軟土地基施工技術(shù)在土木工程施工中的應(yīng)用

韓志

（西山煤電基本建設(shè)處，山西太原 030000）

在土木工程項(xiàng)目施工中，地基對(duì)上層建筑物的荷載必須符合標(biāo)準(zhǔn)，才能切實(shí)確保整個(gè)建筑物的施工安全和使用壽命?？刂仆聊竟こ添?xiàng)目中的地基處理及施工，不但是對(duì)建筑項(xiàng)目順利竣工的關(guān)鍵所在，還是對(duì)使用者生命財(cái)產(chǎn)安全的負(fù)責(zé)。在施工中，軟土地基最容易導(dǎo)致建筑出現(xiàn)安全隱患，當(dāng)對(duì)軟土地基的處理不科學(xué)時(shí)，則十分容易引起建筑物的傾斜、形變，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)因坍塌、劃破而導(dǎo)致房屋倒塌，不但會(huì)引起人員的傷亡，而且對(duì)整個(gè)土木工程業(yè)的形象樹(shù)立、發(fā)展進(jìn)度都有重大影響?；诖?，針對(duì)施工環(huán)境所遇到的軟土地基必需做好相關(guān)的處理，確保地基具有較強(qiáng)的荷載力，避免后期出現(xiàn)的施工安全事故以及使用安全事故。

1 軟土地基的概述及特點(diǎn)

軟土多分布于海濱、湖濱以及河流沿岸等地，這類地區(qū)的地勢(shì)相對(duì)低洼，與其他地勢(shì)相比更容易存在積水，地表也相對(duì)潮濕許多。軟土層主要由粉土組成，其中還伴有一定的粘土成分，石塊所占比重極少，這樣的土層透水性以及透氣性較低，這一特性導(dǎo)致軟土地基的含水量高、承載力低。再加上軟土地基在處理之前其地表往往覆蓋有大量的洗水性植物，隨著時(shí)間的推移，這些植物在周而復(fù)始的生長(zhǎng)于死亡中，導(dǎo)致該區(qū)域存在較大含量的腐殖質(zhì)、可燃?xì)怏w以及微生物，軟土具有較高的塑限值，土層穩(wěn)定性極低。除此之外，軟土地基還存在以下幾點(diǎn)特性：

1.1 不均勻性

上文提到軟土層中占比重最大的為粉土，其中還夾雜了或多或少的粉細(xì)沙透鏡體，這一因素直接導(dǎo)致軟土層道垂直方向與水平方向的差異性較大，在實(shí)際施工中會(huì)導(dǎo)致建筑物出現(xiàn)不均勻沉降。

1.2 觸變性

與其他地質(zhì)不同，軟土層在未受破壞前沉積物的結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較高，而該結(jié)構(gòu)一旦受到破壞，絮凝狀沉積物則會(huì)呈現(xiàn)稀釋狀態(tài)，也就是說(shuō)在對(duì)軟土地基進(jìn)行施工時(shí)，十分容易導(dǎo)致沉降、側(cè)滑等問(wèn)題的出現(xiàn)。

1.3 抗剪強(qiáng)度低

流速狀態(tài)是軟土層的常態(tài)，據(jù)數(shù)據(jù)調(diào)查，荷載作用下的軟土無(wú)側(cè)限抗剪強(qiáng)度一般處于0.3kN/m2水平，與其他土層相比，其抗剪性能十分薄弱，不排水剪時(shí)，其內(nèi)摩擦角幾乎等于0，抗剪強(qiáng)度僅取決于凝聚力，一般凝聚力＜30kN/m2；固結(jié)快剪時(shí)，內(nèi)摩擦角為5°～15°。

2 現(xiàn)階段土木工程施工中軟土地基處理中的問(wèn)題

2.1 前期設(shè)計(jì)不足

針對(duì)軟土地基的處理，必須做好前期的設(shè)計(jì)工作，這也就要求地質(zhì)勘察工作必須詳盡周密，在施工前先對(duì)該區(qū)域進(jìn)行土質(zhì)分析、水文環(huán)境分析，再根據(jù)勘察的實(shí)際情況來(lái)設(shè)計(jì)相應(yīng)的處理規(guī)劃。但現(xiàn)階段部分工程仍對(duì)地質(zhì)勘查工作和設(shè)計(jì)工作相對(duì)忽視，導(dǎo)致在后期施工中會(huì)出現(xiàn)突發(fā)情況，影響工程的進(jìn)度和施工安全。

