軟土地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工方法探討

姜文禮

平湖市建筑設(shè)計(jì)院有限公司 浙江平湖 314200

關(guān)鍵詞：在軟土地基上建造建筑物或構(gòu)筑物，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工技術(shù)顯得尤為關(guān)鍵。本文結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，首先分析了軟土地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中應(yīng)滿足的技術(shù)要求和設(shè)計(jì)原則，而后概述了當(dāng)前主要的幾種軟土地基處理施工技術(shù)，并指明了各自的適用范圍，可為工程技術(shù)人員參考借鑒。

關(guān)鍵詞：軟土；地基處理；設(shè)計(jì)；施工

近十幾年來，我國基本建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，其建設(shè)規(guī)模從速度前所未有，因而在諸如建筑、水利、國防、交通和鐵道等土木工程建設(shè)中，愈來愈多地遇到大量而復(fù)雜的不良地基及地基處理問題，地基處理日益得到人們重視。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工是否恰當(dāng)關(guān)系到整個(gè)工程質(zhì)量、進(jìn)度和投資，合理地選擇地基設(shè)計(jì)方法，做好基礎(chǔ)施工中的質(zhì)量控制是降低造價(jià)的重要途徑之一。

1、地基處理的目的及其處理對(duì)象

當(dāng)?shù)鼗鶑?qiáng)度穩(wěn)定性不足或壓縮性很大，不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，可以針對(duì)不同情況對(duì)地基進(jìn)行處理。處理的目的是增加地基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性、減少地基變形等。地基處理的對(duì)象包括軟弱地基與不良地基兩方面，軟弱地基是指在地表下相當(dāng)深度范圍內(nèi)存在的軟弱土，包括淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土及飽和松散粉細(xì)砂與粉土。這類土的工程特性為壓縮性高、強(qiáng)度低、通常很難滿足地基承載力和變形要求。而不良地基包括施陷性黃土地基、膨脹土地基、泥炭土地基、山區(qū)地基及巖溶與土洞地基等。

2、常用的地基處理方法及其適用范圍

2、1 換填法

將基礎(chǔ)底面以下處理范圍內(nèi)的軟弱土層部分或全部挖去，然后分層換填強(qiáng)度較高的砂、碎石、素土、灰土、粉質(zhì)黏土、粉煤灰、礦渣及其他性能穩(wěn)定和無侵蝕性的材料，并碾壓、夯實(shí)至要求的密實(shí)度為止。換填法的適用范圍為：淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土、素填土、雜填土地基及暗溝、暗塘等的淺層處理或不均勻地基處理。當(dāng)在建筑物范圍內(nèi)上層軟弱土較薄時(shí)，可采用全部置換處理；對(duì)于建筑物范圍內(nèi)局部存在古井、古墓、暗塘、暗溝或拆除舊基礎(chǔ)后的坑穴等，可采用局部換填法處理。換填法的處理深度通?？刂圃? m 以內(nèi)較為經(jīng)濟(jì)合理。換填法常用于處理輕型建筑、地坪、堆料場(chǎng)及道路工程等。

2、2 堆載預(yù)壓法

堆載預(yù)壓法就是直接地在地基土體上堆放重物（如：塊石、土體）以對(duì)土體進(jìn)行預(yù)壓和排水固結(jié)，提高地基的承載力，并使建（構(gòu)）筑物在使用階段的地基沉降量減少，堆載預(yù)壓的荷載應(yīng)大于設(shè)計(jì)荷載，預(yù)壓時(shí)間可由建筑物的要求和軟土所達(dá)到的固結(jié)程度決定。堆載預(yù)壓法主要適用于倉庫類建筑、施工期較長的軟基道路等。

2、3 強(qiáng)夯技術(shù)

強(qiáng)夯法是一種強(qiáng)力加固地基的方法。夯錘（質(zhì)量通常為10 t～40 t，個(gè)別甚至達(dá)到200 t）從高處自由落下（落距一般為6 m～40 m）給地基以沖擊力和振動(dòng)夯實(shí)地基，從而提高地基土的強(qiáng)度和降低其壓縮性。強(qiáng)夯技術(shù)是國內(nèi)廣泛應(yīng)用的一項(xiàng)有效的地基加固技術(shù)，其加固領(lǐng)域也在不斷發(fā)展，主要應(yīng)用于加固非自重濕陷性黃土、碎石土、砂土、高回填土及雜土等地基；也可用于防止粉質(zhì)粘土及粉砂的液化，效果較明顯；對(duì)軟土、含水率大的回填土以及飽和粉土地基等，存在夯擊沉降量大，夯位難以控制等問題，處理較困難。實(shí)踐證明，采用強(qiáng)夯加固地基施工方便，適用軟弱巖土，加固效果好，經(jīng)濟(jì)效益顯著，是一種有效的地基加固方法。但須注意的是，強(qiáng)夯技術(shù)不宜在市區(qū)對(duì)巖土地基進(jìn)行處理，否則，將造成既有建筑物的沖擊波的振動(dòng)破壞和環(huán)境的噪聲影響。

