深厚軟土地區(qū)地基處理方法的研究探討

孟璟

0 引言

在建設(shè)工程中深厚軟土地基的處理是施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)。如果處理不及時(shí)或處理不當(dāng)，就會(huì)導(dǎo)致后續(xù)一系列問(wèn)題的出生，嚴(yán)重的情況下會(huì)導(dǎo)致工程整體質(zhì)量受損，因此施工單位在施工過(guò)程中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況采取合理的對(duì)策，在根本上消除質(zhì)量隱患問(wèn)題。

1 深厚軟土地基特性

1.1 基坑邊坡失穩(wěn)問(wèn)題

由于深厚軟土地區(qū)土壤松散結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，因此邊坡失穩(wěn)問(wèn)題時(shí)常發(fā)生。主要是由于在施工過(guò)程中軟土層要遭受多重荷載，在荷載力的作用下，會(huì)導(dǎo)致軟土出現(xiàn)結(jié)構(gòu)破壞，從而產(chǎn)生土壤液化、流動(dòng)塌陷等問(wèn)題。

1.2 基礎(chǔ)強(qiáng)度低

建筑工程深厚軟土地基組成比較特殊，其強(qiáng)度往往較低，直接導(dǎo)致軟土地基強(qiáng)度較低。如果軟土地基強(qiáng)度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)水平，在以后的施工項(xiàng)目中就會(huì)出現(xiàn)安全問(wèn)題，發(fā)生嚴(yán)重的塌方事故，造成人員傷亡，因此，必須從根本上解決這一安全隱患。

1.3 基礎(chǔ)滲透性差

我國(guó)北方的深厚軟土地基往往摻入一定量的污泥，施工前往往采取排水措施，這對(duì)軟土地基的地質(zhì)滲透性提出了更高的要求。然而，軟土地基的土壤往往是黏性的，排水非常困難，這將對(duì)軟土地基的有效排水產(chǎn)生非常不利的影響，甚至?xí)?duì)整個(gè)工程的穩(wěn)定和安全產(chǎn)生不利的影響。

1.4 基礎(chǔ)壓縮性高

深厚軟土地基具有很強(qiáng)的特殊性，會(huì)對(duì)建設(shè)工程的地基強(qiáng)度產(chǎn)生很大的影響。由于基礎(chǔ)工程本身的強(qiáng)度不高，其可壓縮性會(huì)較大。在建筑工程的施工過(guò)程中，基礎(chǔ)所承受的壓力不是固定的，而是動(dòng)態(tài)的，這是發(fā)生倒塌事故的重要原因。

1.5 高沉降頻率

深厚軟土地基壓縮性強(qiáng)，導(dǎo)致其沉降頻率高。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，隨著施工工藝的不斷提高，軟土地基開(kāi)始承受越來(lái)越大的壓力。一旦沉降速度過(guò)快，工程施工中就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的安全問(wèn)題。

2 建設(shè)工程深厚軟土地基處理的意義

建設(shè)工程中深厚軟土地基作為施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)，一直受到施工單位的高度關(guān)注，其處理效果關(guān)系到建設(shè)工程的整體質(zhì)量。主要原因是軟土地基較普通地基更脆弱、承載力更低。一般不宜成為承重層。因此，解決軟土地基固有缺陷的關(guān)鍵是對(duì)其進(jìn)行處理，提高其承載力。但從目前的實(shí)際情況來(lái)看，我國(guó)不同地區(qū)的地質(zhì)水文條件存在顯著差異，增加了軟土地基處理的難度。建議建設(shè)單位在找出最適合當(dāng)?shù)氐能浲恋鼗幚矸椒ǖ幕A(chǔ)上，根據(jù)軟土地基的實(shí)際情況調(diào)整措施，從而達(dá)到預(yù)期目的。

3 建設(shè)工程深厚軟土地基處理方法的研究

3.1 軟土地基創(chuàng)新技術(shù)

在北方某工程施工過(guò)程中，施工人員創(chuàng)新了地基加固的處理方法，采用了快速壓實(shí)分離技術(shù)進(jìn)行預(yù)壓處理。與此同時(shí)，淤泥土整合困難的問(wèn)題也得到解決。特定的施工方案是超載預(yù)壓與塑料排水板相結(jié)合，縮短了實(shí)際施工時(shí)間，有效提高了整體施工效率。具體實(shí)施步驟如下：（1）分離水、土，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)獲得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算水、氣分離比高度，并按荷載預(yù)壓進(jìn)行振動(dòng)壓實(shí)，有效增加土提供的靜孔壓。（2）實(shí)施水空分離處理，根據(jù)振動(dòng)壓實(shí)和荷載預(yù)壓，增加土體原有靜孔壓值。啟用水氣分離技術(shù)后，可有效地排出土壤中的超靜孔壓和超靜孔水。在48 小時(shí)內(nèi)完成所有的技術(shù)作業(yè)，完成軟土地基的壓實(shí)處理后，原有的靜孔壓消散。采用分離預(yù)壓處理技術(shù)，硬質(zhì)殼層厚度約為9cm。通過(guò)形成的硬殼層，實(shí)施真空抽運(yùn)作業(yè)，并采用進(jìn)水口分離管，使應(yīng)力管樁具有更大的穩(wěn)定性，能夠滿足管樁的施工要求，也有效地達(dá)到了處理軟土地基的目的。

