软土地基上的基础的处理措施

近几年来，我国建筑行业发展迅速，人们对软土地区地基工程建设的重视程度有所提高。由于国内地理条件的差异性及复杂程度较大，加之人们对软土地基的认识度仍不够高，引发了很多工程事故。在本研究中，笔者提出了建筑工程软土地基施工中的基础问题，并针对这些问题进行详细的分析，提出了相应的处理措施，以期为软土地基工程施工提供帮助。

建筑工程施工过程难免要在软土地基上进行，形状不良的软土地基会对整个水利工程造成不良的影响甚至存在安全威胁。软土是指天然孔隙比大于等于 1，天然含水量大于等于液限的，一种软塑至流塑状态的，承载能力低、压缩性高的饱和黏性土。软士地基的特点有含水量高、压缩性高、孔隙相对较大、抗强度低等等。由于软土地基基础施工对建筑工程具有较大的影响，所以在建筑施工的过程中一定要处理好软土地基基础问题，以增强建筑物的使用性能。

1.软土地基治理的必要性

1.1 软土基地的基本特性

软土地基就是指一些强度比较低且压缩性比较差的软弱土层，它有四种基本特性。首先是黏粉粒的含量相对而言比较高，在此基础上天然含水率也比较大，因此在实际的地基环境下通常都是以流塑的状态存在，空隙率比较大且干容重小；其次，软土地基的渗透性微乎其微甚至是没有；再次，软土地基具有较高的塑性和压缩性，灵敏度比较高，然而固结系数小，因此，在建筑物沉降方面，建筑物地基沉降量大，极易造成建筑物的不稳定；最后，由于软土具有渗透性差、易触变、易流变，压缩性高的特性，所以软土地基的强度通常是非常低的。

低透水性是软土地基的基本特性之一，土体具有被流体透过的性质称为土体的渗透性。土体的渗透性常用渗透系数来描述其渗透能力。对于软土而言，其透水性能差，垂直渗透系数比较小，对地基排水固结及其不利，主要表现在建筑物沉降延续时间长。在加载初期，地基中常出现较高的孔隙水压力，影响地基的强度。根据有效应力原理，在总应力不变的情况下，其有效应力将难以增加，因而，软土地基的强度也将难于提高。故解决软土低渗透性的着眼点一般都集中在软土的排水固结上。触变性大也是软土地基的一个特性，软土的触变性一般是指，受到振动后的原状土在其结构连接受到破坏后，土的强度降低或原状土会形成稀释状态的一种性状。土质触变性的大小一般以灵敏度来表示，软土的灵敏度很高，触变性能非常大，而当软土地基受振动荷载后，极易产生沉降、侧向移动以及基地两侧挤出等现象，破坏建筑的稳定性。另外软土地基的流变性很高，软土的变形，除了在对软土进行排水固结时易引起变形外，在剪应力的作用下，软土还会发生缓慢的长期剪切变形。软土的流变性对建筑物地基的沉降有较大的影响，对斜坡、堤岸、码头等各类建筑的地基稳定性极为不利。软土的高压缩性表现在压缩系数大。在垂直压力为100kPa 左右的压力下，这类软土大部分都会发生压缩变形。反映在建筑物沉降方面即为建筑物地基沉降量大，尤其是沉降的不均匀性，极易造成建筑物的不稳定甚至导致建筑物的开裂和损坏。软土地基还具有低强度性。它是软土的又一明显工程特。由于软土首先具有渗透性差、易触变、易流变，压缩性高的特性，软土地基一般强度比较低，在不排水时抗剪度一般均在20kPa以下。最后一点，软土地基具有不均匀性。由于长期在不同沉积作用下，沉积环境的改变使得黏性土层中常常局部夹有厚薄不均的粉土或其他土类。这就造成了局部软土水平或垂直分布上有所差异，作为建筑物地基时则容易因为受力差异而产生变形导致不均匀沉降。