2、4 砂石樁法

用振動(dòng)或沖擊荷載在軟弱地基中成孔后，將砂石擠壓入土中，形成密實(shí)砂石柱，達(dá)到加固地基的目的。砂石柱法的適用范圍有：松散砂土、粉土、黏性土、素填土和雜填土等地基。對(duì)飽和黏性土地基上對(duì)變形控制要求不嚴(yán)的工程也可采用砂石樁置換處理。砂石樁法也可用于處理可液化地基。

2、5 土或灰土擠密法

由樁間擠密土和填夯的樁共同組成的復(fù)合地基。以消除地基的濕陷性為主要目的時(shí)選用土樁擠密法；以提高地基的承載力及水、土穩(wěn)定性為主要目的時(shí)選用灰土樁擠密法。土或灰土擠密法的適用范圍有：濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基。

2、6 粉體噴射法

利用生石灰或水泥等粉體材料作為固化劑，通過特制的深層攪拌機(jī)在地基深部就地將軟土和固化劑強(qiáng)制拌和，利用固化劑與軟土產(chǎn)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng)，形成堅(jiān)硬的拌和土體，以置換部分軟弱土體，形成復(fù)合地基。適用范圍同深層攪拌法。但對(duì)于含水量較小的黏性土，處理效果欠佳。與深層攪拌法（濕法）相比，在固化過程中，粉體材料能吸收周圍土體更多的水分，使土體固結(jié)。適用于7 層以下的工業(yè)與民用建筑，對(duì)高層建筑宜實(shí)驗(yàn)論證。粉體噴射法俗稱旋噴法，是水泥土攪拌法中的一種，又稱為干法。

2、7 深層攪拌法

其原理是利用水泥漿、石灰或其他材料作為固化劑，通過特制的深層攪拌機(jī)械，在地基深處將軟土和固化劑（水泥或石灰的漿液或粉體）強(qiáng)制攪拌，利用固化劑和軟土之間產(chǎn)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的優(yōu)質(zhì)地基，從而達(dá)到提高地基的承載力和增大變形模量的目的。深層攪拌法的適用范圍有：淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土、飽和黃土、素填土和黏性土等地基。當(dāng)用于處理泥炭土或地下水具有侵蝕性時(shí)，應(yīng)通過試驗(yàn)確定其適用性。深層攪拌法是水泥土攪拌法中的一種，又稱為濕法。

2、8 托換法

適用于對(duì)已有建筑物的地基和基礎(chǔ)進(jìn)行處理與加固，或在已有建筑物基礎(chǔ)下需修建地下工程，以及鄰近需要新建工程而影響已有建筑物安全等問題的處理。托換法可分為樁式托換法、灌漿托換法和基礎(chǔ)加固法3 種。

1）樁式托換法

采用樁的形式進(jìn)行托換。樁式托換法可分為坑式靜壓樁托換、錨桿靜壓樁托換、灌注樁托換和樹根樁托換4 種。樁式托換法的適用范圍有：軟弱黏土、松散砂土、飽和黃土、濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基。

2）灌漿托換法

采用氣壓或液壓將各種有機(jī)或無機(jī)化學(xué)漿液注入土中，使地基固化，起到提高地基土強(qiáng)度、消除其濕陷性或起到防滲堵漏作用。根據(jù)灌漿材料的不同，可分為水泥灌漿法、硅化法和堿液法。適用范圍有：松散砂土、素填土、雜填土等地基和既有建筑物的地基處理。

3）基礎(chǔ)加固法

采用水泥或環(huán)氧樹脂等漿液灌漿加固或加大基礎(chǔ)基底面積，或增大基礎(chǔ)深度，使基礎(chǔ)支撐在較好的土層上?；A(chǔ)加固法可分為灌漿法、加大基礎(chǔ)托換和坑式托換法3 種。基礎(chǔ)加固法的適用范圍為建筑物基礎(chǔ)支撐力不足的已有建筑物的基礎(chǔ)加固。

2、9 高壓噴射注漿法

利用鉆機(jī)把帶有噴嘴的注漿管鉆到預(yù)定深度的土層，以高壓噴射直接沖擊破壞土體，使水泥漿液或其他漿液與土拌和，凝固后成為拌和柱體。在軟弱地基中設(shè)置這種柱體群，以形成復(fù)合地基。高壓噴射注漿法的適用范圍有：淤泥、淤泥質(zhì)土、黏性土、粉土、黃土、砂土、人工填土和碎石土等地基。當(dāng)土中含有較多的大粒徑塊石、堅(jiān)硬黏性土、大量植物根系或有過多的有機(jī)質(zhì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果確定其適用程度。

3、結(jié)語

軟土地基處理在實(shí)際工程運(yùn)用中應(yīng)針對(duì)具體地質(zhì)條件選用合適的處理方法，且合理的組合使用軟基處理方法往往會(huì)起到事半功倍的效果。因此，在確定地基處理方法時(shí)，必須搜集詳勘資料和地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)資料，論證地基處理的必要性，并調(diào)查本地區(qū)地基處理的經(jīng)驗(yàn)和施工條件，從諸多處理方法中選擇一個(gè)最佳的地基處理方案。

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