软土地基处理方法的探析

摘要：随着我国建筑工程项目的不断增多，软弱地基的处理变的越来越重要，软弱地基处理的好坏，不仅关系到工程建设的速度，而且关系到工程建设的质量，因此提高软弱地基处理方法具有重要的价值和意义。

关键词：软弱土；地基处理；方法

Abstract: With the growing number of construction projects in China, the soft ground handling become more and more important, the weak foundation of good or bad, not only related to the speed of project construction, but also to the quality of construction projects, thereby increasing the soft ground the approach has an important value and significance.Key words: weak soil; foundation treatment; method

中图分类号：TU471.8文献标识码：A

软弱土系指淤泥、淤泥质土和部分冲填土、杂填土及其他高压缩性土。由软弱土组成的地基称为软弱土地基。淤泥、淤泥质土在工程上统称为软土,由于软土地基的承载力较低,如果不做任何处理,一般不能承受较大的建筑物荷载。地基处理的目的主要是改善地基土的工程性质,达到满足建筑物对地基稳定和变形的要求,包括改善地基土的变形特性和渗透性,提高其抗剪强度和抗液化能力,消除其它不利影响。

1 软土地基的特征

软弱土系指淤泥、淤泥质土和部分冲填土、杂填土及其他高压缩性土。由软弱土组成的地基称为软弱土地基。淤泥、淤泥质土在工程上统称为软土,其工程特性如下：

1.1含水量较高,孔隙比较大 据统计,软土的含水量一般为35%～80%,孔隙比为1～2。

1.2压缩性较高 软土的压缩系数在0.5～1.5MPa-1之间,有些高达4.5MPa-1,且其压缩性往往随着液限的增大而增加。

1.3抗剪强度很低 软土的天然不排水抗剪强度一般小于20kPa。其变化范围约在5～25kPa。

1.4渗透性较差 软土的渗透系数一般在i×10-5至i×10-7mm/s(i=1,2…,9)之间。因此软土层在自重或荷载作用下达到完全固结所需的时间很长。

1.5 具有显著的结构性 特别是滨海相的软土,一旦受到扰动(振动、搅拌或搓揉等),其絮状结构受到破坏,土的强度显著降低,甚至呈流动状态。软土受到扰动后强度降低的特性可用灵敏度表示。我国东南沿海软土的灵敏度约为4～10,属高灵敏土。

2.软土地基形成的原因

软土地基是由淤泥、淤泥质土、杂填土、冲填土或者其它高压缩性土层形成的地基，这些地基基本上很少受到地质变动或者地形的影响，也从没有受到过地震、荷载等物理作用的影响，更没有受到土颗粒间化学作用的影响。软土地基是一种不良的地基，其稳定性非常的差、强度较低、压缩性较高、容易出现液化，沉降量也很大。第一步不考虑硬壳层对地基承载力的影响,按以下的地基承载力计算公式和计算方法,计算出不同固结度下的地基极限承载力(取x=0)如表1所示。

表1 道路工程软土地基极限承载力p(kPa)

计算实例

第二步考虑硬壳层对承载力提高的影响,根据有关研究[5],硬壳对软土地基承载力提高值

P可按下式计算:

式中h、C0、c0、

因此,软土固结度取0时,路基填土极限高度Hcr=(5718+ 49166)/1910=5166m,与坍滑时的实际填土高度接近。

3.软土地基处理方法存在的问题

3.1未能因地制宜合理选用处理方法。

在合理选用地基处理方法方面有时存在一定的盲目性。例如饱和软粘土地基不适宜采用振密、挤密法加固。根据工程地质条件和地基加固原理，因地制宜合理选用处理方法特别重要。在这方面，现在的问题是对几个技术上可行方案进行比较、优化不够。采用的不是较好的方法，更不是最好的方法。有时工程问题是解决了，但造价高和工期长。

