簡述軟土地基的處理方法

錢迎陽

摘要：軟土地基廣泛分布在我國沿海地區(qū)并且經(jīng)常性出現(xiàn)工程事故。本文首先通過對軟土地基的自身性質(zhì)出發(fā)了解它在工程事故中到底是什么樣的角色，得出最終影響建筑物的正常使用的因素，再根據(jù)這些因素提出現(xiàn)階段國內(nèi)常用的一些處理措施來解決這樣一些軟土地基的工程缺陷，總結(jié)一些方法并對其進(jìn)行對比，得出的結(jié)論是針對于不同情況應(yīng)該選擇不同的處理方法。

關(guān)鍵詞：軟土地基；承載能力；含水率；沉降

中圖分類號： TU741 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

軟土具有天然含水量高、天然孔隙比大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低、固結(jié)系數(shù)小、固結(jié)時間長、靈敏度高、擾動性大、透水性差、土層層狀分布復(fù)雜、各層之間物理力學(xué)性質(zhì)相差較大等特點(diǎn),軟土地基只要被擾動,軟土地基上的建筑物往往沉降量大,沉降速度大,經(jīng)擾動土體結(jié)構(gòu)可破壞甚至導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)因地基沉降或土體流動等不利因素發(fā)生傾斜或開裂等不良工程現(xiàn)象。因此,對軟土地基影響建筑物正常使用的因素及處理方法的研究具有重要的現(xiàn)實意義。

1、軟土地基影響建筑物正常使用的因素

為研究軟土地基的處理方法，首先應(yīng)了解軟土地基影響建筑物正常使用的因素，以便找到更加有效的措施及處理方法。

（1）軟土的成因

軟土是由指濱海、湖沼、谷地、河灘沉積的天然含水率高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低的細(xì)粒土。軟土在靜水中或緩慢的流水環(huán)境中沉積,經(jīng)生物化學(xué)作用形成,多為近代沉積,主要是第四紀(jì)后期形成的海濱相,瀉湖相、溺谷相、三角洲相及湖沼相的黏性土沉積物或河流沉積物,為欠固結(jié)土,孔隙比都大于l,當(dāng)大于1.5時為淤泥,而小于1.5時為淤泥質(zhì)土。

軟土地基,是一種承載力低、沉降量大、具有振動液化性、濕陷性、脹縮性等不良工程性質(zhì)的軟弱地基，其本質(zhì)就具有不良的工程特性。

（2）軟土的變性特點(diǎn)

據(jù)大量沉降觀測資料統(tǒng)計表明,一般的磚混結(jié)構(gòu)房屋沉降為150～200mm,四層為 200～500mm,5～6層的則多超過700mm。對于有吊車的工業(yè)廠房,沉降量約為200～400mm,大型構(gòu)筑物一般都大于500mm,甚至超過1000mm。過大的沉降造成室內(nèi)地坪標(biāo)高低于室外地坪,引起雨水倒流、管道斷裂、污水不易排出等問題。所以軟土地基易于沉降的這個特點(diǎn)是直接間影響建筑物正常使用的因素。軟土的沉降不均勻、沉降速度快、沉降歷時長，使軟土地基極其不穩(wěn)定。

2、處理軟土地基的方法

由于軟土地基由沉積物構(gòu)成且含水率高,從而使其土質(zhì)軟化成為淤泥或淤泥質(zhì)土。而淤泥質(zhì)土或淤泥的流動性較大且承載力不高,且軟土的分布范圍又極其廣泛,因而工程中難免會遇到這樣的不良的土質(zhì),所以須對軟土地基的處理方法進(jìn)行研究從而使建筑物在軟土地基上更好的發(fā)揮作用。

（1）排水固結(jié)法

排水固結(jié)法是指軟粘土地基在荷載作用下,排出土中孔隙水,使得孔隙比減小,從而地基發(fā)生固結(jié)變形,同時,隨著超靜水壓力逐漸消散,土的有效應(yīng)力增大,地基土的強(qiáng)度逐步增長。常用于解決軟粘土地基的沉降和穩(wěn)定問題,可使地基的沉降在加載預(yù)壓期間基本上達(dá)到穩(wěn)定。排水固結(jié)法是由排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)兩部分組合而成的。同時可增加地基土的抗剪強(qiáng)度,從而提高地基的承載力和穩(wěn)定性。排水固結(jié)法的主要目的為了改變地基原有的排水邊界條件,增加孔隙水的排出路徑,縮短排水距離,加強(qiáng)系統(tǒng)起固結(jié)作用的荷載,使地基的固結(jié)壓力增加而產(chǎn)生固結(jié),使得軟土地基固結(jié)完善并且承載力也會得到提高。

（2）置換法、強(qiáng)夯法、砂石擠淤法

置換法是將軟弱土層挖除,回填性質(zhì)較好的材料,分層夯實,形成堅硬墊層,利用墊層本身的高強(qiáng)度和低壓縮性,以及擴(kuò)散附加應(yīng)力的性能,減少沉降,提高地基承載力。

強(qiáng)夯法是將幾十噸的重錘從幾十米高處自由落下,對濕軟地基進(jìn)行強(qiáng)力夯實以提高其強(qiáng)度,是在重錘夯實法的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的新技術(shù)。用強(qiáng)力夯實的方法加固地基,承載力會明顯捉高,沉降量也會降低。