3.2 石灰土墊層

石灰土墊層是在最優(yōu)含水率條件下，對(duì)基礎(chǔ)下一定范圍內(nèi)的軟弱土層進(jìn)行開(kāi)挖，對(duì)層內(nèi)摻有一定體積比的灰土進(jìn)行回填。石灰土中石灰的摻量在一定范圍內(nèi)，其強(qiáng)度隨石灰土摻量的增加而增加，但超過(guò)一定限度時(shí)，強(qiáng)度增加很少，并有逐漸減小的趨勢(shì)。石灰土中的土不僅用作填料，而且參與化學(xué)作用，特別是土中的粘土或膠體顆粒具有一定的活性和膠結(jié)作用，含量越高，石灰土強(qiáng)度越高。石灰土墊層施工應(yīng)嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定進(jìn)行，按墊層在地基中的主要作用又分為換土墊層、排水墊層和加筋土墊層等。但由于該方法只能對(duì)軟土淺層進(jìn)行處理，對(duì)深層軟土地基強(qiáng)度的提高不大，所以其所承受的建筑物荷載不宜過(guò)大。

3.3 深層石灰攪拌樁技術(shù)

所謂深石灰攪拌樁，主要是指通過(guò)機(jī)械施工或人工施工，在土壤上鉆孔，然后澆筑石灰塊，經(jīng)過(guò)碾壓后完成獨(dú)立樁的制作。根據(jù)性能的不同，這種處理工藝可分為兩種類型：一種是物理加固；另一種是化學(xué)加固。物理加固方法涉及很多內(nèi)容，主要包括吸水能力、膨脹性能和樁體置換。與化學(xué)加固法相比，物理加固法在施工效率上具有良好的優(yōu)勢(shì)。一般完成時(shí)間不超過(guò)1周。此時(shí)，樁體的密度和強(qiáng)度已符合標(biāo)準(zhǔn)。主要原因是生石灰具有膨脹性。化學(xué)固結(jié)法的內(nèi)容主要是各種化學(xué)性質(zhì)，這與深層水泥攪拌樁技術(shù)大概一致。但由于石灰對(duì)化學(xué)反應(yīng)的敏感性較低，化學(xué)反應(yīng)效率也相對(duì)較低。石灰攪拌樁的強(qiáng)度在一年內(nèi)將繼續(xù)增加，利用石灰的膨脹原理填充軟土地基的孔隙，在離子交換力和膠結(jié)力的雙重作用下，樁間土的強(qiáng)度逐漸增大。在此過(guò)程中還可以加入外加劑，促進(jìn)水化膠結(jié)反應(yīng)的形成，進(jìn)一步提高樁體強(qiáng)度。經(jīng)查閱資料可知，采用該技術(shù)后，樁身抗壓強(qiáng)度可達(dá)到1mpa。在采用這種處理方法時(shí)，施工單位應(yīng)提前掌握工程所在地的實(shí)際情況，并在此基礎(chǔ)上選擇合適的成樁工藝。

目前常用的成樁工藝有振動(dòng)成樁、錘擊成樁和旋鉆成樁。由于旋鉆成樁法適用性強(qiáng)，將對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹：（1）首先將樁間部分土體向前旋轉(zhuǎn)移出地面，使部分土體在擠壓作用下進(jìn)入樁孔壁。旋鉆符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后，向上移動(dòng)，檢查打孔情況，同時(shí)清洗鉆桿；（2）采用壓縮空氣法，生石灰在攪拌器的作用下進(jìn)入土壤，當(dāng)鉆頭與地面的距離超過(guò)1.5m 時(shí)，停止給料，用石灰土封頂。在實(shí)際施工階段，為了保證施工的質(zhì)量和效率，建議施工管理人員加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理和監(jiān)控，做好施工記錄。如果在監(jiān)控過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，應(yīng)采取針對(duì)性措施，消除潛在的質(zhì)量危害。

