關(guān)于地基持力層軟弱土層的處理方法探究

周海耿

摘要：隨著城市建設(shè)迅速發(fā)展，房屋建設(shè)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，人們對(duì)建筑物質(zhì)量要求也逐漸提高，且地基穩(wěn)定性對(duì)保障建筑物質(zhì)量有著重要作用。通常情況下，土層呈一層一層分布狀，而在地基建設(shè)中，建筑物基礎(chǔ)下面直接接觸的土層即為持力層，主要起承載建筑物負(fù)荷作用。但在市水利及建筑工程建設(shè)中，常會(huì)遇到軟弱土層，嚴(yán)重影響地基持力層承載能力，降低建筑工程質(zhì)量，因此，本文即對(duì)軟弱地基形成原因進(jìn)行簡(jiǎn)要闡述，并根據(jù)軟弱層中存在的問題，制定合理處理措施，以降低地基持力層軟弱層對(duì)建筑工程質(zhì)量影響程度，延長(zhǎng)工程使用壽命，保證市民安全。

關(guān)鍵詞：建筑工程;地基持力層：軟弱土層

現(xiàn)代市水利工程及建筑建設(shè)中，地基持力層穩(wěn)定性對(duì)保證工程質(zhì)量及安全性意義重大;軟弱地基由于其含水量高、強(qiáng)度低，土質(zhì)松軟，易沉降等特點(diǎn)[1]，其承載能力較低，但在實(shí)際建設(shè)中，需改善地基變形及穩(wěn)定條件，提高土層粘合度，減小巖層孔隙，保證土粒有效膠結(jié)。軟弱地層處理效果將直接關(guān)系建筑工程整體質(zhì)量，并將影響工程建設(shè)速度。因此在T程建設(shè)中對(duì)地基持力層軟弱地層的處理工作則顯得尤為重要。

1.軟弱地基形成原因

軟弱層指由淤泥、部分沖填土、雜填土層及其他高壓縮性土堆積而成的軟弱土層;而由軟弱層作為持力層的地基則為軟弱地基[2]。為不良特殊性土層。軟弱地基通常具有孔隙大、含水量高、流變性強(qiáng)等缺點(diǎn)，此類地基壓縮性較高，強(qiáng)度較低，易發(fā)生加強(qiáng)沉降變化，其穩(wěn)定型極差，另外對(duì)樁基礎(chǔ)會(huì)產(chǎn)生負(fù)摩阻力。擬建建筑，在軟弱層作為地基持力層進(jìn)行工程建設(shè)時(shí)，極易因軟弱巖層強(qiáng)度不足，而發(fā)生變形，難以滿足工程建筑質(zhì)量需求，因此，需合理制定處理措施，提升軟弱地層穩(wěn)定型，避免地基沉降、變形等事故發(fā)生，保證建筑質(zhì)量。

2.軟弱地基處理方式

2.1預(yù)壓法

預(yù)壓法多適用于沖填土、淤泥質(zhì)土等黏性土地基，可分為堆載預(yù)壓法及砂井預(yù)壓法兩種類型。其中堆載預(yù)壓法多適用于軟弱土質(zhì)<4m巖層，主要是借助外載作用，提升軟弱土質(zhì)排水固結(jié)，增強(qiáng)地基持力層抗剪強(qiáng)度能力;并可根據(jù)預(yù)壓目的不同，合理選擇預(yù)壓方式[3];當(dāng)借預(yù)先荷載施壓，可降低建筑物沉降量;而借助建筑物自身載荷進(jìn)行分級(jí)預(yù)壓，可提升地基強(qiáng)度，并增強(qiáng)軟弱地基承載能力。砂井預(yù)壓則是通過在軟弱巖層中分段設(shè)立砂井，以調(diào)整軟土層排水條件，可加速軟弱土質(zhì)固結(jié)速度，減少預(yù)壓時(shí)間。

2.2深層攪拌法

現(xiàn)代施工建設(shè)中，深層攪拌法可分為旋噴注漿法（濕法）及粉噴柱法（干法），主要是借助深層攪拌機(jī)械對(duì)水泥、石灰等固化材料進(jìn)行攪拌，將軟土與固化材料均勻混合，使其發(fā)生一系列化學(xué)、物理反應(yīng)，促使軟弱土硬結(jié)為石灰、水泥等土柱體，使軟弱層硬化為一整體，且具有較高承載能力的復(fù)合地基，可大大提升軟弱層天然強(qiáng)度，并顯著降低土層滲水性及壓縮性;在原料堆場(chǎng)、高等級(jí)公路加固、碼頭岸壁等高厚度飽和軟黏土層建設(shè)應(yīng)用廣泛[4]。

2.3擠密法

擠密法主要是通過向軟弱層中打人樁管成孔，在孔管中充填礫石等建筑材料，并將借助振動(dòng)、擠密等措施將孔管中礫石搗實(shí)，使軟弱層深層土質(zhì)密實(shí)，降低土層土粒間隙，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)提升地基強(qiáng)度目的，可分為表層原位壓實(shí)法、爆破擠密法、振沖密實(shí)法等多種類型。此方式在含有大量瓦屑、砂粒等雜填土的松散地基中應(yīng)用廣泛;但不適用于黏性較大的飽和軟土地基。