砂石擠淤法是采用較大的片石(直徑大于30cm),拋石從中部開始,逐次向兩側(cè)展開,使淤泥向兩邊擠出,在片石高出水位50cm后,采用重型壓實機(jī)械碾壓,夯實,然后在其上鋪設(shè)反濾層輔以土工格柵后填土。對于軟基塘溝,難以確定清淤深度,機(jī)械無法在塘底操作的條件下,宜采用填砂或石屑擠淤加固地基從而提高承載力。

（3）深層攪拌法

深層攪拌法加固軟土地基是利用水泥或水泥砂漿作為固結(jié)劑,通過特制深層攪拌機(jī)械,在地基深部就把軟土與固結(jié)劑強(qiáng)制結(jié)合,使其成為具有較好整體性,水穩(wěn)性,又能滿足強(qiáng)度要求的加固土體。根據(jù)材料的噴射狀態(tài),可分為濕法和干法兩種。濕法以水泥砂漿為主,后加減水劑和速凝劑；干法以水泥干粉為主。前者攪拌均勻,易于復(fù)攪,但加固硬化時間長；后者攪拌均勻性不佳,難以全程復(fù)攪,但水泥硬化時間短,且在一定程度上降低了樁間土的含水率,在一定范圍內(nèi)提高了樁間土的強(qiáng)度。

（4）高壓噴射注漿法

高壓噴射注漿法是將帶有特殊噴嘴的注漿管置于土層預(yù)定深度,以高壓噴射流使固化漿液與土體混合,凝固硬化加固地基土體的方法。它適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、勃性土、粉土、黃土、砂土、人工填土和碎石土等地基。

3、合理的選擇地基處理方法

在軟土地基的處理過程中我們需要針對不同的自然條件和施工條件合理選用不同的處理方法,見表1。

地基處理方案的步驟:

(l)搜集詳細(xì)的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)及地基基礎(chǔ)的設(shè)計數(shù)據(jù)。

(2)根據(jù)地基處理的目的、使用要求、結(jié)構(gòu)類型、荷載大小等,并結(jié)合地形地貌、地層結(jié)構(gòu)、土質(zhì)條件、地下水特征、周圍環(huán)境和相鄰建筑物等因素,初步選定幾種可供參考的地基處理方案。

(3)對初步選定的各種地基處理方案,分別從處理效果、材料來源、機(jī)具條件、施工進(jìn)度、環(huán)境影響等方面進(jìn)行認(rèn)真的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,根據(jù)安全可靠、施工方便、經(jīng)濟(jì)合理的原則選擇最佳處理方案。

(4)對已選定的地基處理方案,根據(jù)建筑物等級和場地復(fù)雜程度,可在有代表性的場地上進(jìn)行相應(yīng)的現(xiàn)場試驗,通過試驗檢驗設(shè)計參數(shù)和處理效果。如達(dá)不到設(shè)計要求時,應(yīng)查找原因,采取措施或修改設(shè)計。

表1 部分軟土地基的處理方法

序號 方法 適用條件 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn)

1 排水固結(jié)法 淤泥質(zhì)土、淤泥和填充土等飽和粘性土地基 方法簡易,效果顯著、經(jīng)濟(jì) 僅限于淺層處理

2 置換法 適于處理淺層軟粘土、有機(jī)質(zhì)土和雜填土等軟弱地基 簡易可靠。墊層本身的強(qiáng)度和壓縮性都較原來的土好, 擴(kuò)散附加應(yīng)力性能良好 置換的深度受限制。如遇地下水,對于重要工程,須附加降低地下水位設(shè)施

3 強(qiáng)夯法 適于處理無粘性土、雜填土、非飽和粘性土和濕陷性黃土 操作簡便,大面積處理時較經(jīng)濟(jì) 需強(qiáng)夯設(shè)備,振動強(qiáng)烈,對周圍有較大的影響。處理飽和粘土?xí)r,效果差

4 砂石擠淤法 淤泥質(zhì)土以及淤泥 處理后的地基強(qiáng)度增長快,效果顯著 需要重型機(jī)械,施工難度大

5 深層攪拌法 適于軟粘土或其他軟弱土（但不能用于含有石塊的雜填土） 處理后的地基強(qiáng)度增長快,沉降較小,效果顯著 施工難度大,成本高

6 高壓噴射注漿法 適于砂性土、粉土、軟粘土、濕陷性黃土和雜填土 處理效果顯著,可以用于處理已有的建筑物地基,防止砂土液化、管涌、基坑隆起 技術(shù)難度高

4、結(jié)語

通過分析得到軟土地基產(chǎn)生不良工程現(xiàn)象的原因:一是含水率過大,二是孔隙率較大且固結(jié)程度不夠從而使地基承載能力偏低,想要加強(qiáng)軟土地基的承載力就需要從這兩個方面來解決。

由上面的分析可知所有的處理方法都是圍繞著如何改善這兩者方面的性質(zhì)而展開。各種方法有著各自的適用范圍以及各自的優(yōu)缺點(diǎn)。我們在軟土地基的處理上應(yīng)全面考慮選擇既安全又經(jīng)濟(jì)的方法。

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