軟土地基處理技術(shù)在基礎(chǔ)工程建設(shè)中的應(yīng)用

【摘要】建筑地基基礎(chǔ)工程建設(shè)過程中的軟土地基處理是確保建筑工程質(zhì)量和安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。施工前需要對建設(shè)場地進(jìn)行詳盡的地基勘察，以了解各巖土層的類型和性質(zhì)，探明地基的穩(wěn)定性和適宜性?；谏鲜鲆?，針對軟土環(huán)境，文中提出基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合上部建構(gòu)筑物、設(shè)備等對地基承載力、沉降變形的具體使用需求，針對性地選擇恰當(dāng)?shù)奶幚矸椒āｊU述了換填、排水、強(qiáng)夯、真空預(yù)壓、復(fù)合樁等地基處理技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】地基基礎(chǔ)工程；軟土地基；沉降變形

【中圖分類號(hào)】TU447" " " "【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A" " " "【文章編號(hào)】1673-6028（2024）01-0141-03

建筑行業(yè)在面對復(fù)雜的地質(zhì)條件時(shí)，尤其在遇到軟土地基現(xiàn)象時(shí)，面臨了許多挑戰(zhàn)。各種軟土地基條件往往會(huì)影響建筑物的穩(wěn)定性，導(dǎo)致建筑抗震能力降低，以及可能出現(xiàn)嚴(yán)重地基沉降等問題，對整體建筑工程的質(zhì)量、安全、正常使用以及長期穩(wěn)定性產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此，我們需要對建筑基礎(chǔ)工程建設(shè)的軟土地基處理技術(shù)進(jìn)行深入研究。軟土地基處理技術(shù)的應(yīng)用能夠有效改善地基的性能，增強(qiáng)其穩(wěn)定性，提高地基承載能力，減少地基沉降量。對于建筑行業(yè)來說，掌握并運(yùn)用好這些處理技術(shù)是至關(guān)重要的。在具體的建筑基礎(chǔ)工程建設(shè)中，我們需要根據(jù)實(shí)際情況選擇最適合的處理技術(shù)；同時(shí)，還應(yīng)對施工過程進(jìn)行有效管理，嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，確保每一步操作都符合規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。只有這樣，我們才能最大程度地提高建筑物的安全性，延長其使用壽命，同時(shí)也保證了整體建筑工程的質(zhì)量。

1 建筑地基基礎(chǔ)工程建設(shè)中軟土地基處理的必要性

首先，建筑地基基礎(chǔ)工程建設(shè)是確保建構(gòu)筑物穩(wěn)定性和安全性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。如果地基的承載能力和沉降變形能力等質(zhì)量無法得到保障，就可能對整個(gè)建筑工程的質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響。例如，軟土地基處理不好，可能會(huì)導(dǎo)致建筑物發(fā)生沉降過大或沉降不均等現(xiàn)象，并進(jìn)一步引發(fā)結(jié)構(gòu)受損、墻體開裂，使其在遇到外部荷載作用如較大的風(fēng)荷載、微弱的地震等時(shí)可能遭受不同程度的破壞，從而對人民的生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。因此，必須高度重視建筑地基基礎(chǔ)工程中軟土地基處理的設(shè)計(jì)、施工，嚴(yán)格遵守相關(guān)的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，確保施工質(zhì)量，從而有效保障建筑工程的地基安全。

其次，軟土地基處理對于保障建筑工程中設(shè)備基礎(chǔ)及地坪質(zhì)量安全和正常使用來說同樣具有至關(guān)重要的意義。由于軟土地基具有特殊的地質(zhì)特征，如高壓縮性、觸變性、不均勻性等，可能會(huì)引發(fā)地基變形或沉降現(xiàn)象。如果對軟土地基的處理不得當(dāng)，可能會(huì)引起設(shè)備基礎(chǔ)、地坪的沉降或破壞，導(dǎo)致不能滿足正常生產(chǎn)和使用的情況。因此，在進(jìn)行施工前，需要充分了解和掌握建筑工程中軟土地基現(xiàn)場的地質(zhì)、水文等狀況；在此基礎(chǔ)上，結(jié)合使用需求選擇恰當(dāng)、有效、有針對性的處理技術(shù)，以提高地基承載能力，避免地基不均勻沉降現(xiàn)象的出現(xiàn)，從而有效保障建筑工程中設(shè)備基礎(chǔ)及地坪的安全性與正常使用要求[1]。

