建筑基礎(chǔ)工程建設(shè)中軟土地基施工技術(shù)研究

文／陳翼顯 招商局蛇口工業(yè)區(qū)控股股份有限公司 廣東中山 528403

引言：

伴隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，建筑工程越來越多，而當(dāng)前的建筑工程主要是以高層建筑為主，高層建筑的建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要和要求更高，在施工建設(shè)的過程中，必須建立起更加科學(xué)完善的技術(shù)保證體系和使用質(zhì)量管理體系。其中基礎(chǔ)工程是高層建筑施工的重要組成部分，是整個(gè)高層建筑施工技術(shù)實(shí)施和質(zhì)量管理的基礎(chǔ)部分。而在建筑基礎(chǔ)工程施工當(dāng)中，軟土地基的處理非常重要，處理不當(dāng)會(huì)極大的影響建筑工程的施工進(jìn)度和質(zhì)量，甚至?xí){施工安全和建筑使用安全。伴隨著施工技術(shù)的不斷進(jìn)一步軟土地基處理，技術(shù)也在不斷的提升，新的處理技術(shù)不斷出現(xiàn)。但是在應(yīng)用的過程中，依然需要針對(duì)具體情況進(jìn)行選擇，所以有必要對(duì)軟土地基施工進(jìn)行更加深入細(xì)致的探討與分析。

1、軟土地基的特性分析

所謂的軟土地基是指地基強(qiáng)度達(dá)不到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)和要求，整個(gè)地層過軟，無法進(jìn)行基礎(chǔ)施工。軟土地基的形態(tài)是多種多樣的，在實(shí)踐當(dāng)中主要是因?yàn)橥临|(zhì)過于松軟或者是因?yàn)榱魉戎T多因素導(dǎo)致的。其特點(diǎn)主要集中在以下幾個(gè)方面。第一，低透水性，所謂的低透水性是指軟土地基因?yàn)榭障侗容^多，具備較強(qiáng)的儲(chǔ)水功能，含水量超過了規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，其中的水分不能像周邊滲透，導(dǎo)致地基強(qiáng)度偏低并呈現(xiàn)不穩(wěn)定性的特征。第二，不可預(yù)測(cè)性，正常的地級(jí)市可以預(yù)測(cè)，包括沉降預(yù)測(cè)等等，但是軟土地基的預(yù)測(cè)受多種因素的影響，主要是環(huán)境因素的影響，預(yù)測(cè)與實(shí)際狀況可能會(huì)存在較大的偏差，比如說在建筑工程基礎(chǔ)施工當(dāng)中，由于施工因素的影響，打破了原有的固態(tài)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致土壤液化或軟化，這種情況下根本無法進(jìn)行基礎(chǔ)施工，如果進(jìn)行基礎(chǔ)施工，會(huì)對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的平穩(wěn)性和安全性造成不利影響。第三，可壓縮性，可壓縮性也是軟土地基的一個(gè)非常重要的特性，因?yàn)檐浲恋鼗馁|(zhì)地較軟，其中存在的空隙比較多，所以說在壓力的作用下可以被壓縮，壓縮以后可以將其中的水分?jǐn)D出來。如果施加一個(gè)無法承載的重力軟組織，機(jī)會(huì)發(fā)生明顯的沉降，而沉降超標(biāo)是威脅建筑安全的一個(gè)最重要的因素之一。