2.2 施工環(huán)節(jié)疏漏

針對(duì)軟土地基的處理必須符合設(shè)計(jì)要求，并且在施工過(guò)程中要注重軟土地基處理的各個(gè)細(xì)節(jié)和要點(diǎn)。當(dāng)軟土地基的處理措施不當(dāng)或堆料不當(dāng)時(shí)，都會(huì)直接造成地基失穩(wěn)，后期會(huì)出現(xiàn)接連不斷地坍塌、沉降事件，不但會(huì)給施工造成重重困難，更是對(duì)后期建筑物的使用帶來(lái)無(wú)盡的安全隱患。

3 土木工程施工中軟土地基施工技術(shù)要點(diǎn)

土木工程施工中對(duì)軟土地基的處理目的在于消除軟土層的特性，將其的穩(wěn)固性、穩(wěn)定性大幅提升，最大限度降低一切危險(xiǎn)因素，進(jìn)一步確保上層建筑的施工進(jìn)度及安全?；诖?，軟土地基的處理要點(diǎn)必須從前期的準(zhǔn)備工作入手，做好相關(guān)的勘探工作和科學(xué)設(shè)計(jì)，其次要針對(duì)不同的處理方法做好施工細(xì)節(jié)處理，確保施工環(huán)節(jié)的順序合規(guī)，并有針對(duì)性的開(kāi)展施工管理工作。

3.1 做好前期地質(zhì)勘探及處理設(shè)計(jì)

針對(duì)軟土地基的處理，首當(dāng)其沖的為前期勘探工作和設(shè)計(jì)工作。首先應(yīng)將該區(qū)域的現(xiàn)有地質(zhì)資料進(jìn)行收集、歸納、分析，再根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行有目的的地質(zhì)勘探工作，一般來(lái)說(shuō)勘測(cè)手段通常為鉆探、調(diào)繪、原位測(cè)試等等，通過(guò)這些技術(shù)手段對(duì)土木工程施工區(qū)域的水文環(huán)境、地質(zhì)地形、徑流條件等進(jìn)行進(jìn)一步查證，再通過(guò)查證結(jié)果對(duì)該施工區(qū)域軟土層的類型、成分、含水量、分布范圍進(jìn)行具體了解，進(jìn)一步對(duì)軟土層的橫向分布厚度、縱向分布厚度、不同土層的物理力學(xué)性質(zhì)等進(jìn)行確認(rèn)，最后將所有資料、數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而制定出符合該區(qū)域特點(diǎn)的科學(xué)處理舉措。

3.2 軟土地基的處理措施技術(shù)

土木工程施工中針對(duì)軟土地基表層處理的技術(shù)有多種，通過(guò)改善地基表層的硬度、承載力以及排水性能來(lái)提升該區(qū)域土層的承載力，相關(guān)技術(shù)有常見(jiàn)的深層石灰攪拌樁技術(shù)、材料換填技術(shù)、排水固結(jié)技術(shù)等。

3.2.1 深層石灰攪拌樁技術(shù)

土木工程施工中軟土地基最常見(jiàn)的類型為塑性指標(biāo)較高的軟粘土，針對(duì)此類地基結(jié)構(gòu)最常用的處理措施為生成石灰攪拌樁技術(shù)。該技術(shù)的操作相對(duì)簡(jiǎn)易，在處理過(guò)程中因無(wú)震動(dòng)而不會(huì)造成噪聲污染，且與其他技術(shù)相比成本較低，是當(dāng)下應(yīng)用最為廣泛的處理技術(shù)之一。該技術(shù)所用到的原料有水泥、石灰，這些原料作為固化材料與軟土層的粘土進(jìn)行結(jié)合，軟土層的水分為固化材料的水化、水解反應(yīng)提供了條件，在這些反應(yīng)之下，固化材料與粘土顆粒轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)晶化合物，具備了相應(yīng)的高穩(wěn)定性，而且這些化合物還會(huì)再次進(jìn)行凝液反應(yīng)，進(jìn)一步增加水泥的硬度，最終使地基達(dá)到預(yù)定荷載標(biāo)準(zhǔn)。需要注意的是應(yīng)結(jié)合施工區(qū)域軟土層的含水量來(lái)選擇干法施工和濕法施工，一般來(lái)說(shuō)土層含水量在30%以上則要采用干法施工。實(shí)際施工中干法施工又被稱為粉噴樁，該技術(shù)的施工工藝是利用壓縮空氣來(lái)將水泥干粉噴入土中，在經(jīng)由深層攪拌機(jī)來(lái)進(jìn)行攪拌工作，利用軟土層中的自然含水量來(lái)對(duì)樁體進(jìn)行固化反應(yīng)。隨著技術(shù)的更新，現(xiàn)階段土木工程施工中還會(huì)使用到泡沫混凝土來(lái)開(kāi)展軟土地基的處理，泡沫混凝土又被稱為發(fā)泡水泥或輕質(zhì)混凝土，屬于新型環(huán)保、節(jié)能材料，具有高強(qiáng)度特點(diǎn)，也是復(fù)合地基處理工藝中的常見(jiàn)材料。