2.4高壓噴射注漿法

高壓噴射注漿法主要是通過強(qiáng)烈噴射壓力，將水泥漿液由管路中噴射至出，并可通過切割、破壞土質(zhì)，使軟弱軟弱土層與漿液均勻拌和，發(fā)生相互置換作用，經(jīng)自然冷卻、凝固后，將成為高強(qiáng)度拌和土樁體，可根據(jù)地基建設(shè)需求，形成良好復(fù)合地基。

2.5強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法主要是以幾十噸/米甚至百噸/米的巨大夯擊力，將碎石、塊石等擊穿軟弱層，使其沉底形成墩樁，與軟弱層形成共同體，使軟弱層壓縮性縮小，提升地基強(qiáng)度[5]，實(shí)現(xiàn)加固軟弱層作用，并可有效提升軟弱層抗液化能力，大大降低軟弱土質(zhì)濕陷性;且強(qiáng)夯法不受地表填土影響，同樣具有加速軟弱層固結(jié)沉降作用，多使用于承載能力強(qiáng)、軟土層較厚且下方存在堅(jiān)實(shí)土層及對(duì)沉降要求較高場(chǎng)地，如機(jī)場(chǎng)停機(jī)坪等。

2.6加筋法

加筋法主要是通過在軟弱層埋設(shè)強(qiáng)度較高、抗腐蝕能力、耐拉伸能力良好的拉筋、土工聚合物、受力杠桿等物質(zhì)，增強(qiáng)地基承載能力，降低沉降，以提高建筑物穩(wěn)定性;同時(shí)，應(yīng)用高強(qiáng)度土工合成材料，可大大提升地基持力層抗拉能力，降低地基斷裂風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)一步增強(qiáng)地基剛度及整體性，并可改善軟弱巖層整體應(yīng)力場(chǎng)及應(yīng)變場(chǎng)，提升地基承載能力;多適用于各類高填土及軟土地基。

2.7換填墊層法

換填墊層法即換土墊層法，主要是使用物理力學(xué)性質(zhì)良好的巖土、建筑材料，置換原本地基持力層軟弱巖中的天然軟土層，并將置換后的巖土材料逐層夯實(shí)，形成低壓縮性、高密度地基持力層[6]。此方式適用于濕陷性黃土、淤泥質(zhì)土、雜填土等土層淺層處理。常見換填材料可選擇砂土、粉質(zhì)粘土、灰土、礦渣、土工合成材料等?，F(xiàn)行施工思路為，但軟弱層較薄時(shí)，可全部挖去置填;軟弱層較厚時(shí)，可部分挖去置填，并以換料置填墊層作為地基持力層，以提升地基承載能力，改善土質(zhì)壓縮性，避免地基變形;且換填墊層厚度（Z）需根據(jù)下臥土層承載能力制定，需保證作用于墊土層的白重應(yīng)力及附加應(yīng)力之和小于等于軟弱軟弱巖層土承載力特征值（如圖1），滿足faz≥Pz+Pcz，其中faz：墊層底面土層經(jīng)深度修正后，地基承載力特征值;Pz：載荷標(biāo)準(zhǔn)組合墊土層附加壓力;Pcz：墊層地面土白重壓力;通常情況下，墊層厚度需高于0.5m，但不可超過3mm。

3.工程設(shè)計(jì)優(yōu)化措施

在加強(qiáng)地基持力層軟弱層加固處理的同時(shí)，可進(jìn)一步優(yōu)化建筑工程設(shè)計(jì)處理，以降低建筑物不均勻沉降程度，并可在保證工程建設(shè)質(zhì)量的同時(shí)，顯著降低建筑工程建設(shè)成本。因此，在建筑工程設(shè)計(jì)中，需在不影響建筑使用功能的前提下，將工程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單化;對(duì)于結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜建筑物，可根據(jù)其實(shí)際使用情況，將建筑物合理劃分為多單元建設(shè)形式;對(duì)于同區(qū)域內(nèi)差異較大建筑物，可適量擴(kuò)大建筑物間距離;并可使用白有沉降連接等方式對(duì)不同單元進(jìn)行連接，以提升建筑工程對(duì)地基不均勻沉降調(diào)整能力，增強(qiáng)建筑工程強(qiáng)度、剛度[8];在開挖基槽過程中，若發(fā)現(xiàn)地基持力層出現(xiàn)淤泥、淤泥質(zhì)土?xí)r，不用干擾其原本結(jié)構(gòu);并在工程建筑施工期間，根據(jù)實(shí)際施工情況，優(yōu)先覆蓋建筑物重點(diǎn)部分，并綜合分析建筑沉降程度，合理調(diào)整各部分建筑設(shè)計(jì)，降低建筑工程沉降差異。

4.結(jié)語

在地基持力層軟弱層處理建設(shè)中，需事先明確局部軟弱層地基異常種類及范圍，綜合分析軟弱層實(shí)際原因，并結(jié)合施工區(qū)域內(nèi)建筑無地基組成及持力層軟弱層力學(xué)性質(zhì)，選擇適當(dāng)處理方式，并持續(xù)對(duì)軟弱巖層進(jìn)行局部加固處理，以增強(qiáng)地基強(qiáng)度及承載能力，保證建筑物各部位沉降趨勢(shì)一致，避免不均勻沉降發(fā)生，全面保證工程質(zhì)量，提升工程施工建設(shè)速度，使工程建設(shè)經(jīng)濟(jì)合理，又能滿足設(shè)計(jì)要求，全面提高建筑工程經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益。

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