3.2不能正确评价每种地基处理方法的适用性。

人人都承认每种地基处理方法都有一定的适用范围，但遇到具体问题就会盲目扩大其应用范围，对这种情况施工单位更应注意。

3.3施工机械简陋影响地基处理水平和质量。

近二十几年来，我国地基处理施工机械发展很快，许多已形成系列化产品。但应看到与我国工程建设需要相比较，差距还很大。还以深层搅拌法为例，不能很好保证施工质量不仅与施工单位素质有关，也与目前应用的施工机械水平有关。简陋的机械要保持稳定良好的施工质量是困难的。

3.4地基处理理论落后于实践。

从实践一理论一再实践的角度看，实践先于理论是一般规律，对土木工程更是如此。但重视理论研究，用理论指导实践也是很重要的。对地基处理各种工法及一般理论缺乏深入系统的研究也是发展中存在的问题之一。

3.5不少工法缺乏完善的质量检验手段。

完善的质量检验手段是保证施工质量的重要措施。目前不少工法缺乏完善的质量检验手段。前面多次提到的深层搅拌法也是如此。

4.加强软土地基的处理方法

软土地基的处理的方法主要以换土垫层法为主要的处理方法：

4.1换土垫层法的原理 换土垫层法是将基础下一定深度内的软弱土层挖去,回填强度较高的砂、碎石或灰土等,并夯至密实的一种地基处理方法。常用的垫层有:砂垫层、砂卵石垫层、碎石垫层、灰土或素土垫层、煤渣垫层、矿渣垫层以及用其它性能稳定、无侵蚀性的材料做的垫层等。

4.2垫层的设计要点 垫层的设计不但要满足建筑物对地基变形及稳定的要求,而且应符合经济合理的原则。其设计内容主要是确定断面的合理厚度和宽度。对于垫层,既要求有足够的厚度来置换可能被剪切破坏的软弱土层,又要有足够的宽度以防止垫层向两侧挤出。

4.3加筋法 加筋土是将抗拉能力很强土工合成材料埋置于土层中,利用土颗粒位移与拉筋产生摩擦力,使土与加筋材料形成整体,减少整体变形和增强整体稳定。

4.4灌浆法。用钻机成孔，将注浆管放入孔中需要灌浆的深度，钻孔四周顶部封死。启动压力泵，将搅拌均匀的水泥浆或水泥砂浆压入土的孔隙和岩石的裂隙中，同时挤出土中的自由水。水泥浆凝固后，土体与岩石裂隙胶结成整体。此法基本上不改变原状土的结构和体积，所用灌浆压力较小。适用于卵石、中、粗砂和有裂隙的岩石。如是粘性土，则用较高的压力灌入浓度较大的水泥浆或水泥砂浆。

4.5深层搅拌法。该方法通过水泥、石灰等建筑材料的固化剂，运用深层搅拌机械对各种材料进行搅拌，使得固化物和软土搅拌均匀，从而产生一系列的物理或者化学反应，这样就能够使得软土强度大大高于天然强度，其压缩性、渗水性比天然软土大大降低。该方法适合于各种成因的软土层，尤其是对于厚度较大的饱和软黏土。

4.6强夯法 强夯法,又称动力固结法,其用起重机械将80～300kN的夯锤起吊到6～30m高度后,自由落下,产生强大的冲击能量,对地基进行强力夯实,从而提高地基承载力,降低其压缩性,是我国目前最为常用和最经济的深层地基处理方法之一。

4.7当预压荷载要求大于8t/m2 时，可以在真空预压的同时并在膜上堆载，堆载预压时在地基中产生的附加应力与真空预压时降低地基的孔隙水应力，两者均转化为新增加的有效应力并且可以叠加。这样既有真空预压的作用，又有堆载的作用。其结果是：地基土体由于抽真空而发生向内收缩变形，因而堆载荷重可以迅速施加，而不会引起土体向外挤压破坏，同时由于真空代替一部分荷重，降低了堆载的高度，减少了堆载的工作量。

4.结束语。

通过对软弱地基的处理，改良各种不良地基，使得满足各种大型和高程建筑的需要。在软弱地基处理的时候，要结合拟建区域内地基土的组成及力学性质等实际情况，采用不同的地基处理方法，保证工程建设的质量，取得良好的经济效益和社会效益。