2、軟土地基對(duì)建筑的影響及施工目的

2.1 軟土地基對(duì)建筑的影響

2.1.1 引發(fā)地基沉降

從建筑工程施工的角度來講，地基沉降是威脅建筑工程施工安全和施工質(zhì)量的最重要的因素之一，為了保證施工安全和施工質(zhì)量，必須最大程度的控制地基沉降，將其控制在一個(gè)合理的范圍之內(nèi)。當(dāng)然任何情況下都會(huì)發(fā)生一定的沉降，但是沉降在規(guī)定的范圍之內(nèi)，其對(duì)建筑安全和建筑質(zhì)量的影響是非常小的，但是如果沉降超標(biāo)及對(duì)建筑安全和建筑質(zhì)量的影響就會(huì)比較明顯。軟土地基具有明顯的可壓縮性的特性，從前面的分析中可以看出，如果是加一個(gè)超出其承載能力的壓力，就會(huì)發(fā)生明顯的沉降。如果不對(duì)軟土地去進(jìn)行處理，在軟土地基上進(jìn)行建筑基礎(chǔ)工程建設(shè)，施工過程中，因?yàn)槌两悼赡軙?huì)出現(xiàn)裂縫等諸多施工質(zhì)量問題，嚴(yán)重的情況下，可能會(huì)出現(xiàn)斷裂等施工安全問題。當(dāng)然，如果當(dāng)時(shí)地基沉降雖然超標(biāo)，但是超標(biāo)不是很多，這種情況下也可能基礎(chǔ)施工完成以后，進(jìn)入主體工程施工的時(shí)候出現(xiàn)沉降加劇，最終影響建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性也給后期的維護(hù)維修工作帶來諸多不便。

2.1.2 損害工程結(jié)構(gòu)

從建筑工程施工建設(shè)的角度來講，要想保證建筑工程的施工質(zhì)量，必須保持工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，因?yàn)槊恳粋€(gè)建筑工程的受力分布都是經(jīng)過精心的測(cè)算的，但是這種計(jì)算都是建立在地基穩(wěn)定性的前提和基礎(chǔ)之上的。如果說地基的沉降超出了規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)和要求，這種情況下整個(gè)建筑的受力點(diǎn)和結(jié)構(gòu)力學(xué)分布都會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，如果出現(xiàn)了應(yīng)力集中，可能會(huì)對(duì)整個(gè)工程結(jié)構(gòu)帶來不利影響。這不僅體現(xiàn)在施工過程中，在使用過程中也是如此。比如說在施工過程中，因?yàn)橛晏斓叵滤簧仙?，地下水長(zhǎng)期堆積在某一個(gè)位置，基礎(chǔ)的受力結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變化以后，其沉降超標(biāo)較為明顯，已完成施工部分的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性就會(huì)受到很大的影響。當(dāng)然，即便是工程施工結(jié)束以后，地基沉降超標(biāo)也會(huì)出現(xiàn)這一問題，并且施工結(jié)束以后這些問題更加明顯。在沉降超標(biāo)的作用之下，可能會(huì)出現(xiàn)開裂等嚴(yán)重的質(zhì)量問題，有的質(zhì)量問題可以通過維修的方式解決，但是更多的質(zhì)量問題無法通過維修的方式解決，這種情況下，如何保證建筑的使用安全就成為項(xiàng)目施工建設(shè)單位需要解決的一個(gè)核心問題。

2.2 軟土地基施工的目的

2.2.1 提升地區(qū)的抗剪強(qiáng)度

傳統(tǒng)積極的生活目的有很多，但是其中一個(gè)最重要的事故目的就是提高底氣的抗減強(qiáng)度。從軟土地基施工建設(shè)的角度來講，在基礎(chǔ)工程施工當(dāng)中，隨著開挖深度的增加，受到土層壓力的影響越來越明顯，如果軟土地基抗剪力不強(qiáng)，或者受到其他外力破壞作用，會(huì)出現(xiàn)坑底隆起、邊坡試問坍塌等嚴(yán)重施工安全問題。解決這個(gè)問題的關(guān)鍵就是先對(duì)軟土地進(jìn)行處理，在處理過程中增加源頭，積極的抗檢能力，焊接能力提升了，這些因素對(duì)整個(gè)工程施工安全的影響就會(huì)降低。

