淺論用換土墊層處理軟弱土地基

楊姿

摘 要：隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，建筑行業(yè)逐漸興盛。近幾年，很多重要的工程和工業(yè)廠房在軟弱土地基上修建，促進了軟弱土地基施工技術(shù)的發(fā)展。地基的處理越來越多樣化，方法也是多種多樣。本文主要分析換土墊層和軟弱土地基的特點，從而討論一些方法和技術(shù)方案。

關(guān)鍵詞：軟弱土地基；砂墊層；施工

換土墊層法是將地基下一定深度內(nèi)的土層挖掉，再回填一些砂石、灰土等密度系數(shù)高的材料。它的適用范圍一般是在荷載不大的建筑物上面。砂和砂石作為地基的填充物，能夠有效提高地基的支撐力度，減少地基的壓力和變形的可能，而且這樣的地基排水方便，能夠快速滲透排水，加速土壤層的下降。

1軟弱土地基的分類和特點

軟弱土是指淤泥、淤泥質(zhì)土和部分沖填土、雜填土以及其他高壓縮性土，由軟弱土組成的地基被稱為軟弱土地基。軟弱土地基一般可以分為質(zhì)土、沖填土、雜填土或其它高壓縮性土層構(gòu)成的地基。處理軟弱土地基一般有幾種方法，分別是碾壓及夯實法、換土墊層法、置換及拌入法、加筋錨固法等。

1.1分類

淤泥、淤泥質(zhì)土是在凈水或緩慢流水環(huán)境中沉積、經(jīng)過生物化學(xué)作用形成、天然含水量高、承載物體的能力低、軟塑到流塑狀態(tài)的飽和粘性土。淤泥和淤泥質(zhì)土的區(qū)別在于天然孔隙的區(qū)別，淤泥的天然孔隙比e大于1.5，淤泥質(zhì)土的天然孔隙比e小于1.5而大于1.0，淤泥和淤泥質(zhì)土總稱為軟土，并廣泛分布在我國東南沿海一帶，例如上海、杭州、福州、廈門、廣州等地區(qū)及內(nèi)陸、湖泊、平原和地區(qū)。其工程特性主要是具有觸變性、高壓縮性、低透水性、不均勻性以及流變性等。

沖填土是由水力沖填泥沙沉積形成的填土。一般可以在沿海地帶和江河兩岸見到。沖填土的特點是含水量較大，壓縮性較高，強度低，具有軟土性質(zhì)。

雜填土是含有大量建筑垃圾、工業(yè)廢料及生活垃圾等雜物的填土。一般出現(xiàn)在一些歷史悠久的城市和工礦區(qū)。雜填土的來源沒有規(guī)律，成分也比較復(fù)雜，分布也不均勻，變化大，其中的有機質(zhì)含量多，性質(zhì)也不同。

其他高壓性土有濕陷性泥土、膨脹土、鹽漬土、紅粘土、季節(jié)性凍土等，這些都是處理較困難的不良地基現(xiàn)象，如果在這些典型的地基上進行施工，受到機械震動和地震的情況下，會產(chǎn)生液化現(xiàn)象，流砂會出現(xiàn)，而且由于建筑物的重量大，會下沉，地下水也會下降，砂石也會隨之下沉。

對于建在軟弱地基上的建筑物，首先明確的是在工程勘測時就要對工程所處地點的水文、地質(zhì)進行細致勘測，檢查這里是否是軟弱地基。如果是的話，那就要接著檢查軟弱土層的組成、范圍、厚度、位置等。對于不同的土質(zhì)層要有不同的處理方法，根據(jù)它們自身的特點進行工程設(shè)計和施工方案的設(shè)計。

