淺談軟弱地基處理方法的選擇

胥少華

【摘 要】由于軟弱地基工程建設(shè)的特殊性和復(fù)雜性，在地基施工中經(jīng)常會(huì)遇到軟土地基、膨脹土地基和巖溶地基等各種各樣的不同情況，每一種不同情況的地基，都需要采取相應(yīng)的方式進(jìn)行處理。本文通過(guò)在工程建設(shè)中遇到的對(duì)軟弱地基的處理分析，提出了幾種相應(yīng)的處理措施，希望對(duì)今后工程中軟弱地基的施工起到積極作用。

【關(guān)鍵詞】軟弱地基；處理方法

0.引言

隨著我國(guó)建筑事業(yè)的發(fā)展，將會(huì)有越來(lái)越多的軟弱地基出現(xiàn)，面臨著各種各樣的軟弱地基類型，通常我們把這些不能滿足上層軟弱地基結(jié)構(gòu)建筑要求的地基，稱為軟弱地基或者不良地基。軟弱地基工程施工的基礎(chǔ)，決定了整個(gè)工程的質(zhì)量，對(duì)工程建設(shè)來(lái)說(shuō)是個(gè)不小的挑戰(zhàn)，因?yàn)槿绻麤](méi)有一個(gè)好的基礎(chǔ)，就無(wú)法保證上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，不僅影響到工程建設(shè)的速度，同時(shí)還關(guān)系到整個(gè)軟弱地基工程的建設(shè)質(zhì)量。合理的軟弱地基處理，可以減輕和消除軟弱地基對(duì)上部建筑物的不利影響。在此，本文針對(duì)軟弱地基的情況，提出了幾種有針對(duì)性的處理方法。

1.工程常見地基概況

一般來(lái)說(shuō)，承載能力比較強(qiáng)，壓縮性比較小的地基，就有條件做建筑物的天然地基基礎(chǔ)；而對(duì)于不良地基或者軟弱地基則剛好相反，它們主要由一些壓縮性大，承載能力較弱的的土層構(gòu)成，如雜填土、軟土、松散砂土等，對(duì)于此類地基基巖層或者土層的抗壓強(qiáng)度低，分布不均勻或巖石地基中有軟弱破碎帶分布，當(dāng)外載荷較大時(shí)，不均勻沉陷值超過(guò)容許值，地基基礎(chǔ)易產(chǎn)生局部或整體破壞，使穩(wěn)定性遭到破壞，從而導(dǎo)致軟弱地基工程地基上建筑失穩(wěn)，于是不能滿足地基上層結(jié)構(gòu)筑物抗滑和穩(wěn)定的要求。

2.軟弱地基處理方法

軟弱地基基礎(chǔ)處理方法有很多，但無(wú)論什么方法都要根據(jù)建設(shè)區(qū)的相關(guān)地質(zhì)環(huán)境的背景來(lái)選擇最合適的一種技術(shù)措施，從而準(zhǔn)確地選擇最適合的地基處理方法。目前，我們經(jīng)常運(yùn)用的針對(duì)軟弱地基的處理方法有以下幾種：

2.1振密、擠密

擠密法就是先往土中打入樁管成孔，然后在孔內(nèi)填入礫石、砂和石灰，灰土等搗實(shí)而成。此法適用于含松散砂土、瓦屑的雜填土的地基，而對(duì)于本身粘性大的飽和軟土地基不太適合。

振密、擠密法包括原位壓實(shí)法，強(qiáng)夯法，振沖密實(shí)法，爆破擠密法等。一般會(huì)用到水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）。它是高粘結(jié)強(qiáng)度樁，主要是由水泥、粉煤灰、碎石以及砂加水拌和形成，而CFG樁、樁間土和褥墊層一起構(gòu)成CFG復(fù)合地基。褥墊層將上部軟弱地基基礎(chǔ)傳來(lái)的基底壓力或者水平力通過(guò)適當(dāng)變形以一定比例分配給樁及樁周土體，使兩者共同受力，同時(shí)由于樁的本身特性提高了承載力，而樁又由于周圍土體的側(cè)應(yīng)力增加而使得受力更加的合理。

CFG樁的施工方法有振動(dòng)沉管成樁、螺旋鉆孔成樁和泥漿護(hù)壁鉆孔灌注成樁等。振動(dòng)沉管灌注成樁法，適用于粘性土、粉土、淤泥質(zhì)土和人工填土等地基。因?yàn)檎駝?dòng)沉管CFG樁的振動(dòng)及側(cè)向擠壓作用使樁間土孔隙比減小，土的干密度和內(nèi)摩擦角有所增加，土的物理力學(xué)性能得到改善從而提高CFG樁間土的承載力。對(duì)于CFG樁復(fù)合地基，在成樁初期因樁孔內(nèi)和周邊充填過(guò)濾性較好的粗顆粒填料，在地基中就形成了滲透性能良好的人工豎向排水和減壓的通道，使孔隙水沿樁體向上排出，這樣可以有效地消散和防止振沖產(chǎn)生的超孔隙水壓力增高，加速軟弱地基工程地基的排水，這種排水作用可以有效的增強(qiáng)樁體強(qiáng)度，從而使土體強(qiáng)度恢復(fù)并超出原土體天然承載力，這對(duì)于軟弱地基基地有著重要作用。CFG樁復(fù)合地基成樁過(guò)程中，振沖器以一定的振動(dòng)頻率或沖擊水平向加速激振土體，使得填料和地基土在提高相對(duì)密實(shí)度的同時(shí)獲得強(qiáng)烈的預(yù)震，從而提高了砂土抗液化能力。CFG樁中的水泥經(jīng)過(guò)水解和水化反應(yīng)及與粉煤灰的凝硬反應(yīng)，生成了不溶于水的穩(wěn)定結(jié)晶化合物，它能使樁體的抗剪強(qiáng)度和變形模量大大提高，所以在荷載作用下，CFG樁的壓縮性明顯比樁間土小。

