建筑工程施工中軟土地基處理

邊文杰

（甘肅建投興隆建筑工程有限公司，甘肅 蘭州 730100）

在建筑工程建設(shè)過程常會(huì)出現(xiàn)軟土地基，若我們沒有對(duì)其予以科學(xué)處理，將導(dǎo)致建筑物整體安全受到影響，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)發(fā)生沉降或者坍塌的問題[1]。因此，為了切實(shí)保證好建筑工程施工安全性以及質(zhì)量，下文將首先闡述了軟土地基有何種特征，隨后提出包括水泥攪拌樁、砂墊層、石灰攪拌樁、地基注漿法、土工合成材料法等處理方法。

1 軟土地基特點(diǎn)

作為一種特殊的土層結(jié)構(gòu)，軟土地基有以下特點(diǎn)：①觸變性。在人為或其他因素干擾的自然狀態(tài)下，軟土地基大部分為固體，但是在進(jìn)行建筑工程施工的過程中，土層將會(huì)受到擾動(dòng)，就會(huì)使土層特性發(fā)生顯著變化，嚴(yán)重的還會(huì)出現(xiàn)流動(dòng)的現(xiàn)象。②壓縮性。由于軟土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)未密封，因此土層中會(huì)存在一些空隙，空隙中就會(huì)有水分存在，施工時(shí)地基會(huì)在受力的情況下出現(xiàn)壓縮效用，從而導(dǎo)致建筑物發(fā)生沉降現(xiàn)象。③透水性弱。軟土含水量高，因此透水性較弱，在降低其含水量時(shí)不僅可以采取壓縮排水的形式，還可以運(yùn)用專業(yè)的軟土地基處理方式減少固結(jié)時(shí)間，提高建筑工程施工中地基的處理效率。此外，軟土地基固結(jié)的系數(shù)較小、抗剪強(qiáng)度和承載力都較差，這在一定程度上增加了軟土地基的處理難度[3]。

2 軟土地基處理在建筑工程的應(yīng)用

2.1 水泥攪拌樁的應(yīng)用

深厚軟土地基的處理難度較大，因此水泥混凝土攪拌樁更適合此類地基。為了獲得準(zhǔn)確合理的水泥攪拌樁技術(shù)參數(shù)，采用試樁試驗(yàn)方法用于驗(yàn)證相關(guān)材料配合比的合理性以及水泥攪拌樁施工技術(shù)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，如材料的攪拌時(shí)間、強(qiáng)度和順序。在建造攪拌樁之前，需要在現(xiàn)場(chǎng)做好充足的施工準(zhǔn)備，尤其是要根據(jù)軟土地基的特點(diǎn)針對(duì)性地提前做好準(zhǔn)備工作。在建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況和技術(shù)條件，根據(jù)低地基的實(shí)際情況做填平處理，避免進(jìn)行回填。首先，確定水泥攪拌樁的位置，根據(jù)提前設(shè)計(jì)的方案將水泥攪拌樁進(jìn)行固定，然后在現(xiàn)場(chǎng)安裝其他施工中需要配合的機(jī)械。在確定樁體深度的基礎(chǔ)上，進(jìn)行噴漿、攪拌、提升等施工，進(jìn)而保證攪拌樁硬化的質(zhì)量效果[3]。其次，完成水泥攪拌樁施工之后還需要進(jìn)行相應(yīng)的檢查，確保質(zhì)量過關(guān)，并分析地基處理的影響，進(jìn)而避免受到外部因素的影響。水泥攪拌樁應(yīng)用的效果會(huì)直接影響軟土地基的承載力和硬度。

