軟土地基處理方法概述

余義華

【摘要】我國幅員遼闊，軟土地基分布廣泛，地質(zhì)情況復雜，軟土地基的處理質(zhì)量直接影響到地基的基礎(chǔ)承載能力，是保證建筑物建成后結(jié)構(gòu)安全的關(guān)鍵。不同的軟土地基應該結(jié)合工程實際采取有針對性的處理辦法，本文介紹了軟土及軟土地基的定義及特點，軟土地基的處理措施，對軟土地基的施工具有一定的指導意義。

【關(guān)鍵詞】軟土地基 地基處理 置換法 強夯法 拌合法 土工織物法 樁基法

建筑物與地基的關(guān)系非常密切。地基雖不是建筑物本身的一部分，但它在建筑中占有十分重要的地位。地基問題的處理恰當與否，不僅直接影響建筑物的造價，而且關(guān)系到建筑物的結(jié)構(gòu)安全，其重要性已越來越多地被人們所認識。

我國幅員遼闊，軟土多分布在江河湖海、丘陵低洼及山區(qū)谷地賦存。常見的軟土地基主要有軟粘土、雜填土、沖填土、飽和松散砂土、濕陷性黃土、膨脹土、含有機質(zhì)土和泥炭土、山區(qū)地基土及巖溶（喀斯特）等，其物理、力學性質(zhì)、工程特性及成因類型各不相同，厚度不一，因此需加以區(qū)別對待，地勘階段應進行工程地質(zhì)分區(qū)，以便按分區(qū)不同在區(qū)別地予以處理。在勘察設(shè)計時如地質(zhì)工作做的深度不夠，在施工時一旦發(fā)現(xiàn)，可作些補充勘察及勘探工作，對地質(zhì)情況作進一步了解。以便采取有針對性的處理方法。

軟土地基的處理方法很多，但其處理目的卻是大體一致的，主要是利用換填、夯實、擠密、排水、膠結(jié)、加筋和熱力學等方法對地基土進行加固，用以改良地基土的工程特性。

（1）提高地基土的抗剪強度。地基的剪切破壞以及在土壓力作用下的穩(wěn)定性取決于地基土的抗剪強度。為了防止剪切破壞以及減輕土壓力，需要采取一定措施以增加地基土的抗剪強度。

（2）降低地基土的壓縮性。需采取措施提高地基土的壓縮模量，以減少地基土的沉降。

（3）改善地基土的透水性。由于是軟土在地下水的運動中所出現(xiàn)的問題，需要采取措施使地基土變成不透水或減輕水壓力。

（4）改善地基土的動力特性。地震時飽和松散粉細砂（包括一部分粉土）將會產(chǎn)生液化，需要采取措施避免地基土液化，并改善其振動特性以提高地基的抗震性能。

（5）改善特殊土的不良地質(zhì)特性。主要是指消除或減少黃土的濕陷性和膨脹土的脹縮性等特殊土的不良地基特性。

地基處理的方法可以從不同角度來分類，一般是根據(jù)地基處理的原理來進行分類，大致可以分為以下幾種方法。

一.置換法

（1）換填法

置換法是將表層不良地基土挖除，采用較好壓密性的土回填后進行壓實或夯實，形成良好的持力層。依次達到改變地基土的承載能力，減少地基沉降。

（2）振沖置換法

采用專門的振沖機具，在高壓水射流下邊振邊沖，在地基中成孔，然后在孔中分批填入碎石或卵石等粗粒料形成樁體。該樁體與原地基土組成復合地基，達到提高地基承載能力及減小壓縮性的目的。

（3）夯（擠）置換法

采用沉管或夯錘的辦法將管（錘）置入土中，擠開土體，并在管 （或夯坑） 內(nèi)放入碎石或砂石等填料。該樁體與地基土形成復合地基，由于擠、夯使土體受到擠壓，地面隆起，土體超靜孔隙水壓力提高，當超靜孔隙水壓力消散后土體強度也有相應的提高。

二.強夯法

強夯法是20世紀60年代在法國發(fā)展起來的，通常稱之為動力固結(jié)法。它是采用60噸左右的強夯機，將大噸位（100～400KN）的夯錘起吊到6～40米的高度自由落下，對地基土施加強大的沖擊能，在地基土中形成沖擊波和動應力，使地基土壓密和振密，以到達加固地基土，提高強度、降低壓縮性、改善砂土的抗液化性、消除濕陷性黃土的濕陷性的目的。