1.2特點

（1）含水量較高，孔隙比較大

軟弱土地基的成分軟土的含水量一般都在百分之三十五、百分之八十，孔隙比是1：2。

（2）壓縮性較高

軟土的壓縮系數(shù)一般是在0.5MPa以上，甚至有的能達到4.5MPa，而且它的壓縮性受到液限影響，隨著增大而增大。

（3）承載力很低

軟土的承載力一般小于20kPa。其變化范圍約在5，25kPa。

（4）滲透性較差

軟土的滲透系數(shù)低，是在i×10-5至i×10-7mm/s（i=1，2…，9）間，所以軟土層要固結(jié)需要的時間很長。

（5）流變性

軟土在不變的剪應(yīng)力的作用下，將連續(xù)產(chǎn)生緩慢的剪切變形，并可能導(dǎo)致抗剪強度的衰減。在固結(jié)沉降完成之后，軟土還可能繼續(xù)產(chǎn)生可觀的次固結(jié)沉降。

軟土具有強度低、壓縮性高、滲透性差等一系列特性，因此，建筑單位要重視地基的穩(wěn)定和變形問題。如果不采取任何行動，這樣的地基承載不了很大的建筑物，甚至由于一些不可抗因素，例如自然因素，就會坍塌，也可能發(fā)生一些危害人類生命財產(chǎn)安全的事故。

2軟弱地基的處理方法

如果建筑單位遇到軟弱土層，要在這上面修建建筑物地基時，一般要按照以下的要求進行設(shè)計。

對于淤泥和淤泥質(zhì)土來說，要利用它的覆蓋層好的特點，把它作為承載力層；對于沖填土、建筑余泥和工業(yè)廢料來說，而且它們的均勻性和密度較好時，也可以當(dāng)做承載力層；對于雜填土來說，如果不經(jīng)過處理，就不能作為承載力層。人工地基是由于地基承載力、變形達不到要求，而要對地基進行處理。局部軟弱土層及暗溝、暗塘的處理，可采用基礎(chǔ)加深、基礎(chǔ)梁跨越，換土墊層或樁基等方法。當(dāng)?shù)鼗休d力和變形不能滿足設(shè)計要求時，地基處理可選用機械壓（夯）實、換土墊層、堆載預(yù)壓、砂井真空預(yù)壓、砂樁、碎石樁、灰土樁，水泥旋噴或深層攪拌形成的水泥土樁以及樁基等方法。處在地下水位以上，由建筑余泥或工業(yè)廢料組成的雜填土地基，可采用機械壓（夯）實方法進行處理。對于不同的軟弱地基的處理要因地制宜，要仔細考慮該區(qū)域軟弱地基的特點，也要考慮當(dāng)?shù)丨h(huán)境的影響，保證建筑物的安全性能，處理后的地基的承載力要滿足設(shè)計的要求，保證工程的質(zhì)量。

3換土墊層的特點

墊層處理就是將地基基礎(chǔ)下的軟弱、濕陷性凍土、膨脹土、凍脹土等的一部分雙全部挖去，然后換填密度大、強度大、水穩(wěn)性好的沙碩土、碎石土、灰土、素土、礦渣以及其他性能穩(wěn)定、無侵蝕性的材料，并分層夯實至要求的密實度。換土墊層與原土相比，它具有承載力高、剛度大、變形小的特點，所以換土墊層法是一種改善土質(zhì)的過程。

（1）換土墊層法用在各類淺層軟弱地基及不均勻地基的情況下。當(dāng)在建筑物范圍內(nèi)上層軟弱土較薄時，就要采用全部置換處理。對于處理范圍內(nèi)存在的松填土、暗溝、暗塘、廢坑、廢井、墓穴或拆除舊基礎(chǔ)后的坑穴時，換土墊層法處理地基遵循的基本原則是保持建筑物地基整體變形均勻。

（2）在地基建設(shè)中，采用換土墊層法全部置換厚度不大的軟弱土層，能取得良好的效果。相反，對于一些深厚的軟弱土層，就不能采用局部換土墊層法處理地基。工程特點不同，就要分別考慮換填材料的強度、穩(wěn)定性、密度、滲透性、耐久性、對環(huán)境的影響、價格等因素。如果換土量大時，主要考慮的是當(dāng)?shù)夭牧系男再|(zhì)和能否適用，還要考慮能否用機械設(shè)備施工等條件，要綜合的考慮，采取適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM行建設(shè)工作。