2.2.2 降低地基土的壓縮性

從前面的分析中可以看出軟土地基具有可壓縮性的特性，而可壓縮性特性是導(dǎo)致軟土地基在載荷超標(biāo)的情況下出現(xiàn)沉降超標(biāo)的關(guān)鍵。衡量軟土地基的壓縮性，主要是通過壓縮模量進(jìn)行的，壓縮模量越大，其可壓縮性也就越強(qiáng)。而不均勻沉降是導(dǎo)致建筑開裂或塌陷等嚴(yán)重質(zhì)量問題的主要原因之一。所以在軟土地基施工的過程中，首先需要解決的就是壓縮性過大的問題，在技術(shù)上降低軟組織積極的可壓縮性，增加元素機(jī)器的抗壓性能，這是失誤當(dāng)中需要解決的關(guān)鍵問題。解決這個(gè)問題的方法有很多，比如說灌注混凝土或者是換填等方式就行。當(dāng)然，選擇具體方式的時(shí)候，需要根據(jù)軟土地基的特性進(jìn)行，充分體現(xiàn)出軟土地基的特點(diǎn)。

2.2.3 改善地基的透水特性

軟土地基的形成原因是比較復(fù)雜的，含水量過高地下水位過高都是軟土地基形成的一個(gè)主要原因。而在地質(zhì)勘測(cè)過程中，在施工區(qū)域內(nèi)不可能對(duì)所有地方的地下狀況進(jìn)行全面細(xì)致的勘測(cè)，這種情況下當(dāng)工程位于水源地附近或者是受地下水侵蝕地基的情況下，都可能會(huì)遇到軟土地基的施工問題。軟體地基具有明顯的透水性特性，而透水性過高會(huì)對(duì)基礎(chǔ)工程施工的安全造成極大的影響，也會(huì)影響基礎(chǔ)工程和施工制度。比如說在施工區(qū)域內(nèi)軟土土層內(nèi)夾有薄層粉砂或者是粉土，在失誤的過程中會(huì)發(fā)生觀影或流沙現(xiàn)象，這對(duì)基礎(chǔ)施工人員的施工安全會(huì)帶來巨大的隱患。當(dāng)然從施工質(zhì)量的角度來講，如果說水分過多，受壓力等作用的影響，可能會(huì)出現(xiàn)邊坡失穩(wěn)導(dǎo)致坍塌的施工，安全問題的出現(xiàn)。所以說解決軟土地基問題的關(guān)鍵在于改善其透水性，比如說通過排除積壓水的使用是先將施工區(qū)域內(nèi)的地下水水位降到軟土地基以下，或者是在施工當(dāng)中通過人工方式或自然沉降的方式，減少軟土雞雞的透水性等等。

3、建筑基礎(chǔ)工程中軟土地基施工處理技術(shù)

3.1 換填法

換填法是指將的承載力不符合建筑基礎(chǔ)工程施工標(biāo)準(zhǔn)和要求的部分，置換成能夠滿足建筑工程施工的標(biāo)準(zhǔn)和要求的土壤，達(dá)到建筑基礎(chǔ)工程的施工標(biāo)準(zhǔn)和要求。換填法在使用的過程中要先根據(jù)地質(zhì)勘探的結(jié)果，確定軟土地基的具體范圍，在確定具體范圍以后，將承載力較弱的部分挖除，然后再置換成承載力較好的土層。從這種技術(shù)施工的角度來講對(duì)軟土地基的性質(zhì)沒有過多的要求，包括濕陷性黃土、淤泥土等在內(nèi)的軟土地基都可以使用這種方法解決?；靥畈牧系谋仨氁邆漭^好的承載力，常選擇的回填料，包括碎石、卵石和粉煤灰等，這些回填料的質(zhì)地比較堅(jiān)硬，粒徑比較粗，或者是性質(zhì)相對(duì)比較穩(wěn)定，并且獲取的成本相對(duì)比較低，回填以后不容易與地基土層當(dāng)中的成分物質(zhì)發(fā)生業(yè)應(yīng)，回填以后還需要經(jīng)過壓實(shí)，經(jīng)過壓實(shí)以后他們的承載力基本上可以達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)和要求。但是這種方法在使用的過程中也存在著一定的弊端，因?yàn)橥诰蚝突靥畹墓こ塘勘容^大，植物的成本比較高，在這種情況下如果是大型的建筑基礎(chǔ)工程，在施工過程中采用這種方法其施工成本是非常高的。所以一般情況下只有中小型建筑基礎(chǔ)工程，并且軟土層相對(duì)比較薄的情況下才使用這種方法。在回填的過程中，一般采用分層回填的方式，每一層都需要進(jìn)行壓實(shí)，在每一層壓實(shí)并達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)和要求以后，才能進(jìn)行下一道工序的施工，整個(gè)施工過程相對(duì)比較繁瑣，施工時(shí)間比較長(zhǎng)。所以說一般情況下大型建筑基礎(chǔ)工程施工當(dāng)中很少使用這種方法來處理軟土地基。