2.2 砂墊層的應(yīng)用

施工砂墊層時(shí)，一般情況下需要對(duì)軟土部分進(jìn)行換填。在正式施工前，應(yīng)研究軟土地基的特性，然后選擇填料，從而提高軟土地基的處理質(zhì)量。當(dāng)填料供應(yīng)不足時(shí)，應(yīng)及時(shí)加以補(bǔ)充，不可偷工減料，要充分填實(shí)以確保填充的強(qiáng)度。應(yīng)用砂墊層時(shí)，砂墊層的高度應(yīng)均勻，分離時(shí)應(yīng)先深后淺，逐一分離。鋪設(shè)砂墊層的過程中，首先對(duì)砂墊層處的接縫進(jìn)行處理，保證砂墊層的表面密實(shí)性較好。其次，砂墊層要有一定的厚度，如果砂墊層的厚度不合理，會(huì)因?yàn)槌休d力不足而影響軟土地基質(zhì)量[4]。最后，對(duì)于砂墊層厚度不一的情況，要選擇使用合理的處理技術(shù)，保證砂墊層的整體厚度一致，如果厚度不相等，會(huì)因?yàn)楹笃谑┕?duì)軟土地基產(chǎn)生影響。砂墊層的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，所需的專用設(shè)備數(shù)量較少，操作方便靈活。在實(shí)際的軟土地基處理過程中，砂墊層法主要用于以下情況：①地基高度不超過極限高度的2倍。②軟土表面通常不含硬結(jié)殼，硬結(jié)殼的滲透系數(shù)較低。③軟土層厚度不大。④可對(duì)軟土層的兩面同時(shí)進(jìn)行排石工作。如果存在礫石原料顆粒不均勻的情況，則按照標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行施工。

2.3 石灰攪拌樁的應(yīng)用

為了更有效地加固軟土地基，還可以采用石灰攪拌樁的方法，因?yàn)槭伊峡梢猿浞治盏鼗械乃郑档偷鼗型寥赖暮?，加快地基的凝結(jié)速度。當(dāng)?shù)鼗械乃直怀浞治芍螅涂梢栽O(shè)置并且安裝攪拌樁，使軟土的性能更穩(wěn)定。要根據(jù)軟土地基建設(shè)的相關(guān)指標(biāo)選擇攪拌樁型號(hào)，為了有效地保護(hù)軟土地基，可以加入細(xì)石灰攪拌。同時(shí)，要避免原料堆積，影響攪拌效果。此外，應(yīng)根據(jù)軟土地基的范圍確定石灰攪拌樁的位置。石灰攪拌樁的常見設(shè)置方法是三角分布，這有助于吸收水分，提升加固效果[5]。石灰的配比應(yīng)與軟土地基的性能相結(jié)合來進(jìn)行分析，因此應(yīng)提前使用專用機(jī)械設(shè)備來計(jì)算攪拌樁的參數(shù)。

2.4 地基注漿法

由于軟土地基的結(jié)構(gòu)不具有穩(wěn)定性，內(nèi)部比較松散，因此可以通過對(duì)其進(jìn)行注漿來達(dá)到固化的目的，使水泥、其他混合料能與軟土地基充分結(jié)合。地基注漿法通?；趦煞N作用形式進(jìn)行施工：①水泥注漿法，就是在水泥中加入水和其他混合物使之呈現(xiàn)出泥漿的狀態(tài)，然后注入軟土地基，在高壓下，漿液可以有效地穿透軟土孔，進(jìn)而控制軟土地基的含水量，硬化軟土地基，使涂層更緊實(shí)，從而提高建筑工程的穩(wěn)定性。②硅化灌漿法，用于處理軟土基底的漿液的主要成分是硅酸鈉，硅酸鈉的凝結(jié)性能較好，在注入硅酸鈉溶液后，基質(zhì)會(huì)發(fā)生凝聚反應(yīng)，從而提高軟土的強(qiáng)度，使其承重能力增強(qiáng)。

2.5 土工合成材料法

土工合成材料主要是通過人工的方法將各種聚合材料進(jìn)行混合，以達(dá)到實(shí)際工程建設(shè)的目的。土工合成材料法與其他建設(shè)方法不同，其他建設(shè)方法所涉及的建設(shè)類型較為單一，而土工合成方法涉及保護(hù)、排水、過濾等一體的能力，可以有效地保障地基建設(shè)質(zhì)量。在土工合成材料方法的實(shí)際應(yīng)用中，首先移除軟土地基的表層，然后將土工合成材料通過鋪設(shè)層與土壤充分接觸，其原理是增大接觸面的摩擦力，從而結(jié)合加固材料顯著提高軟土強(qiáng)度和抗變形能力。在對(duì)軟土地基進(jìn)行處理的過程應(yīng)用該方法，可以保證施工過程的科學(xué)性和合理性，能將土工合成材料的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來，滿足建筑工程基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量要求。

2.6 土工編織物強(qiáng)化技術(shù)