強夯法主要適用于加固砂土和碎石土、低飽和度粉土與粘性土、濕陷性黃土、雜填土和素填土等地基。因其加固效果顯著、適用土類廣、施工方便、縮短工期、節(jié)省費用等優(yōu)點，在各類工業(yè)與民用建筑、倉庫、機場跑道、鐵路和高速公路路基等工程已得到迅速、廣泛的應用。

三.拌合法

（1）高壓噴射注漿法（高壓旋噴法）

以高壓力使水泥漿液通過管路從噴射孔噴出，直接切割破壞土體的同時與土拌合、置換。凝固后成為拌合樁（柱）體，這種樁（柱）體與地基一起形成復合地基。也可以用這種方法形成擋土結(jié)構(gòu)或防滲結(jié)構(gòu)。

（2）深層攪拌法

深層攪拌法主要用于加固飽和軟粘土。它利用水泥漿體、水泥（或石灰粉體）作為主固化劑，采用特制的深層攪拌機械將固化劑送入地基土中與土強制攪拌，形成水泥（石灰）土的樁（柱）體，與原地基組成復合地基。水泥土樁（柱）的物理力學性質(zhì)取決于固化劑與土之間所產(chǎn)生的一系列物理-化學反應。固化劑的摻人量及攪拌均勻性和土的性質(zhì)是影響水泥土樁（柱）性質(zhì)以至復合地基強度和壓縮性的主要因素。

四.加筋法

（1）土工合成材料

土工合成材料是一種新型的巖土工程材料。它采用人工合成的聚合物，如塑料、化纖、合成橡膠等為原料，制成各種類型的產(chǎn)品，置于土體內(nèi)部、表面或各層土體之間，發(fā)揮加強或保護土體的作用。土工合成材料可分為土工織物、土工膜、特種土工合成材料和復合型土工合成材料等類型。

（2）土釘墻技術(shù)

土釘一般是通過鉆孔、插筋、注漿來設(shè)置，但也有通過直接打入較粗的鋼筋和型鋼、鋼管形成土釘。土釘通長與周圍土體接觸，依靠接觸界面上的粘結(jié)摩阻力，與其周圍土體形成復合土體，土釘在土體發(fā)生變形的條件下被動受力。并主要通過其受剪工作對土體進行加固，土釘一般與平面形成一定的角度，故稱之為斜向加固體。土釘適用于地下水位以上或經(jīng)降水后的人工填土、粘性土、弱膠結(jié)砂土的基坑支護和邊坡加固。

（3）加筋土

加筋土是將抗拉能力強的拉筋埋置于土層中，利用土顆粒位移與拉筋產(chǎn)生的摩擦力使土與加筋材料形成整體，減少整體變形和增強整體穩(wěn)定性。拉筋是一種水平向增強體。一般使用抗拉能力強、摩擦系數(shù)大而耐腐蝕的條帶狀、網(wǎng)狀、絲狀材料，例如，鍍鋅鋼片；鋁合金、合成材料等。

五.土工織物加固法

通過在土層中埋設(shè)強度較大的土工聚合物、拉筋、受力桿件等，使這種人工復合的土體，能夠承受抗拉、抗壓、抗剪或抗彎作用，以提高地基承載力，減少沉降和增加地基穩(wěn)定性。它適用于各種軟弱地基。

加固法的基本原理是通過土體與筋體間的摩擦作用，使土體中的拉應力傳遞到筋體上，筋體承受拉力，而筋間土承受壓應力及剪應力，使加筋土中的筋體和土體都能發(fā)揮各自的作用。

常見的土工織物有土工格柵、土工帶及土工格室，其中土工格室除了能夠像土工帶和土工格柵一樣，能延緩或者切斷地基破壞的滑動面，從而使地基承載能力提高。而且，土工格室能對處于格室內(nèi)的土粒給予三維約束，使土粒與格室成為一個剛度遠大于地基的整體，它能較好分布施加在它上面的荷載，使地基受力較為均勻，從而提高地基承載力。

六.樁基法

當淤土層較厚，難以大面積進行深處理，可采用打樁辦法進行加固處理。鋼筋混凝土預制樁（鋼筋混凝土樁和預應力管樁）目前由于具有較強承載力，投資省，質(zhì)量有保證，施工速度快等特點，得到普遍運用。淤泥質(zhì)土層較厚地基處理還可以采用灌注樁，采用基巖或者硬土層作為持力層，灌注樁有沉管灌注樁和沖鉆孔灌注樁，但兩種方法灌注樁還存在一些技術(shù)難題，一是沉管灌注樁在深厚軟土中存在樁身完整性問題；二是沖鉆孔灌注樁存在泥漿污染問題，樁身混凝土灌注質(zhì)量，樁底沉渣清理和持力層判斷不易監(jiān)控等問題。

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