3.2 樁基處理法

樁基礎(chǔ)語(yǔ)法也是建筑基礎(chǔ)施工當(dāng)中軟土地基處理技術(shù)的一種重要方法，相對(duì)于換填法這種處理方法和技術(shù)在施工效率等方面要高得多。裝機(jī)處理法是在施工當(dāng)中通過注漿或噴射的方式打造樁基，樁基穩(wěn)定并凝固以后可以轉(zhuǎn)移部分地區(qū)的承受荷載，地基的承受荷載減少了，其變形的概率也就會(huì)明顯下降。當(dāng)然裝機(jī)也可以與地區(qū)形成一個(gè)穩(wěn)定的樹立整體，樹立的過程中主要是以樁基為主，以地基為輔，所以可以在短時(shí)間之內(nèi)提高地基的承載能力，使地基能夠在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到建筑基礎(chǔ)施工的標(biāo)準(zhǔn)和要求，對(duì)后續(xù)施工創(chuàng)造良好的條件。在樁基處理法當(dāng)中，樁的類型有很多，主要包括鉆孔灌注樁，這種主要是以鋼樁、灌注樁和混凝土預(yù)制樁等形式進(jìn)行。其中鉆孔灌注樁在實(shí)踐當(dāng)中運(yùn)用的最為廣泛，這種施工技術(shù)在施工的過程中先用鉆孔機(jī)鉆孔成孔以后，然后灌注混凝土，在混凝土固化以后形成樁基，從而對(duì)施工區(qū)域內(nèi)的地基起到加固作用。當(dāng)然也可以使用預(yù)應(yīng)力管樁，在使用的過程中先進(jìn)行測(cè)量確定樁的位置，然后再進(jìn)行打樁作業(yè)，安裝預(yù)應(yīng)力管樁，從而提高整個(gè)地基的承載能力。在這一過程中，為了提高施工的效率，可以使用液壓操控的設(shè)備進(jìn)行輔助作業(yè)，相對(duì)于換填土法這種方法的施工效率非常高，可以較好的保證工程的施工進(jìn)度及目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然這種使用技術(shù)的施工復(fù)雜性比較高，施工過程中需要耗費(fèi)大量的施工材料，所以說施工成本相對(duì)于換填法也是居高不下，但是其在增強(qiáng)地基承載能力上的效果卻非常明顯，尤其是可以較好的保證基礎(chǔ)工程的施工進(jìn)度，為后續(xù)施工的開展創(chuàng)造良好的條件。并且這種施工技術(shù)方法適用于大多數(shù)軟土地基的處理，其實(shí)是優(yōu)秀，比較高。

3.3 強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法也是建筑基礎(chǔ)工程，軟土地基處理當(dāng)中的一種常用技術(shù)之一，這種方法的施工技術(shù)原理比較簡(jiǎn)單，也就是通過強(qiáng)制方式的方式，提高地基的承載能力，對(duì)地基強(qiáng)度的改善效果也非常明顯。在施工的過程中，一般都是使用80 ～400 平的重錘，使用吊裝設(shè)備將其吊裝到一定高度以后，借助于重錘的重力自由落體以后與地基產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊，從而使地基發(fā)生物理力學(xué)性質(zhì)上的變化，在航機(jī)的作用之下提高凸起的強(qiáng)度、密度和濕陷性，解決土壤當(dāng)中的不良空氣問題，使整個(gè)土壤部分更加密實(shí)，通過業(yè)復(fù)的行情作業(yè)，可以顯著提高土壤的強(qiáng)度和承載力。但是這種方法在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中具有明顯的限制，適合使用這種方法的軟土地基非常少，一般情況下只適合黃土地基、低飽和度的粉土與黏土、沙土地基等，這些軟土地基的一個(gè)非常重要的特性就是含水量比較低，如果含水量比較高的軟土地基是不適合采用這種方法的，比如淤泥質(zhì)土地基，這種地基的含水量非常高，即便是進(jìn)行搶行作業(yè)，也很難改善和提高氣象。另外，夯擊機(jī)械設(shè)備的選擇和使用等對(duì)作業(yè)效果的影響非常明顯。