因此采用振密和擠密法可以使基礎(chǔ)傳給復(fù)合地基的附加應(yīng)力，隨地層的變形而逐漸集中到樁體上，樁體上將出現(xiàn)應(yīng)力集中，大部分荷載將由樁周和樁端承受，樁間土應(yīng)力也將會(huì)相應(yīng)減小，使復(fù)合地基的承載力比原有地基承載力有很大的改善，使安全性能提高。

2.2加筋法

該方法是運(yùn)用強(qiáng)度較大的土工聚合物埋入土層中，以增加軟弱地基地基的承載力，從而減小或者消除地基的沉降量，提高建筑物的穩(wěn)定能力和最大載荷能力。此方法適合各種軟土地基和各種高填土等。

針對(duì)軟弱地基類型的加筋法也叫做預(yù)應(yīng)力管樁處理方法。預(yù)應(yīng)力混凝土管樁可分為先張法預(yù)應(yīng)力管樁和后張法預(yù)應(yīng)力管樁。先張法預(yù)應(yīng)力管樁是一種空心筒體細(xì)長(zhǎng)混泥土預(yù)制構(gòu)件，它采用先張法預(yù)應(yīng)力工藝和離心成型法制成的，主要由圓筒形樁身、端頭板和鋼套箍等組成管樁沉樁，由于躬由錘打樁時(shí)震動(dòng)劇烈、噪音大，現(xiàn)在主要運(yùn)用大噸位的靜力壓樁機(jī)施壓預(yù)應(yīng)力管樁的工藝，依靠持板的摩擦力大于入土阻力的原理工作，將預(yù)應(yīng)力管樁壓到設(shè)計(jì)要求的持力層，這種方法很大程度上推動(dòng)了預(yù)應(yīng)力管樁的應(yīng)用和發(fā)展。預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工方法有錘擊法和靜壓法兩種，其中錘擊法沉樁具有施工工期短，工程質(zhì)量?jī)?yōu)等特點(diǎn)，靜壓管樁施工法主要是在不借助外力的情況下，利用壓樁機(jī)的自重和配重，通過(guò)合理的工程壓梁或壓柱，向管樁頂部或通過(guò)側(cè)面夾子夾住管樁本身，以便向管樁施加重壓力，將管樁壓入土（巖）層中。預(yù)應(yīng)力管樁施工完成后，要及時(shí)采用樁基高應(yīng)變法和低應(yīng)變法對(duì)單樁承載力和樁身完整性進(jìn)行檢測(cè)（對(duì)于預(yù)應(yīng)力管樁的單樁承載力，是由樁端極限阻力和極限側(cè)摩擦力組成），從而提高了軟弱地基工程樁基的質(zhì)量和安全，提高建筑的穩(wěn)定性。

2.3置換及拌入法

在處理軟弱地基類型時(shí)，經(jīng)常利用地基土墊層處理法，即置換及拌入法。當(dāng)軟土地基的承載力和變形滿足不了建筑物的要求，而軟土層的厚度又不是很厚時(shí)，可用換填法取得較好的效果。具體做法是在換土層即將基礎(chǔ)下面一定厚度的軟弱土層或者不良土層挖除，然后以其他性能穩(wěn)定、無(wú)侵蝕性的材料填充，如粗砂、礫石、碎石或卵石、灰土、粘性土等，并分層夯實(shí)成低壓縮性的地基持力層。根據(jù)作用在墊層底面處土的自重應(yīng)力與附加應(yīng)力之和不大于同一標(biāo)高處軟弱土層承載力的條件來(lái)確定墊層的厚度，并且不小于500mm。通過(guò)墊層，我們可以增加軟弱地基地基的承載能力，減少地基的沉降量，優(yōu)化軟土層的排水防凍脹能力，從而有效提高軟弱地基地基的質(zhì)量和最大承載量，保證了地基的穩(wěn)定性。

換填法適用于處理淤泥質(zhì)土、淤泥、濕陷性土、膨脹土、凍脹土、素填土、雜填土地基及暗溝、暗塘的淺層處理。

3.結(jié)語(yǔ)

地基工程建設(shè)過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到軟弱地基或者其他不良地基基礎(chǔ)形式，針對(duì)不同情況我們必須要采取有效措施來(lái)解決?？傮w說(shuō)來(lái)就是要求我們?cè)诠こ探ㄔO(shè)過(guò)程中根據(jù)本地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境背景，認(rèn)真分析建設(shè)區(qū)的工程地質(zhì)勘察資料，確定不良地質(zhì)現(xiàn)象的部位、規(guī)模和特征等，采用技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)合理且能滿足進(jìn)度要求的地基基礎(chǔ)處理方法，為工程后期施工的質(zhì)量和安全提供了有力的保障。

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