2 建筑地基基礎(chǔ)工程建設(shè)中軟土地基的特征分析

首先，軟土地基分布及處理過程具有極高的隱蔽性。建設(shè)場地內(nèi)不同區(qū)域軟土布置差異、各地基巖土層特性差異、對軟土地基處理施工質(zhì)量的控制、質(zhì)量檢測難度較大，地基工程建設(shè)還具有十分復(fù)雜且隱蔽性極高的特征。因此，我們需要在設(shè)計(jì)時(shí)考慮合理的處理方案，確保施工可行性和足夠的安全度；加大在施工過程中的質(zhì)量監(jiān)督力度，確保每個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量都能得到有效控制，從而提高整個(gè)隱蔽性工程的質(zhì)量。

其次，地基工程中的軟土地基還表現(xiàn)出明顯的復(fù)雜性。我國地域廣闊，各地的地質(zhì)條件差異顯著，這使得軟土地基工程在設(shè)計(jì)和施工過程中面臨多種挑戰(zhàn)。一些地區(qū)的地質(zhì)條件復(fù)雜多變，多種土質(zhì)混合，深厚填土、淤泥質(zhì)軟土、膨脹土、濕陷性土等各類軟土地基使得地基工程的建設(shè)更具復(fù)雜性。軟土地基如果處理不當(dāng)，可能會(huì)導(dǎo)致勘察設(shè)計(jì)和工程建設(shè)的困難和不確定性，以及對整個(gè)建筑工程的質(zhì)量和工程造價(jià)產(chǎn)生重大影響[2]。

3 工程建設(shè)中軟土地基處理要點(diǎn)分析

3.1 嚴(yán)格執(zhí)行軟土地基施工詳細(xì)勘察

在施工開始之前，詳細(xì)了解建設(shè)場地地基情況，做好地基建設(shè)的準(zhǔn)備工作是必不可少的。故需要對即將開展施工的環(huán)境進(jìn)行全面、系統(tǒng)的勘測，包括對項(xiàng)目擬建場地的氣候條件和地質(zhì)特性進(jìn)行詳細(xì)勘測、仔細(xì)研究。如場地巖土層的分布、巖土層的密度、承壓能力和壓縮性、地下水條件等，都是非常重要的信息，它們可以提供關(guān)于土壤性質(zhì)和特征的關(guān)鍵洞察。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，我們就可以進(jìn)行必要的計(jì)算和推理，根據(jù)計(jì)算推理結(jié)果就可以選擇相適應(yīng)的處理設(shè)計(jì)和具體的施工方案。特別是在遇到復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境或特殊土質(zhì)的區(qū)域時(shí)，我們需要盡量考慮多種因素，以便制定出最佳的解決方案。同時(shí)，由于這些現(xiàn)場勘測的數(shù)據(jù)都是后續(xù)軟土地基處理設(shè)計(jì)和施工最基本、最關(guān)鍵的依據(jù)，故在工程實(shí)踐中，我們需要嚴(yán)格要求經(jīng)驗(yàn)豐富的工作人員完成軟土地基施工現(xiàn)場勘察工作，并提供準(zhǔn)確的勘測資料。

3.2 合理設(shè)計(jì)軟土地基處理施工方案

在設(shè)計(jì)過程中，我們需要根據(jù)建筑項(xiàng)目的具體情況來制定和設(shè)計(jì)適合其環(huán)境的施工技術(shù)及方案。各種建筑物由于其特定的結(jié)構(gòu)形式和受力模式，可能會(huì)對地基承載力、壓縮模量、水平抗力系數(shù)等指標(biāo)有不同的要求。特別是在軟土地基處理施工技術(shù)的選擇上，我們需要精細(xì)的考慮和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)陌芽?，厘清軟土地基處理的目?biāo)和要求，是要提高地基的承載力還是著重解決沉降問題，并結(jié)合地域特征、場地特征，針對性地選擇安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的處理方案[3]。

3.3 嚴(yán)格控制軟土地基處理施工質(zhì)量

施工是建筑工程實(shí)體實(shí)現(xiàn)的過程，決定工程最終質(zhì)量的關(guān)鍵階段。對于軟土地基處理施工來說，其施工質(zhì)量控制要求更為嚴(yán)格。因此，我們需要制定具有針對性的施工方案，精確把握每一個(gè)關(guān)鍵的施工環(huán)節(jié)、工序交接，嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，確保工程實(shí)體滿足設(shè)計(jì)要求。同時(shí)，由于場地地基自身的復(fù)雜性和差異性，加之地基可能受水文地質(zhì)環(huán)境變化的影響，這些因素還要求我們在軟土地基處理施工過程中做好觀測、監(jiān)測，并適時(shí)修正和調(diào)整處理方案，確保地基處理施工質(zhì)量。

4 工程建設(shè)中軟土地基處理技術(shù)分析

4.1 換填墊層法處理技術(shù)