3.4 DDC 灰土擠密法

這種方法在實(shí)踐當(dāng)中并不是很常見，但是也是處理軟土地基施工問題當(dāng)中一個(gè)非常重要的方法和手段，并且這種方法在使用的過程中不能單獨(dú)使用，一般需要與強(qiáng)夯法配合使用才能達(dá)到預(yù)期的效果。在使用的過程中要先在地基內(nèi)鉆眼打孔，然后將灰土分層夯入的深口當(dāng)中，將地基土夯實(shí)成樁，然后進(jìn)行業(yè)復(fù)的沖擊基樁，這樣樁中間的土壤能夠與樁緊密的結(jié)合在一起，成為一個(gè)緊密的受力體，從節(jié)目情況來看是一個(gè)比較典型的復(fù)合地基，這種地基的穩(wěn)定性也比較高。這是因?yàn)榛彝辆哂形账值奶攸c(diǎn)，其打入到地基當(dāng)中可以快速的吸收土壤當(dāng)中的水分，借以改善土壤的含水量，當(dāng)土壤的含水量降低到醫(yī)院標(biāo)準(zhǔn)以后，其承載能力就會(huì)明顯的下降。從這種方法的使用情況，配合強(qiáng)夯法在實(shí)踐當(dāng)中可以起到不錯(cuò)的應(yīng)用效果，非常適合在濕陷性黃土地區(qū)使用，可以顯著的解決軟土地基濕陷問題。但是這種方法在使用的過程中，那些存在一定的性，如果含水量非常高，這種情況下也不適合這種方法，只有在含水量超過一定標(biāo)準(zhǔn)，但是并不是很嚴(yán)重的情況下。另外這種方法的作業(yè)過程也比較復(fù)雜，生物量也比較多，施工成本控制也是一個(gè)非常難的問題。

4、建筑基礎(chǔ)工程軟土地基處理技術(shù)施工建議

4.1 根據(jù)工程的施工建設(shè)情況選擇合理的施工方案

從前面的分析中可以看出軟土地基的處理技術(shù)有很多不同的屬于基礎(chǔ)適合的軟土地基，實(shí)際狀況也存在較大的差異，選擇不斷可能會(huì)影響軟土地基的處理效果。所以說在軟土地基處理的過程中，必須根據(jù)工程的實(shí)際狀況來選擇合理的處理技術(shù)。當(dāng)然同一種軟土地基可能適合不同的軟土地基處理技術(shù)，這樣在選擇的過程中需要考慮以下幾點(diǎn)。第一，技術(shù)的應(yīng)用成本，不同的軟土地基處理技術(shù)的成本存在巨大的差異，有的軟土地基處理技術(shù)的施工成本比較高，有的可能比較低，在使用的過程中，需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的不同狀況進(jìn)行選，項(xiàng)目部再根據(jù)前期地質(zhì)勘測(cè)情況的相關(guān)數(shù)據(jù)和資料的基礎(chǔ)上，可以制定多個(gè)軟土地基處理方案，然后再對(duì)不同的元素地基處理方案進(jìn)行比較分析，從而選擇出一個(gè)最佳的處理方案。第二，要適當(dāng)?shù)目紤]項(xiàng)目部的施工經(jīng)驗(yàn)和所需的施工機(jī)械設(shè)備，從軟土地基處理情況來看一些軟土地基處理技術(shù)和方法，需要借助于一定的施工機(jī)械設(shè)備，才能進(jìn)行有的施工器械設(shè)備，可能項(xiàng)目部并沒有需要對(duì)外租賃才能滿足施工建設(shè)的要求，有的軟鎖基金處理技術(shù)，可能項(xiàng)目部并沒有此方面的施工經(jīng)驗(yàn)，在缺乏施工經(jīng)驗(yàn)的情況下就需要盡量避開此種施工方法，因?yàn)槿绻谌狈?jīng)驗(yàn)的情況下，應(yīng)用可能會(huì)出現(xiàn)應(yīng)用失誤導(dǎo)致軟土地基的處理效果不見。第三，要考慮施工成本問題，施工成本是任何一個(gè)軟土地基處理過程中都需要考慮的一個(gè)因素，有的人土地基處理項(xiàng)目的施工成本比較高，有的施工處理技術(shù)相對(duì)比較低，要綜合考慮軟土地基的處理技術(shù)效果的基礎(chǔ)上，從眾多的方案當(dāng)中選擇最優(yōu)成本控制方。當(dāng)然，在選擇的過程中施工工期也是需要考慮的一個(gè)因素，因?yàn)橹挥型瓿闪塑浲恋鼗奶幚?，才能為后續(xù)的基礎(chǔ)工程施工創(chuàng)造良好的條件。

