民用建筑常用軟弱地基處理方法探討

劉金龍

摘 要：民用建筑是新城市規(guī)劃的主要項目之一，其能夠為廣大社會群體提供相對穩(wěn)定的居住條件，滿足了日常生活的居住需要。軟土地基是民用建筑施工比較常見的問題，尤其是地基病害對地面建筑結(jié)構(gòu)造成了巨大的危害，降低了整個建筑設(shè)施的使用價值。本文就常見軟弱地基處理方法原理及適用范圍進行了一些探討。

關(guān)鍵詞：適用范圍民用建筑；軟弱地基；分類；處理方法；危害；加固技術(shù)。

一、軟弱地基的分類及特

根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，軟弱地基系指主要由淤泥、淤泥質(zhì)土、雜填土、沖填土或其它高壓縮性土層構(gòu)成的地基。了解這些軟弱土的特性可以幫助我們更有針對性地制定出適合的軟弱地基處理的最佳方案。

1. 淤泥及淤泥質(zhì)土：指常在靜水或者非常緩慢的流水環(huán)境中沉積的，經(jīng)過生物化學(xué)作用形成的飽和粘性土。具軟塑到流塑狀態(tài)、天然含水量高、承載力（抗剪強度） 低、透水性差、變形大并且變形穩(wěn)定歷時長、結(jié)構(gòu)性強等特點。

2.雜填土：主要是指人們?nèi)粘；顒訒r隨意堆積的建筑垃圾、工業(yè)廢料及生活垃圾等，其主要特性是土質(zhì)結(jié)構(gòu)比較松散，均勻性差，變形大，承載力低，壓縮性高。

3. 沖填土：是在整治和疏通江河通道時，挖泥船通過泵把夾雜大量水分的泥沙吹到河的兩岸形成的，其成分比較復(fù)雜，物理性質(zhì)會因顆粒組成、均勻性、排水固結(jié)條件的不同而不同。

4.其它高壓縮性土：飽和松散粉細砂也屬于軟弱地基的范疇，當機械推動或地震荷載重復(fù)作用時將產(chǎn)生液化。由于結(jié)構(gòu)物的荷載和地下水的下降會促使砂性土下沉，基坑開挖時會產(chǎn)生管涌，其它濕陷性黃土、膨脹土和季節(jié)性凍土等不良地基現(xiàn)象，都屬于軟弱地基范疇。

二、軟土地基的危害

民用建筑是人口相對密集的區(qū)域，建筑物結(jié)構(gòu)性能達不到要求便會帶來諸多質(zhì)量、安全、結(jié)構(gòu)等方面的危害，這是所有施工單位必須積極關(guān)注的問題。軟土地基對民用建筑造成的危害如下：

1.質(zhì)量問題。質(zhì)量是衡量一個工程項目成功與否的關(guān)鍵指標，一旦工程質(zhì)量不符合業(yè)主預(yù)期的要求，則會給建設(shè)單位及施工單位造成嚴重的經(jīng)濟損失。軟土地基對民用建筑的質(zhì)量危害：一是基層，建筑物基層是地面結(jié)構(gòu)的總支撐，基層結(jié)構(gòu)受損將對地面結(jié)構(gòu)體產(chǎn)生質(zhì)量影響，如：施工質(zhì)量與圖紙設(shè)計要求不一致；二是表層，即基層以上的建筑物工藝質(zhì)量也會受到軟土層的影響，總工程驗收后均不達標。

2.安全問題。行業(yè)調(diào)查顯示，軟土地基不再僅限于建筑工程的標準范疇，而是涉及到了建筑物的安全系數(shù)，處理不當極有可能引起安全事故。以小型建筑為例，中低層建筑物軟土地基施工不合格，減弱了基層支撐地面建筑物的耐久性，遇到外界強力作用后易發(fā)生坍塌事故，給居民的生命財產(chǎn)安全造成威脅[1]。此外，軟土地基對周圍建筑物也有相應(yīng)的危害性，其安全隱患會蔓延到周邊建筑物或附屬設(shè)施。

3.結(jié)構(gòu)問題。從結(jié)構(gòu)劃分角度看，軟土地基處于整個民用建筑物的最基層，但其所產(chǎn)生的影響已經(jīng)涉及到所有建筑物結(jié)構(gòu)，對建筑結(jié)構(gòu)造成的破壞力十分明顯。如：大面積民用建筑區(qū)域，軟土地基首先損壞了建筑根基的牢固性，加上外界沖擊則使得結(jié)構(gòu)的病害率持續(xù)上升。結(jié)構(gòu)問題直接造成性能方面的受損，比較常見的性能病害：裂縫、沉降、滲漏等等，這些都會影響到居民的正常居住條件。

三、民用建筑軟土地基病害的成因

結(jié)構(gòu)性病害是民用建筑物受損最為嚴重的因素，也會直接影響到工程竣工后期的收益水平。考慮到后期軟土地基的處理方案，必須深入分析民用建筑軟土地基病害的成因，這樣才能為施工單位提供更加科學(xué)的處理方案，保障建筑物結(jié)構(gòu)整體的使用性能。

