后使用，其造價(jià)較高，在秋、冬季雨天施工時(shí)，工期短時(shí)不得已采用，其優(yōu)點(diǎn)是不需要太長(zhǎng)的養(yǎng)生時(shí)間，就可以使地基固結(jié)達(dá)到施工要求的強(qiáng)度。（2）固結(jié)與養(yǎng)生。用水泥或熟石灰處理軟土地基時(shí)，當(dāng)拌和已結(jié)束即產(chǎn)生固結(jié)。用生石灰處理軟土地基時(shí)，從拌和時(shí)的初步碾壓到生石灰消解結(jié)束，要進(jìn)行二次固結(jié)，若強(qiáng)度足夠，可不必養(yǎng)生。但因土質(zhì)或施工條件不同，被處理過(guò)的土質(zhì)強(qiáng)度增長(zhǎng)也不同，一般以養(yǎng)生一周后的強(qiáng)度為所要求的固結(jié)強(qiáng)度。（3）生石灰消解程度的判斷。生石灰消解過(guò)程常伴隨著體積膨脹，若在此期間進(jìn)行碾壓，就不可能獲得預(yù)期效果，因此在固結(jié)時(shí)要掌握發(fā)熱溫度、準(zhǔn)確判斷消解結(jié)束時(shí)間。

4、置換法

本法是以優(yōu)質(zhì)土置換軟弱土，確保填土穩(wěn)定和減少沉降量。施工方法分為人工挖掘置換和機(jī)械挖掘置換。其施工比較容易，多數(shù)情況下能在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到所要求的目的，一般在工期緊的情況上使用。從可能性來(lái)說(shuō)置換結(jié)果較優(yōu)，置換材料應(yīng)采用即使受到水浸也不致降低承載力的粗粒土，最好采用質(zhì)量較好的砂礫或石渣，但必須進(jìn)行充分壓實(shí)，在施工中應(yīng)注意以下問(wèn)題：（1）妥善處理?yè)Q填層的端部。最好不用透水較差的粉土填料，盡量采用水穩(wěn)性好的路基填料，且注意側(cè)向排水。（2）要注意充分壓實(shí)，只有達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)度，才能保證路基的整體穩(wěn)定性。（3）開(kāi)挖范圍必須要開(kāi)挖至軟弱土邊緣或路基全寬，且要考慮壓實(shí)機(jī)械的工作寬度；深度視下部土質(zhì)和設(shè)計(jì)承載要求而定，一般不超過(guò)2.5m。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述,本文以道路工程為例,討論了幾種常用軟土地基處理方法及其復(fù)合處理措施。然而在實(shí)際工程中由于軟土地基成因復(fù)雜和多變的地質(zhì)條件,因此需要根據(jù)具體情況,采用合理的軟土地基處理措施,并且從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、建設(shè)要求等多方面綜合比較分析,選擇最優(yōu)處理方案。

參考文獻(xiàn)

[1]《路基施工技術(shù)規(guī)范》.北京:人民交通出版社,2003.

[2]潘瑞春,黃瑞章,周新年,等.道路工程軟土地基處理方案選擇研究進(jìn)展[J].公路交通科技,2012(10).

[3]蒙江濤.淺談道路工程中軟土地基常用的處理措施[J].技術(shù)與市場(chǎng),2009,16(8).