3.2.2 材料換填技術(shù)

材料換填技術(shù)通常選擇砂石或砂作為材料，將施工區(qū)域的軟土層進(jìn)行置換：①可以提升該區(qū)域的土層排水性能；②能夠大幅提升地基強(qiáng)度和荷載力。在材料的選擇上必須強(qiáng)調(diào)其硬度，一般多選擇堅(jiān)硬的砂石，如果所用的砂石過(guò)細(xì)，還要在其中增加一定量的碎石來(lái)提升整體性能。材料換填技術(shù)的施工中必須確保施工槽的整潔干凈，在施工前要對(duì)其進(jìn)行相關(guān)檢查工作，在施工過(guò)程中要結(jié)合基槽的邊坡情況來(lái)開(kāi)展。材料換填技術(shù)常用的換填施工工藝有平振法、夯實(shí)法、碾壓法，水撼法以及插振法等等，需要注意的是平振法不適用于細(xì)砂墊層施工。

3.2.3 排水固結(jié)技術(shù)

排水固結(jié)法的主要目的是加速軟土地基的沉降，通過(guò)對(duì)軟土地基進(jìn)行附加荷載，強(qiáng)化其排出孔隙水并縮小孔隙，以此來(lái)提升地基的強(qiáng)度。該工藝主要是在軟土地基中增設(shè)排水通道，并在地面設(shè)計(jì)與之匹配的排水層，再使用薄膜密封技術(shù)，先隔開(kāi)土層與空氣，再對(duì)其進(jìn)行抽氣形成氣壓差，在氣壓差的壓迫下，地基就會(huì)逐步排水固結(jié)并抵消部分壓力。

3.2.4 灌澆混凝土技術(shù)

灌澆混凝土處理工藝屬于現(xiàn)階段的新型處理技術(shù)，該技術(shù)依托于振動(dòng)沉模在施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)一次性灌澆，其優(yōu)勢(shì)在于能確保地基槽孔的填充率，質(zhì)量十分可靠，對(duì)地基的穩(wěn)定性、承載力都有著不錯(cuò)的保障，缺點(diǎn)在于該技術(shù)的資金投入較大。

3.3 軟土基土木工程施工技術(shù)要點(diǎn)

針對(duì)軟土地基的土木工程項(xiàng)目施工，往往選擇該區(qū)域的硬土層作為施工基礎(chǔ)，硬土層處于軟土層中，一般有1～3m 厚，其強(qiáng)度符合是施工標(biāo)準(zhǔn)；在軟土地基區(qū)域進(jìn)行土木工程施工時(shí)，若所需建造的建筑物存在相對(duì)懸殊的輕重比時(shí)，應(yīng)優(yōu)先對(duì)高層建筑進(jìn)行施工，以此來(lái)降低軟土地基的沉降差；軟土地基土木工程項(xiàng)目施工中出現(xiàn)沉降過(guò)大現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)對(duì)地基進(jìn)行混凝土澆筑處理，以此來(lái)增強(qiáng)地基強(qiáng)度，降低建筑物的沉降率；大型的建筑物處于軟土地基施工時(shí)，要做好軟土地基的預(yù)壓控制工作，提前迫使地基沉降，進(jìn)而來(lái)減少后期不均勻沉降現(xiàn)象的發(fā)生；針對(duì)淤泥質(zhì)的軟土地基開(kāi)挖，應(yīng)保留一部分原狀土層，在進(jìn)行碎沙石的填埋工作，可以更好的提升地基穩(wěn)固性；最后要強(qiáng)調(diào)軟土地基區(qū)域土木工程施工中必須嚴(yán)格遵守既定的施工順序，堅(jiān)守施工原則，避免出現(xiàn)沉降。

4 總結(jié)

城市化進(jìn)程的不斷加快促進(jìn)了土木工程建設(shè)的開(kāi)展程度，在我國(guó)，建筑業(yè)的發(fā)展與國(guó)民經(jīng)濟(jì)息息相關(guān)，是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱。地基與建筑整體緊密相連，做好土木工程項(xiàng)目軟土地基的處理和施工，是確保建筑物長(zhǎng)久穩(wěn)固的不二法則，能夠有效避免建筑安全事故的發(fā)生。隨著建筑技術(shù)的進(jìn)步，具有沉降量大且不均勻的軟土地基處理措施也更加多樣化，在實(shí)際施工中要結(jié)合施工環(huán)境和條件，選擇科學(xué)可靠的處理技術(shù)，并不斷結(jié)合經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)不足引進(jìn)新技術(shù)、新工藝，推動(dòng)軟土地基施工技術(shù)邁向成熟。