巖土工程中軟土地基處理技術(shù)的應(yīng)用

文/林青 江蘇華東建設(shè)基礎(chǔ)工程有限公司 江蘇南京 210000

1、概述

1.1 巖土工程

巖土工程是在工程建設(shè)中有關(guān)巖石或土的利用、整治或改造的科學(xué)技術(shù)，它涉及到工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、地基基礎(chǔ)、土工結(jié)構(gòu)等多方面的知識，是集工程地質(zhì)勘探、基礎(chǔ)方案設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)施工三位一體的系統(tǒng)性工程。

一般巖土工程易受地下水的影響，使其物理力學(xué)性能發(fā)生改變從而制約土體中有效應(yīng)力的發(fā)揮。除此之外，施工區(qū)域的周圍環(huán)境對巖土工程的影響和制約也很大，如深基坑工程可能會造成周圍土體的形變。

1.2 軟土地基

軟土地基是指淤泥、淤泥質(zhì)土、松軟沖填土與雜填土或其他高壓縮性軟弱土層構(gòu)成的一種地基結(jié)構(gòu)，主要特點(diǎn)是高壓縮性、抗剪強(qiáng)度低、透水性小、觸變性、流變性和不均勻性：

（1）高壓縮性

軟土的孔隙比大于1，從而含水量較大，容重較小。同時(shí)，由于土中的微生物、腐殖質(zhì)和可燃?xì)怏w含量巨大，因而造成了軟土地基的高壓縮性，很難達(dá)到穩(wěn)固的效果。

（2）抗剪強(qiáng)度低

土地的抗剪強(qiáng)度與顆粒間的摩擦力和黏聚力有關(guān)，軟土地基比較脆弱，易遭到破壞的原因之一就是外部載荷過高，地基抗剪強(qiáng)度過低，載荷在地基內(nèi)部的剪應(yīng)力大于或等于土體的抗剪強(qiáng)度，從而發(fā)生了嚴(yán)重的滑坡，損害了地基的穩(wěn)定性。

（3）透水性小

軟土地基具有較小的透水性，甚至在其垂直層面都是無法深水的，非常不利于排水固結(jié)工作的開展，從而造成了施工過程中建筑物的沉降時(shí)間延長。除此之外，初次為地基加載荷時(shí)常出現(xiàn)高孔隙水壓力的現(xiàn)象。

（4）觸變性

軟土地基受到振動影響時(shí)，極易出現(xiàn)側(cè)滑、沉降和底面兩側(cè)擠出的現(xiàn)象就是由于這一特性。軟土是一種結(jié)構(gòu)性沉積物，一般呈絮凝狀。原始土體在自然狀態(tài)下有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，但是一經(jīng)觸動就會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)損壞和強(qiáng)度降低的現(xiàn)象，甚至轉(zhuǎn)化成稀釋狀態(tài)。

（5）流變性

流變性是指軟土地基受到外部載荷作用的持續(xù)時(shí)間越長，發(fā)生的形變程度就會越大，非常不利于邊坡、碼頭、堤岸等區(qū)域地基的穩(wěn)定性。

（6）不均勻性

該特性是由于粉細(xì)砂透鏡體散落夾雜在軟土層中，從而呈現(xiàn)出平面和垂直方向上的顯著差異性，極易造成地基的不均勻下降。

正是因?yàn)檐浲林写嬖谶@些特性，在建筑施工過程要應(yīng)用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)對軟土地基進(jìn)行適當(dāng)處理，以保證建筑的安全可靠性。

2、軟土地基處理技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 換填土技術(shù)

換填土技術(shù)是指挖除基礎(chǔ)地面下的軟地基土之后再以工程性能更好的土來填充，然后通過壓密手段打造一個(gè)地基持力層。換填土技術(shù)一般應(yīng)用于土質(zhì)為淤泥、濕陷性黃土等中小層建筑三米以內(nèi)的地基建設(shè)。使用該技術(shù)可以提高地基承載力，減少基礎(chǔ)沉降量，同時(shí)還能加快軟土固結(jié)排水的速度，從而防止地基凍裂或濕陷。

2.2 碾壓夯實(shí)技術(shù)

碾壓夯實(shí)技術(shù)是日常中較為簡單操作的一種方式，通過碾壓與夯實(shí)可以使地基內(nèi)部的空隙縮小，固結(jié)度提高，從而提升地基的抗剪強(qiáng)度和承載力。目前，碾壓夯實(shí)及時(shí)可分為機(jī)械碾壓技術(shù)、平板振動技術(shù)和重錘夯實(shí)技術(shù)等。

