軟土地基處理方法綜述

趙棟 郭超 賈書(shū)耀 張紅忠

摘 要：軟土地基是目前常見(jiàn)的地基類型，軟土具有含水率高、孔隙比大、壓縮性高等特點(diǎn)。在工程建設(shè)過(guò)程中需要對(duì)這種類型的地基進(jìn)行處理，目的是提高軟土地基的強(qiáng)度和承載力，加快固結(jié)速率。本文對(duì)軟土地基的工程特性進(jìn)行分析，并總結(jié)出軟土地基的地基處理方法。

關(guān)鍵詞：軟土；地基處理；排水固結(jié)法

隨著我國(guó)進(jìn)入社會(huì)主義新時(shí)代，社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，我國(guó)的主要經(jīng)濟(jì)貿(mào)易發(fā)展中心主要分布在沿海沿江地帶。因此在工程建設(shè)中面臨越來(lái)越多的軟土地基。由于大部分的軟土地基含水量高、孔隙比大、壓縮性和觸變性大于一般天然土。在軟土地基上修筑建筑物時(shí)，軟土地基的次固結(jié)沉降在工程完工后仍在繼續(xù)。因此，在軟土地基上修筑建筑物時(shí)，地基處理就變得尤為重要。

一、軟土地基綜述

（一）軟土的概念

軟土是指以水下沉積的軟弱粘性土或淤泥為主的地層，有時(shí)也有少量的腐泥或泥炭層。軟土、沼澤的劃分為軟粘土、淤泥質(zhì)土、淤泥、泥炭質(zhì)土及泥巖五種類型。習(xí)慣上常把淤泥、淤泥質(zhì)土、軟粘土總稱為軟土。

（二）軟基特性

軟土地基是指那些土層中有機(jī)質(zhì)含量較高，在荷載條件下容易壓縮的軟土層。在施工過(guò)程中，若對(duì)其處理不當(dāng)，非常容易造成工程事故。軟土地基經(jīng)常有以下幾個(gè)特征：1）壓縮性高。因?yàn)檐浲林姓撤哿５暮枯^多，這使得軟土的含水率較高，在受到外部荷載作用的情況下會(huì)使空隙縮小、含水量降低，同時(shí)土層的體積也會(huì)變小。這表明軟土地基的壓縮性高。2）含水率大。軟土基本是處于沿江，沿河的周邊，那么湖泊或者河流中的水會(huì)滲流到土層，使得軟土層的含水率較大。3）透水性強(qiáng)。軟土本身含有大量的水分，在降雨天氣來(lái)臨時(shí)，下部土層難以充分吸收雨水，會(huì)造成積水，致使積水不能及時(shí)排除。

（三）軟土地基處理的一般原則

對(duì)于新建工程，原則上首先應(yīng)考慮利用天然地基，對(duì)于淤泥和淤泥質(zhì)上利用其上覆較好上層作為地基持力層，當(dāng)上覆土層較薄，應(yīng)注意避免施工時(shí)對(duì)淤泥和淤泥質(zhì)土的擾動(dòng)；對(duì)于沖填、雜填建筑垃圾和性能穩(wěn)定的工業(yè)廢料，當(dāng)均勻性和密實(shí)度較好時(shí)，均可利用作為地基、持力層；對(duì)于有機(jī)質(zhì)含量較多的生活垃圾和對(duì)基礎(chǔ)有腐蝕性的工業(yè)廢料等雜填土，未經(jīng)處理不宜作為地基持力層。

二、軟土地基的工程處理方法及施工工藝

要想在軟土地基之上建成工程，需要有效的利用軟土地基處理技術(shù)來(lái)對(duì)軟土層進(jìn)行針對(duì)性的處理，以此來(lái)提高軟土地基的穩(wěn)定性，滿足工程建設(shè)需要。分析并總結(jié)以往軟土地基處理技術(shù)應(yīng)用實(shí)際情況，確定常用的處理技術(shù)有以下幾點(diǎn)。

（一）強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法是讓一個(gè)重量為10～40t的重錘從高處自由下落，高度一般 10～40m。來(lái)夯擊地基，從而提高地基承載力。梅納認(rèn)為飽和軟黏土體在受到夯擊時(shí)，土中氣體受到壓縮排除土體，土中的孔隙水壓力增大；在重復(fù)的夯擊作用下，孔隙水壓力增大到臨界值，土體結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞產(chǎn)生局部液化現(xiàn)象；同時(shí)重錘夯擊產(chǎn)生的夯擊能導(dǎo)致土體中的應(yīng)力場(chǎng)發(fā)生變化，土中應(yīng)力重新分布。土體受拉破裂，滲透性增強(qiáng)，土中水排出，土體發(fā)生固結(jié)。隨著土體固結(jié)的開(kāi)始，土中孔隙水壓力降低，有效應(yīng)力提高，地基強(qiáng)度與承載力得到不斷提高。

（二）固化處理技術(shù)