該軟基處理技術(shù)適用于淺層軟基的處理施工，其處理原理為：將土工編織物鋪設(shè)于地基底部，利用地基的自重作用，使土工編織物受到拉應(yīng)力并產(chǎn)生抗滑力矩，以此提高地基穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)軟基處理目的。該技術(shù)具體施工要點(diǎn)為：①沿地基縱向方向在道路兩邊挖設(shè)排水溝，并確保其橫向基面形成2%～2.5%的坡度，同時(shí)，淤泥層基面進(jìn)行清理和平整處理。②在平整的拱面上，沿地基一側(cè)以人工滾放攤鋪的方式逐漸鋪展土工編織物，此過程應(yīng)注意土工編織物的平整度，不得出現(xiàn)皺折現(xiàn)象。③鋪設(shè)過程中，必須保證兩塊土工編織物的搭接寬度≥300mm，并利用聚丙烯線縫合牢固。④土工編織物平鋪于淤泥層上后，應(yīng)確保編織物四周超出淤泥層的寬度在2～2.5m，利用重物將寬出部分壓于排水溝內(nèi)。⑤土工編織物鋪設(shè)完畢后，應(yīng)立即進(jìn)行地基修筑施工，以免編織物受到長時(shí)間日光曝曬。地基修筑過程中，應(yīng)先鋪填一層厚度為400～500mm、含泥量≤5%的中粗砂砂層。為避免土工編織物受到破壞，應(yīng)采用人工運(yùn)進(jìn)和攤平方式急性施工，并做好層厚控制工作。

2.7 預(yù)應(yīng)力管樁技術(shù)

預(yù)應(yīng)力管樁技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用可以有效解決軟土地基的問題。預(yù)應(yīng)力管樁技術(shù)的應(yīng)用原理是將預(yù)應(yīng)力管樁埋入軟土地基中，有效提高地基的承載力。在建筑工程工程施工中，施工人員應(yīng)首先確定軟土地基的位置，以保證軟基施工的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，防止軟基加固處理不到位的情況。確定軟土地基的位置后，需要進(jìn)行測(cè)量，以準(zhǔn)確定位樁沉位置，增強(qiáng)軟土地基處理效果。最后，根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行打樁施工，將相應(yīng)的預(yù)應(yīng)力管樁置于軟土地基中，有效加固軟土地基。在選擇預(yù)應(yīng)力管樁時(shí)，施工人員不僅要考慮實(shí)際的施工環(huán)境，還要熟悉地基的特點(diǎn)，從而保證加固效果。打樁施工完成后，需要在該位置設(shè)置標(biāo)志牌，以避免損壞加固區(qū)域。

2.8 高真空擊密法

處理軟土地基高真空擊密法是軟土地基處理中的一項(xiàng)新技術(shù)，具有排水率高、壓實(shí)固結(jié)快的優(yōu)點(diǎn)。其主要原理是通過多次高真空壓實(shí)形成排水壓差，并結(jié)合多次適當(dāng)?shù)目勺儔簩?shí)，降低土壤含水量，提高壓實(shí)度、承載力，減小不均勻沉降。高真空擊密法具有以下優(yōu)點(diǎn)：①與傳統(tǒng)的軟土地基處理方法相比，高真空擊密法的成本更低。②施工周期短，比常規(guī)處理方法縮短50%～60%的時(shí)間。③通過應(yīng)用不同夯實(shí)能量控制質(zhì)量，合理控制地基承載力。④建筑過程比較環(huán)保。采用高真空擊密法處理軟土地基時(shí)，不需要添加任何添加劑，不會(huì)產(chǎn)生泥漿和其他廢物。

2.9 換填地基法

在建筑工程施工中，基礎(chǔ)要有足夠的強(qiáng)度。如果工程場(chǎng)地的土層是軟土地基，則這種土層不能承受建筑工程施工帶來的巨大物理壓力。因此，需要采取相應(yīng)的措施提高建筑工程軟土地基的承載力。置換地基法是提高建筑工程軟土地基強(qiáng)度的重要方法。該方法的核心技術(shù)是用新土代替原土層中的土，以提高工程場(chǎng)地的土強(qiáng)度。然而，在實(shí)際操作中，由于軟土地基厚度大，換填時(shí)將面臨大量的土方工程。首先應(yīng)先開挖建筑工程軟土地基中的軟土，然后用灰土、粗砂等強(qiáng)性能土代替，將被替換的土體進(jìn)一步壓實(shí)，形成一個(gè)新的牢固的力層，以保證建筑工程的軟土地基能再次形成良好的耐壓層，降低建筑工程軟土地基沉降的概率，提高建筑工程的穩(wěn)定性和安全性。