在工業(yè)與民用建筑工程中，當(dāng)?shù)鼗临|(zhì)過于軟弱，無法承受上層建筑的重量和壓力，或?qū)Φ鼗冃斡袊?yán)格要求時(shí)，一種常用的解決方案是換填處理。換填技術(shù)指的是挖去基礎(chǔ)底部（一定深度范圍內(nèi)）的軟弱土層，代之以更加堅(jiān)固的地基材料。例如，可以鋪設(shè)強(qiáng)度更高、壓實(shí)度更好的砂石或其他材料，從而增強(qiáng)地基的承載能力和提高地基抗壓縮性。

這種方法通常適用于兩種情況：一是軟土層較薄，二是上層建筑高度較低或上部荷載不大。實(shí)施換填處理過程中，需要綜合考慮多種因素，例如：材料的選擇應(yīng)結(jié)合項(xiàng)目所在地的原材料供應(yīng)及價(jià)格情況、施工順序和工藝應(yīng)結(jié)合場地條件、工程周期和施工機(jī)具選擇等。同時(shí)，要確保工程施工嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)方案進(jìn)行填換，雖然換填墊層處理技術(shù)通常用在壓強(qiáng)較小的工業(yè)或民用建筑，以及精度要求不是很高的設(shè)備基礎(chǔ)或地坪地基處理，但地基承載力不足或壓縮變形過大導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)不安全或無法正常使用，其后果仍是不可接受的。總的來說，通過合理運(yùn)用換填處理技術(shù)，可以改善地基性能，確保上部建筑的穩(wěn)定性和安全性[4]。

4.2 地基排水法處理技術(shù)

地基排水法是土木工程施工中的一項(xiàng)重要技術(shù)，可以有效降低軟土地基中的水分含量，為地基施工提供便利。對地下水的控制可以采用多種方法，例如：可以設(shè)置排水井或排水溝槽來降低地下水位，避免地下水對地基施工造成危害。這些措施能夠有效地控制地下水的流動(dòng)和分布，避免其干擾施工過程。當(dāng)?shù)叵滤Y源異常豐富，導(dǎo)致土質(zhì)松軟甚至淤泥土層的存在時(shí)，這些不良土質(zhì)會(huì)給地基基礎(chǔ)施工帶來一定危害，因此需要對土壤含水量進(jìn)行嚴(yán)格控制。針對這種情況，需要對施工場地進(jìn)行詳細(xì)的勘察和測量，制定出科學(xué)合理的地基處理方案。常用的地基處理方法包括設(shè)置樁基、軟土置換、軟土加固等。具體采用哪種方法需要根據(jù)工程的具體情況以及施工條件進(jìn)行選擇。

4.3 強(qiáng)夯法處理技術(shù)

強(qiáng)夯法是一種在土木工程建設(shè)中常用的處理軟土地基的工藝。它的特點(diǎn)在于具有極大的夯擊力度和深度，使地基土層產(chǎn)生深入的壓縮和固結(jié)效果。這種工藝特別適合處理建筑垃圾和人工回填孔隙較大的碎石土等形成的軟土地基。使用強(qiáng)夯法不僅可以顯著增強(qiáng)軟土地基的承載能力，還可以迅速將地基轉(zhuǎn)化為固態(tài)形式，顯著改善施工后的土壤性質(zhì)，減少工后沉降。

在執(zhí)行強(qiáng)夯法的過程中，需要選擇適當(dāng)?shù)膹?qiáng)夯參數(shù)，并按照這些參數(shù)進(jìn)行操作，以確保落錘的安全性和準(zhǔn)確性。同時(shí)還要保證坑內(nèi)積水的及時(shí)排出。如果夯擊位置出現(xiàn)異常的大水量，應(yīng)先鋪設(shè)砂礫以防止水流對地基造成進(jìn)一步的影響，然后再進(jìn)行后續(xù)的夯擊操作。每次夯擊完成后，都需要用熟土或附近的土壤將夯實(shí)后的地基覆蓋，然后再進(jìn)行下一輪的夯擊。這樣可以保證地基的穩(wěn)定性和連續(xù)性，并避免因土壤水分過大而造成的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

受場地巖土性質(zhì)的影響，強(qiáng)夯法加固地基的效果差異較大，故每個(gè)項(xiàng)目在大面積強(qiáng)夯施工前都應(yīng)選擇典型場地進(jìn)行試夯，以選擇經(jīng)濟(jì)合理的具體強(qiáng)夯施工方案，如夯擊能、夯擊遍數(shù)、最后兩擊平均夯沉量及停夯標(biāo)準(zhǔn)等。需特別注意的是，強(qiáng)夯法加固地基是一種短時(shí)高能級(jí)處理加固地基的方式，其加固效果可能會(huì)受時(shí)效影響；另外，由于土層分布及深度的不均勻性，通常導(dǎo)致同一建設(shè)場地地基強(qiáng)夯處理效果也會(huì)有一定差異。故在上部建構(gòu)筑物對地基承載力或沉降變形有特別高的要求時(shí)，應(yīng)慎重考慮采用強(qiáng)夯處理技術(shù)。