機(jī)械碾壓技術(shù)是借助壓路機(jī)、羊足碾、振動碾等機(jī)械的力量來壓實(shí)地基的土體。該技術(shù)適用于層土厚度為200至300毫米的粘性土，在碾壓過程中要控制壓實(shí)系數(shù)在0.94到0.97之間，以保證壓實(shí)能量的最大化和最佳含水量。在檢查碾壓質(zhì)量時(shí)要以填土的最大干密度為主要指標(biāo)。

平板振動技術(shù)是利用振動壓實(shí)機(jī)加固地基的方式，它一般用于無粘性土或顆粒含量少、透水性好的松散雜填土地基。地基中的填土成分和平板振動的持續(xù)時(shí)間是影響加固效果的重要因素。應(yīng)用此技術(shù)時(shí)需提前試振，施工中振動要直到振動機(jī)在原地振實(shí)不再下沉?xí)r才能結(jié)束。

重錘夯實(shí)技術(shù)是一種傳統(tǒng)的加固地基方法，它利用起重機(jī)將夯錘提到高處然后自由落下，循環(huán)往復(fù)直至地基穩(wěn)固。它的適用范圍是地下水位與地面距離大于0.8米的砂土、雜填土、濕陷性粘土等地質(zhì)條件。在進(jìn)行夯實(shí)操作時(shí)，起重機(jī)要有節(jié)奏的一夯接一夯的進(jìn)行，通常按照由外及里的順序。

2.3 高壓噴射注漿技術(shù)

高壓噴射注漿技術(shù)是膠結(jié)法的一種，它設(shè)備簡單，施工方便，材料易得，并且有較好的耐久性和經(jīng)濟(jì)實(shí)用性，因而使用范圍廣泛。該技術(shù)的原理是利用高壓噴射機(jī)械噴射出能量巨大、高度集中的脈沖性漿液，通過切削、沖擊、破壞土體的結(jié)構(gòu)使其與土體顆粒置換、攪拌、混合，最終在水泥漿的水化作用下固結(jié)成水泥——土固結(jié)體。通常使用在淤泥、軟塑、砂土、黃土或碎石土等軟地基地面。

3、軟土地基處理技術(shù)應(yīng)用過程中易出現(xiàn)的問題

3.1 沉降不均勻

沉降不均勻是因?yàn)檐浲链嬖诟邏嚎s性、低透水性和不均勻性等特點(diǎn)，使得地基結(jié)構(gòu)極易被外部因素破壞。巖土工程施工的環(huán)境復(fù)雜多變，在軟土地基中施工時(shí)極易出現(xiàn)沉降不均，甚至造成地基結(jié)構(gòu)的塌方，所以應(yīng)該引起施工單位的重視。

3.2 地基結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定

軟土地基不僅在建設(shè)過程中困難重重，而且建成結(jié)構(gòu)也具有不穩(wěn)定性。由于軟土地基中的透水能力差，直接影響地基的固結(jié)時(shí)間。地基在建成后沒有充分固結(jié)易導(dǎo)致地基強(qiáng)度的減弱。同時(shí)，因?yàn)檐浲辆哂杏|變性，略微振動就易造成絮狀結(jié)構(gòu)被破壞，加劇地基的不穩(wěn)定性。

3.3 承載能力低下

軟土地基中的含水量大是造成地基承載力低下的主要因素。過低的地基承載力將直接導(dǎo)致建筑的不穩(wěn)定，對人們的人身安全造成巨大威脅。

結(jié)論：

我國幅員面積遼闊，地質(zhì)條件隨地域的不同而不同，因而在巖土工程的軟地基中應(yīng)用技術(shù)時(shí)一定要慎重，充分勘探地質(zhì)條件和地貌特征，根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的處理技術(shù)。文章通過調(diào)研分析充分了解了巖土工程和軟土地基的基本概況，由于軟土的高壓縮性、透水性、觸變性、流變性等特點(diǎn)，軟土地基的施工難度大大上升。目前我國的軟土地基處理主要有換填土技術(shù)、碾壓夯實(shí)技術(shù)和高壓噴射注漿技術(shù)等，在技術(shù)應(yīng)用過程中也要根據(jù)實(shí)際隨機(jī)應(yīng)變，盡量避免問題的出現(xiàn)，以保障施工的安全順利進(jìn)展。