2.10 粉煤灰碎石樁加固技術(shù)

粉煤灰碎石樁（CFG 樁）加固技術(shù)，指的是按照特定比例將砂、碎石、水泥等材料均勻拌制后，將混合料與軟基土壤進(jìn)行充分拌和并形成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、強(qiáng)度較大的樁體，以此達(dá)到提高基礎(chǔ)承載力的軟基處理技術(shù)手段。該技術(shù)最大加固深度可達(dá)25m，具有樁體強(qiáng)度高、施工速度快、便于質(zhì)量控制、軟基處理效果出色等應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，適用于正常固結(jié)的素填土及承載力小于80kPa的淤泥質(zhì)土的施工處理。該技術(shù)應(yīng)用過程中，應(yīng)注意以下技術(shù)要點(diǎn)：①若需要填筑基礎(chǔ)底層與頂面，則在加固施工前，需要對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行一定時(shí)間以上沉降觀測(cè)，并結(jié)合觀測(cè)結(jié)果對(duì)目標(biāo)區(qū)域的實(shí)際沉降情況進(jìn)行科學(xué)評(píng)估。②應(yīng)優(yōu)先選用靜壓法進(jìn)行褥墊層鋪設(shè)施工，若基礎(chǔ)底層含水量較小，可采用動(dòng)力夯實(shí)法施工。③鉆孔作業(yè)過程中，應(yīng)遵循“先慢后快”的原則，科學(xué)控制鉆頭行進(jìn)速度，以此保證鉆頭行進(jìn)路線精準(zhǔn)，鉆桿不出現(xiàn)明顯晃動(dòng)。④施工過程中應(yīng)及時(shí)清理鉆泥，一方面，有助于減輕鉆機(jī)運(yùn)行負(fù)荷，提高施工效率；另一方面，有助于提高施工觀察清晰度，確保第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)施工中存在的問題。⑤CFG 樁灌注施工完畢后的2h 內(nèi)，嚴(yán)禁任何機(jī)械設(shè)備經(jīng)過施工區(qū)域，以免在樁身未形成良好強(qiáng)度的情況下對(duì)樁頭或樁體造成破壞。⑥為準(zhǔn)確判斷是否出現(xiàn)斷樁情況，施工過程中應(yīng)結(jié)合施工場(chǎng)地標(biāo)高和樁頂標(biāo)高進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量[6]。

2.11 排水固結(jié)技術(shù)

針對(duì)土質(zhì)較好但含水量較大的軟基，可通過表層排水法排除軟基地表水，有效降低其表層部分的含水量，達(dá)到表層加固的軟基處理目的。該處理方法應(yīng)用過程中應(yīng)注意以下要點(diǎn)：①排水溝槽的設(shè)計(jì)與布置應(yīng)盡可能利用地形自然坡度進(jìn)行排水。②應(yīng)避免四周挖方部位的滲透水、地表水浸入填土。③填土沉降要注意坡度的變化。④排水溝槽尺寸應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)及實(shí)際施工需求，并確保寬度在0.5m 左右，深度在0.5～1.0m。⑤應(yīng)在條件允許的情況下盡可能加密溝槽的設(shè)置間隔，以此增強(qiáng)溝槽排水能力。此外，橫向盲溝布置間距應(yīng)控制在10～15m，縱向盲溝應(yīng)沿道路縱向或中央縱向設(shè)置，溝內(nèi)設(shè)有多孔排水管時(shí)，必須要加設(shè)優(yōu)質(zhì)過濾層[7]。

3 結(jié)語

在建筑工程項(xiàng)目中，要想在軟土地基的處理中取得良好的成效，關(guān)鍵是要掌握建筑地基的具體情況，科學(xué)運(yùn)用好其相關(guān)處理方法，修改軟土地基的原始特征，并為建筑工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性提供保障。企業(yè)必須充分掌握好相關(guān)處理技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)，并有效運(yùn)用各類技術(shù)措施，從而讓建筑工程能夠有一個(gè)穩(wěn)固的地基。