土建地基处理技术问题分析

摘要：随着我国国民经济的高速发展，建筑用地资源日趋紧张，为了合理地利用这一资源，使天然地基得到补强加固，以提高地基强度，保证地基的稳定性；降低地基的压缩性，减少地基的沉降和不均匀沉陷；为消除地基土的振动液化潜势及消除湿陷性土的湿陷性、膨胀性土的膨胀性等各种土质的不良特性，以改善地基条件，达到满足地基强度、变形及其稳定性要求，这就是地基处理技术在理论和实践中研究与解决的课题。本文主要介绍了当前我国公路施工中常常用到的五种软土地基的处理方法：排水固结法、钢筋混凝土桩网(板)结构、水泥土搅拌法、碎石桩和组合复合地基。

关键词：公路施工；软土地基；处理技术

中图分类号： X734 文献标识码： A

在当前我国的公路施工中不可避免的就会遇到一些软土地基问题，而软土地基的处理在公路路基的铺设过程中又是比较麻烦的一步操作，因此在施工中我们遇到软土地基时，必须采取一定的措施来进行必要的处理使得这种路基发生一定的变化以适应公路的建设，目前我国常用的软土地基处理方法不外乎以下五种，下面简要的介绍一下这几种处理方法。

1 排水固结法

排水固结法地基处理能否满足工程要求,主要取决于地基土层的固结特性、土层厚度、预压荷载和预压时间等因素。如果软土层不太厚或固结系数比较大, 不需要很长的时间就可获得较好的预压效果。反之,预压时间可能很长,因此限制了排水固结法的使用。高速铁路对路基沉降变形有严格的控制标准,对一些抗剪强度过低或有机质丰富的饱和软黏土层,即使采用砂井堆载预压法进行地基处理,其工后沉降量和固结时间仍难以满足路基设计要求。工程实践经验表明,采用袋装砂井及塑料排水板处理地基,其工后沉降难以满足高速铁路地基要求,因此,在采用排水加固法处理高速铁路软基时需非常谨慎。

2 钢筋混凝土桩网(板)结构

钢筋混凝土桩网(板)结构中的桩通常采用钢筋混凝土现场灌注,桩长一般不受限制,因此当软土层厚度超过 20m,在采用其他复合地基结构无法满足要求时,往往采用钢筋混凝土桩网(板)结构。在日本高速铁路改良线路中,有 72.7%采用网桩工法(桩网复合地基) 。该工法是在软弱地基上打桩,桩底支承在承力层上,桩顶用网眼状钢筋相连结,然后在其上铺设土工布,用以支承填土荷载。工程实践表明,该工法控制沉降十分有效。钢筋混凝土桩网（板）结构的不足之处是成本高,如果其他复合地基能够满足工程要求,一般不予采用。

3 水泥土搅拌法

水泥土搅拌法是加固饱和软粘土地基的一种新方法。它利用水泥、石灰等材料作为固化剂,通过特制的深导搅拌机械边钻进边往软土中喷射浆液或雾状粉体,在地基深处就地将软土和固化剂强制搅拌,固化剂和软土之间产生一系列物理化学作用,形成的抗压强度比天然土高得多,且具有整体性、水稳性的水泥加固土桩体。根据施工方法的不同,水泥土搅拌法分为水泥浆搅拌法和粉体喷射搅拌法,形成的桩体分别习惯称为搅拌桩和粉喷桩。

水泥土搅拌法是一种有效的地基处理方法,具有成桩效率高、成本低、施工占地面积小、施工现场周围无污染,并且施工过程中无振动、无噪音等特点,最适用于加固各种成因的饱和软粘土,尤其是 20 m 深度范围内没有理想持力层的软土地基。目前,国内采用水泥土搅拌法加固的土质有淤泥、淤泥质土、地基承载力标准值不大于 120kPa 的粘性土和粉性土地基。

4碎石桩

碎石桩是以碎石（卵石）为主要材料制成的复合地基加固桩。其加固机理在松散砂土与粘性土中有所不同:在松散砂土中,主要是发挥砂石对砂土的挤密作用、排水减压作用和砂基预振效应;而在粘性土中,主要是对软土的置换作用。根据施工工艺不同,碎石桩可以分为振冲碎石桩、干振碎石桩、沉管碎石桩、强夯碎石桩等,主要适用于处理砂土、粉土、粉质粘土等地基。