4.2 重視和加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量管理

從建筑基礎(chǔ)工程軟土地基處理的角度來講，即便是項(xiàng)目部制定了比較詳細(xì)的施工方案，所制定的施工方案也確實(shí)能夠解決軟土地基問題，但是從施工實(shí)踐的角度來講，這些方案是否能夠發(fā)揮出應(yīng)有的作用與施工質(zhì)量有密切的關(guān)系，如果施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，很難真正的做好施工質(zhì)量管理工作，所處理的軟土地基可能仍然不能滿足基礎(chǔ)工程施工的標(biāo)準(zhǔn)和要求，在這種情況下只能進(jìn)行再次返工。為了避免返工的情況出現(xiàn)，就必須做好軟土地基處理過程的現(xiàn)場(chǎng)施工管理工作。項(xiàng)目部應(yīng)該指派現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人，具體負(fù)責(zé)施工過程中的質(zhì)量管理與控制，對(duì)軟土地基處理的每一個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行精確的分析，并認(rèn)真做好施工質(zhì)量檢查工作，當(dāng)然在施工現(xiàn)場(chǎng)還要與施工監(jiān)理做好協(xié)同和配合，因?yàn)槭┕けO(jiān)理是現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量管理的重要參與者，在具體的施工技術(shù)控制與質(zhì)量管理工作當(dāng)中，要積極聽取施工監(jiān)理的意見。當(dāng)然項(xiàng)目部還要制定詳細(xì)的施工質(zhì)量管理責(zé)任體系，對(duì)參與現(xiàn)場(chǎng)軟土地基處理的所有施工管理人員和建設(shè)人員進(jìn)行有效的管理和控制，通過項(xiàng)目部制定的績(jī)效考核指標(biāo)體系，對(duì)他們的工作過程和效果進(jìn)行全面細(xì)致的評(píng)價(jià)，確保他們?cè)诠ぷ鳟?dāng)中能夠認(rèn)真履行自己的工作職責(zé)，為實(shí)現(xiàn)預(yù)期的工程質(zhì)量管理目標(biāo)創(chuàng)造良好的條件。

結(jié)語(yǔ)：

總之，建筑基礎(chǔ)工程軟土地基處理是一項(xiàng)非常復(fù)雜，系統(tǒng)的工作在施工過程中對(duì)項(xiàng)目部的施工能力和水平要求比較高。項(xiàng)目部必須根據(jù)地址勘測(cè)情況，制定詳細(xì)的軟土地基處理方案，在對(duì)軟土地區(qū)進(jìn)行技術(shù)處理以后，進(jìn)行詳細(xì)科學(xué)的城鄉(xiāng)建設(shè)，在沉降監(jiān)測(cè)達(dá)標(biāo)以后才能進(jìn)行基礎(chǔ)施工，只有這樣才能為基礎(chǔ)工程施工創(chuàng)造良好的條件，確保工程施工質(zhì)量達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)和要求。