1.勘測因素。許多施工單位為了節(jié)約工程時間，降低項目建造的成本投入，民用建筑動工前期未進行詳細地勘測工作。由此造成，軟土地基現(xiàn)象沒有被及時發(fā)現(xiàn)，施工人員對軟土層所在區(qū)域無法正常掌握，現(xiàn)場施工設(shè)置的加固處理措施不到位，竣工后發(fā)現(xiàn)了軟土地基的病害問題。

2.施工因素。行業(yè)標準規(guī)定，施工單位必須對軟土地基采取特殊工藝進行處理，以此保持良好的基層性能，避免對地面建筑物造成性能損壞。從實際情況來看，民用建筑軟土地基施工存在著較多的施工問題，如：施工工藝不合現(xiàn)場要求，軟土層處理成效不達標，基層結(jié)構(gòu)布局不合理等，這些都是后期病害發(fā)生的成因。

3.養(yǎng)護因素。養(yǎng)護是對民用建筑工程進行的管護處理，以維持建筑物正常的使用壽命。如：水文地質(zhì)運動會加快軟土層面積的擴大，導(dǎo)致土層的粘合性不斷減弱，最終破壞了地面建筑的穩(wěn)定性。缺乏必要的養(yǎng)護管理，施工人員無法提前發(fā)現(xiàn)軟土地基的病害隱患，也誤導(dǎo)了養(yǎng)護期間的加固處理操作。

四、民用建筑軟土地基常用的加固技術(shù)

1.堆載預(yù)壓法。隨著建筑行業(yè)思想的發(fā)展，實地勘測已經(jīng)成為工程建筑的必備內(nèi)容，所有項目必須經(jīng)過詳細地勘測調(diào)查才能正式動工。該法是在工程建設(shè)之前經(jīng)過實地勘測，再用大于或等于設(shè)計荷載的填土荷載，促使地基提前固結(jié)沉降以提高地基的強度，從而減少了竣工后期病害的發(fā)生率[2]。施工填筑時宜選擇分層分級施加荷載以控制加荷速率，可防止剪切破壞造成的不利影響。

2.真空預(yù)壓法。施工是決定民用建筑工程質(zhì)量的核心階段，施工質(zhì)量基本決定了整個項目的竣工收益。真空預(yù)壓法是在需要加固的軟土地基內(nèi)設(shè)置砂井或塑料排水板，然后在地面鋪設(shè)砂墊層。通過埋設(shè)于砂墊層中的吸水管道，用真空裝置進行抽氣，去除氣體后以增強土層的粘合性。通常真空預(yù)壓法不會對地基造成損壞，有助于軟土層面性能的改善。

3.反壓法。一般情況下，軟土層區(qū)域的建筑物均會隨著時間的推移而出現(xiàn)病害問題，不及時處理同樣會產(chǎn)生潛在性的危害。反壓法是指在軟土路基兩側(cè)，填筑一定寬度和高度的加固層，以期達到土層穩(wěn)定的一種方法[3]。這種加固技術(shù)不僅改善了軟土地基的穩(wěn)定性，也可起到較好的抗沉降、抗坍塌功能。如：從相反方向?qū)β坊M行擠壓處理，保持了結(jié)構(gòu)受力的均衡性。

4.水泥土攪拌樁法。利用水泥或石灰等材料作為固化劑的主劑，在地基深處將軟土和固化劑強制攪拌。利用固化劑與軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理、化學(xué)反應(yīng)，使軟土固結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強度的地基，以達到提高地基承載力，抵制軟土層造成的破壞。此種加固技術(shù)的選材比較方便，可隨時調(diào)用現(xiàn)場物資制定方案處理軟土路基，且能夠取得較好的加固效果。

5.換填墊層法。當軟弱土層厚度不很大時，可將路基面以下處理范圍內(nèi)的軟弱土層部分或全部挖除，然后換填強度較大的土或其它穩(wěn)定性能好、無侵蝕性的材料稱為換填或墊層法。換填墊層法的成本較低，且適用軟土深度可達2～3m，其是未來建筑施工的常用技術(shù)。選用此加固技術(shù)應(yīng)考慮換層后填充土的質(zhì)量，以控制軟土結(jié)構(gòu)的牢固性。

6.強夯法。強夯法加固技術(shù)的原理：土層在巨大的沖擊能作用下，土中產(chǎn)生很大的壓力和沖擊波，從而對軟土空隙產(chǎn)生較大的壓縮，增強了民用建筑基層抗病害的能力[4]。另外，夯擊點周圍一定深度內(nèi)產(chǎn)生裂隙良好的排水通道，使土中的孔隙水快速排出以加固土層，在某種程度上也改善了建筑基層的排水性能。

五、結(jié)論

綜合整體分析，軟土地基對民用建筑物造成的危害十分復(fù)雜，不同程度、區(qū)域的軟土層所引起的病害程度不一。隨著我國建筑工程項目的不斷增多，軟弱地基的處理變得越來越重要。處理好地基問題，不僅關(guān)系到所建工程是否安全可靠，而且關(guān)系所建工程投資大小；掌握各種地基處理技術(shù)，提高地基處理水平對保證工程質(zhì)量，加快工程建設(shè)速度，節(jié)省工程建設(shè)投資具有特別重要的意義。