3.4 深層水泥土攪拌樁法

深層水泥土攪拌樁法是以軟土地基為基礎(chǔ)，通過(guò)加入水泥，利用水泥自身的水化反應(yīng)及其他力使粘土與水泥聚集在一起形成所需的樁體，最后與周圍軟土混合，形成高強(qiáng)度復(fù)合地基。它是水泥土攪拌樁的一種，又稱濕法攪拌法或噴射混凝土攪拌法，這種方法對(duì)水泥的控制測(cè)量非常準(zhǔn)確，所以最終的樁質(zhì)量非常好。本方法適用于含水率很大，透水性差，化學(xué)反應(yīng)所需厚度的軟土層。水泥土攪拌樁法施工工藝非常簡(jiǎn)單，處理效率非常高，處理后的軟土地基利用效率高，地基質(zhì)量非常優(yōu)異。但是對(duì)于含有礫石顆粒的軟土地基，由于礫石顆粒會(huì)給水泥攪拌樁的工作帶來(lái)很大的困難和壓力，通常不采用這種方法。

3.5 水下疏浚技術(shù)

水下疏浚技術(shù)整個(gè)疏浚過(guò)程包括開(kāi)挖和疏浚兩個(gè)步驟，挖泥機(jī)通常采用抓斗、刀吸、泵吸、斗輪等污泥清洗方法。抓斗式通常用于綠化工程的疏浚、清淤工程中，這種方法是由油泵驅(qū)動(dòng)，以保證綠化帶污泥能被挖泥船有效抓取，整個(gè)挖泥過(guò)程包括挖掘、翻轉(zhuǎn)和卸貨。這種疏浚方法操作方便，不會(huì)受區(qū)域天氣變化的影響，也不會(huì)因綠化工程障礙過(guò)多而影響清洗效率。然而，這種挖泥方法也有一些缺點(diǎn)，攪拌后的污泥可能會(huì)再次返回綠化帶，影響整體挖泥效率。抓斗式挖沙法廣泛應(yīng)用于綠化工程的疏浚作業(yè)中，表現(xiàn)出施工精度高、挖沙過(guò)程中滲漏少、不會(huì)影響綠化工程原有的通航作業(yè)等突出優(yōu)點(diǎn)。這種方法需要使用刀盤開(kāi)挖，這種露天開(kāi)挖方法可能會(huì)造成一些回淤問(wèn)題。在應(yīng)用挖沙技術(shù)時(shí)，要綜合考慮綠化工程的基本情況，選擇最合適的挖沙方法，以保證挖沙的效率和效果。

3.6 水泥土攪拌法

這種方法是近年來(lái)逐漸興起的一種加固方法，主要分為粉末噴涂法和漿料噴涂法。兩種方法的設(shè)計(jì)理念相同，但施工方法不同。因此，應(yīng)根據(jù)不同的施工環(huán)境選擇合適的施工方法。如地質(zhì)較軟、含水率較低的施工現(xiàn)場(chǎng)，適合采用噴射混凝土法；噴粉法適用于含水率高、塑性指數(shù)大的施工現(xiàn)場(chǎng)。在相同的攪拌條件下，粉末噴涂法比漿料噴涂法具有更高的強(qiáng)度和更少的分散性。噴涂方法簡(jiǎn)單，易于控制。水泥攪拌法可以提高地基承載力，減少沉降，使地基更加穩(wěn)定。與其他方法相比，它有明顯的優(yōu)勢(shì)。但是水泥攪拌法成本相對(duì)較高，用料量也比較大。如何更經(jīng)濟(jì)地使用這種方法已成為建筑業(yè)亟待解決的問(wèn)題之一。目前研究的方法包括在水泥中加入其他輔助材料來(lái)降低水泥消耗，效果顯著。水泥攪拌法形成的樁常被誤認(rèn)為是樁基礎(chǔ)，這種理解是片面的。實(shí)際上，它是一種復(fù)合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。因此，實(shí)心樁在使用過(guò)程中存在的一些缺陷并不影響整體的加固質(zhì)量，完全不同于樁基礎(chǔ)的作用。

4 結(jié)束語(yǔ)

建設(shè)工程關(guān)系到全國(guó)人民的安全問(wèn)題，若沒(méi)有妥善處理軟土地基，將會(huì)給人們的生命安全帶來(lái)巨大的威脅。盡管軟土地基的處理技術(shù)已經(jīng)得到了巨大的發(fā)展，也已經(jīng)擁有了多種成熟的處理方法，但是在實(shí)際的處理過(guò)程中，必須結(jié)合實(shí)際的施工情況進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)分析，選擇合適的處理方法，嚴(yán)格執(zhí)行施工計(jì)劃，以確保施工質(zhì)量及安全性。