固化處理技術(shù)就是利用膠結(jié)劑或者化學(xué)溶液的化學(xué)性質(zhì)，通過(guò)攪合或者灌入加固處理方法，使之與軟土土層充分結(jié)合，膠結(jié)劑或者化學(xué)溶液和軟土土質(zhì)發(fā)生一系列的物理、化學(xué)變化，實(shí)現(xiàn)土質(zhì)地基加固的目的。通常情況下，為了提高軟土地基加固效果常會(huì)運(yùn)用紙漿液、水玻璃、水泥等材料作為膠結(jié)劑，將其填充到軟土土層顆粒的孔隙之中，能夠增加軟土顆粒之間的粘結(jié)力，相應(yīng)的軟土土層的抗壓能力和穩(wěn)定性將明顯增強(qiáng)。

（三）砂石墊層的換填法

砂石墊層的換填法，是基于良好質(zhì)地和更為堅(jiān)硬的中砂、粗砂、碎石作為原料，其獲得的效果更好。針對(duì)工業(yè)廢料的使用，能降低成本的使用，也能避免在整個(gè)工程中產(chǎn)生較高的造價(jià)，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)和環(huán)保的目的。如果一些地區(qū)缺少砂石，可以使用細(xì)砂，并增加一些顆粒較大的砂石，按照工程規(guī)定的摻合料來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于墊層，不能存在一些草根、垃圾等，碎石材料的半徑不能在2.5mm以上。實(shí)現(xiàn)地基換填施工工作應(yīng)分段實(shí)施，基于斜坡來(lái)完成，將每個(gè)斜坡的間距控制在1 m，并實(shí)現(xiàn)搗實(shí)工作。為了確保地基軟土層不會(huì)受到很大破壞，在砂石墊層的換填法使用期間，還需要對(duì)砂墊層和砂石墊層進(jìn)行分層鋪設(shè)，確保能對(duì)其壓實(shí)，以免不利因素的產(chǎn)生。

（四）排水固結(jié)法

排水固結(jié)法是指通過(guò)人工方法，利用土層本身的透水性或設(shè)置在地基中的排水體使得土體逐漸壓密固結(jié)，土中孔隙水排出的方法。以此來(lái)改變不良土質(zhì)，增大地基強(qiáng)度，提高地基承載力。地基排水的方法有很多，可以利用建筑物自身重量或預(yù)先堆載的方式促使土層排水固結(jié)；或者利用設(shè)置在土層中的排水體，通過(guò)機(jī)械抽取的方式使地基土排水固結(jié)；也可以在地基土中插入金屬電極并通以直流電，在電流作用下土中水從陽(yáng)極滲流到陰極，將匯聚在陰極的水排除，土層便會(huì)逐漸壓縮，排水固結(jié)。

（五）深層水泥攪拌樁

在軟土地基施工中，可以使用深層水泥攪拌樁。在具體施工中，要首先對(duì)其進(jìn)行試樁，詳細(xì)分析出實(shí)際的攪拌次數(shù)、泵送壓力、泵送時(shí)間或者攪拌機(jī)的速度、深度等。將試樁中的段數(shù)控制在5根以下，保證試樁工作合理完成后才能對(duì)其進(jìn)行施工。在實(shí)際操作期間，也要確保水泥的均勻攪拌和合理配比，保證在整體上滿足工程中對(duì)強(qiáng)度的設(shè)計(jì)。深層水泥攪拌樁進(jìn)行開(kāi)鉆工作前期，還需要對(duì)管道進(jìn)行清理，分析管道是否存在堵塞，保證將水都全部排干。最為重要的是，還需要對(duì)一些已經(jīng)成型的深層水泥攪拌樁的水泥使用量進(jìn)行檢查，將其控制在一定標(biāo)準(zhǔn)下。在對(duì)軟土地基進(jìn)行處理前期，還需要詳細(xì)分析地質(zhì)結(jié)構(gòu)，保證獲得更為詳細(xì)的地質(zhì)信息，不能依靠經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行，以免給工程整體造成資源和資金的浪費(fèi)現(xiàn)象。

三、結(jié)語(yǔ)

工程建設(shè)之中時(shí)常會(huì)碰到軟土地基，軟土地基會(huì)對(duì)建筑質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響，施工過(guò)程中需要高度重視并且有效處理軟土地基。本文對(duì)軟土地基的特性進(jìn)行分析，認(rèn)為強(qiáng)夯法、固化處理技術(shù)、排水固結(jié)法等軟土地基處理技術(shù)具有較高的應(yīng)用價(jià)值，將其有效的應(yīng)用于建筑工程軟土地基處理之中，能夠?qū)浲恋鼗M(jìn)行換填處理、夯實(shí)處理或者固化處理，從而真正提高軟土地基的荷載承受能力。所以，基于軟土地基的工程的建設(shè)中有效應(yīng)用軟土地基處理技術(shù)是非常必要的。

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作者簡(jiǎn)介

趙棟（1993），男，漢族，河南南陽(yáng)市人，碩士研究生在讀，工學(xué)碩士，單位：河南大學(xué)土木建筑學(xué)院建筑與土木工程專業(yè)，研究方向：巖土工程

（作者單位：河南大學(xué)）