4.4 深層攪拌法處理技術(shù)

深層攪拌法是一種在特定條件下具有顯著優(yōu)勢的建筑地基處理技術(shù)。它主要用于處理含水量高的黏性土、淤泥和飽和度高的粉土等不良地質(zhì)條件下的軟土地基，并能夠顯著提高軟黏土地基的穩(wěn)定性。這種技術(shù)的核心是通過一種特殊的深層攪拌機(jī)械，以水泥漿為主要材料，通過深入地下的強(qiáng)制性混合和攪拌過程，將原本松散的地基轉(zhuǎn)化為一個(gè)高質(zhì)量、高強(qiáng)度的加固地基。

在進(jìn)行這種處理時(shí)，需要精確控制水泥的用量、攪拌機(jī)械鉆井的速度以及攪拌的程度等參數(shù)，以確保軟土地基處理能夠達(dá)到最佳效果。深層攪拌法不僅可以顯著提高地基的承載能力，而且還可以提高周圍邊坡的穩(wěn)定性，并最大限度地減少沉降量。這些優(yōu)點(diǎn)使得它在各種大型建設(shè)項(xiàng)目中得到了廣泛應(yīng)用，如橋梁、高速公路、高層建筑等。

4.5 真空預(yù)壓法處理技術(shù)

真空預(yù)壓法是一種獨(dú)特的地基處理工藝，要求在軟土地基上鋪設(shè)一層砂墊層，然后使用不透氣的密封膜將其完全覆蓋，以確保空氣無法流通。為了迅速增強(qiáng)軟土地基的穩(wěn)定性，可以采用多種有效的方式，例如設(shè)置砂井或塑料排水板等。在執(zhí)行真空預(yù)壓的過程中，由于內(nèi)部和外部氣壓的差異，這種方法不會(huì)對已經(jīng)破裂的軟土地基造成任何損害。相反，這種氣壓差異會(huì)產(chǎn)生一種反作用力，將軟土地基的荷載釋放出來，從而有助于加固地基。

真空預(yù)壓法不僅操作簡單，而且不需要使用堆載材料。此外，所需的工具設(shè)備相對簡單，工序也相對簡單。這種方法可以縮短預(yù)壓時(shí)間，大大降低工程的成本，因此非常適合在大面積軟土地基上進(jìn)行施工應(yīng)用。

4.6 勁性復(fù)合樁地基處理技術(shù)

勁性復(fù)合樁是一種在水泥土樁的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的地基加固技術(shù)，其是在水泥土樁成樁后，再沉入混凝土芯樁，形成一種混凝土芯與水泥土共同工作、承受荷載的新樁型。主要應(yīng)用在沖積土、新進(jìn)沉積土、運(yùn)積土、淤泥土、飽和土等軟土地基處理。它既避免了在地基處理時(shí)采用單一處理方法存在性價(jià)比低、工期長、處理效果有限等問題，又不至于直接采用樁基+結(jié)構(gòu)地坪等高造價(jià)的方式；而是將單一樁基改造為組合樁基，形成復(fù)合地基的加固處理方式，從而滿足設(shè)計(jì)要求，提高地基承載力，且提高性價(jià)比，節(jié)約成本[5]。

5 結(jié)語

綜上所述，隨著城市對建筑行業(yè)的需求日益增長，作為建筑基礎(chǔ)的地基建設(shè)變得越來越關(guān)鍵。軟土地基類型繁多、實(shí)際情況復(fù)雜多變，其處理方案及效果對于確保建筑結(jié)構(gòu)的安全和順利施工具有重大意義。因此，有必要深入探討軟土地基的處理技術(shù)及應(yīng)用，以確保建筑工程施工過程順利建筑物的耐久性、安全性和使用功能。為了更好地理解和掌握地基建設(shè)的施工技術(shù)要點(diǎn)，需要對施工過程中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入研究，并靈活運(yùn)用到實(shí)踐中。同時(shí)，要積極拓展思路，創(chuàng)新性地解決施工過程中的各種問題，并不斷討論和研究新的解決方案。

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[作者簡介]孫必祥（1982―），男，重慶人，碩士研究生，高級(jí)工程師，研究方向：工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。