水泥粉煤灰碎石桩简称 CFG 桩,是在碎石、石屑、砂石和粉煤灰中掺适量的水泥加水拌和, 用各种成桩机械在地基中制成强度等级为 C5～C25 的桩。处理方法是通过在碎石桩体中添加以水泥为主的胶结材料,使桩体获得胶结强度,并从散体材料桩转化为具有某些柔性桩特点的高粘结强度桩。

CFG 桩适用于处理粘性土、粉土、砂土和淤泥质地基,既可用于挤密效果好的土,又可用于挤密效果差的土:当 CFG 桩用于前者时,承载力的提高既有挤密作用,又有置换作用;当 CFG 桩用于后者时,承载力的提高只与置换作用有关。

CFG 桩和其他复合地基的桩型相比, 其置换作用很突出, 这是 CFG桩的一个重要特征。CFG 桩在建筑、市政、高速公路等工程中已有广泛应用。以前在铁路工程中较少应用,近期在客运专线中大量使用,已成为处理客运专线软基的主要加固措施。市政工程中根据工程条件选用合适的地基加固措施,对于工程安全至关重要。资料分析表明, CFG 桩在我国市政工程中应用很广,在地基处理工程中占了较大比重,有必要加强对其设计方法和加固效果的研究,以确保其在市政工程中的成功运用。

近年来 CFG 桩在我国公路施工软基处理中广为应用,该桩型的处理深度可达 20 m。研究表明,与水泥搅拌桩(搅拌桩、粉喷桩)复合地基相比, CFG 桩复合地基的桩土应力比要大,而且一般而言 CFG 桩的桩身质量也比水泥搅拌桩更易得到保证。但研究表明,水泥搅拌桩和 CFG 桩为“悬浮桩”时,下卧层的加固沉降仍较大,应用这种桩型时,一般应谨慎采用“悬浮桩”。

5组合复合地基法

在工程实践中，处理软土地基往往都倾向于采用一种复合地基处理方法，要么采用排水固结法、碎石桩等柔性复合地基，要么采用 CFG桩、PCC 桩等刚性复合基础，很少将柔性复合地基与刚性复合地基相结合。若将两种地基加以组合，构成半刚性复合地基，能充分利用这两种复合地基的优点，以尽量弥补其相互之间的缺点，那将更适合于受动力荷载作用的公路工程的软基处理。

在柔性复合地基中，袋装砂井优势较为突出，迄今为止，已在软基处理工程中得到了大量的实践。在工期允许的条件下，它不仅施工较为简单。而且最重要的是造价低廉，具有排水、迅速消散孔隙水压力的特点。其主要的缺点是路基沉降较大，还必须配合预压工程，需要较长的工期。袋装砂井所组成的复合地基，是传统单一的复合地基，属于柔性复合地基。x 型薄壁管桩是一种新型的一种软基处理方式，它结合了Y 型沉管灌注桩和薄壁管桩的优点，属于刚性复合地基。其主要优点为路基沉降较小，能迅速提高软土地基的承载力，对桩周土具有挤密作用，但排水较差，对袋装砂井而言，成本相对偏高。由袋装砂井所构成的柔性复合地基、x 型薄壁管桩所构成的刚性复合地基和垫层共同作用构成半刚性复合地基，能充分利用相互的优点，克服相互的缺点是一种较为理想的软土地基处理方式。工程中要充分利用 x 型薄壁管桩的侧摩阻作用，可以将其作为纯摩擦桩，亦可为间于端承桩和纯摩擦桩两者之间的摩擦桩。在设计其长度的时候，考虑到造价及其相互作用机理的情况下，袋装砂井的长度一般要长于 x 型薄壁管桩的长度。x 型薄壁管桩可视具体工况来决定是否将其置于持力层上，但袋装砂井一定要穿过软土层，放置于持力层中，这样才能完全发挥袋装砂井的作用。

结语

综上所述，在公路施工当中遇到软土地基处理时我们可以选用的软土地基处理方法有很多，具体到实际情况中如何选择还需要我们根据具体情况进行必要的选择。公路软土路基的处理中，软土路基的鉴定、路基处理的设计及施工对于公路软土路基的处理结构都有着重要的影响。因此，对施工全过程实施有效的质量控制和管理是必要的，在交工验收时，施工单位应提交完整真实的施工原始记录、试验检测数据、分项工程自检数据等质量保证资料，以此来为工程质量保驾护航。

参考文献

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