1.2软土地基上基础处理的必要性

我国的地质情况比较复杂，造成了不同地区软土的差异，但总体来说可分软粘性土、淤泥、淤泥质土、泥炭质及泥炭等五种类型。尽管这些软土的物理性能各不相同，但也存在着一些共性，就是会对建筑物或带来损坏。在建筑工程土软地基上的基础施工中，通常会遇到地基强度以及承载能力和变形强度无法达到建筑设计要求的问题，因此，在进行具体的软土地基上的基础设计施工之前必须采取有效的施工技术控制处理措施，加固和强化地基强度，软土地基上基础设计处理措施的科学性和有效性，对于确保整个工程后续方面的施工进度和施工质量具有十分重要的意义。

1.3软土地基失稳的原因

引起软土地基上堤防滑动破坏的原因是软弱地基中某一面上的剪应力大于等于它的极限抗剪强度。究其原因主要有两个方面：一是由于剪应力的增加。例如：堤防加高加宽引起堤身重量加大、降雨使土体容重增加、水位降落产生渗透压力，地展和打桩引发动荷载等。二是由于软土地基本身抗剪强度的减小。例如：孔隙水压力的升高、气候变化干裂和冻融、粘土夹层因浸水而软化以及粘性土的蠕变等。根据《堤防工程设计规范》GB50286一98规定，假定滑动面以上土体为刚体，并以它为脱离体，分析在极限平衡条件下其上的全部作用力，并以整个滑动面上的平均滑动力与平均阻滑力之比来定义它的安全系数，即：一堤防稳定安全系数等于一作用于滑动面处的平均阻滑力比上，一滑动面处土体的平均滑动力当比值大于1时时土体处于稳定状态，相反，当比值小于1时土体处于滑动状态或有滑动的趋势，K等1时土体处于临界状态

2.软土地基的基础处理措施

2.1用水泥土搅拌桩法处理软土地基

利用水泥土搅拌桩法处理软土地基可以有效地加固地基。水泥搅拌桩主要是通过利用水泥和石灰等原材料制作成固化剂，然后使用深层搅拌机将软土地基深处的软土同制作的浆液或者粉体进行均匀搅拌而形成具有一定强度的结构。该过程中，地基软土会与制作的固化剂发生相应的理化反应，从而增加软土的整体塑性和水稳定性，实现进一步的加强地基强度的过程。采用水泥搅拌桩技术处理软土地基上的基础措施可以很大程度上提高工程地基的承载能力，减缓建筑物的沉降速度，把地基承担的荷载力度进行相应有效的分摊，这样，就达到了在软土地基上施工的要求。

2.2用垫层法处理软土地基

垫层法就是把靠近堤防基底的不能满足设计要求的软土挖除，代以人工回填的砂、碎石、右渣等强度高、压缩性低、透水性好、易压实的材料作为持力层。其优点是可以就地取材、价格便宜、施工工艺比较简单。适用于软土埋深较浅、开挖方量不太大的场地。其中，砂垫层法比较常用，它适用于地基上部软土层极薄且含水量较多时，具体做法为在软土地基上敷垫 0.5m～1.2m 厚的砂垫层，以达到固结软土层的效果，帮助砂垫层发挥上部排水层的作用。另外，砂垫层也能作为填土内的地下排水层，对填土内的水位起到降低的作用。填土及地基处理施工能够为施工机械创造优越的通行条件。在有关软土地基的施工中，经常采用这种方法来处理软土地基。

2.3用强夯法处理软土地基

如果建筑工程的软土地基形式限于地基土层之间孔隙较大、含水量较高但土质黏性较好且比较柔软的特征条件下，我们就可以采用重锤强夯的方法，增加土体的密实程度，从而实现土体承载能力的加强，这就是强夯法软土地基处理措施。具体的操作方法是将80KN的夯锤吊起后让锤自由落下，对土进行夯实。经夯实后的土体孔隙压缩，同时，夯点周围产生的裂隙为孔隙水的出逸提供了方便的通道，有利于土的固结，从而提高了土的承载能力，而且夯后地基由建筑物荷载所引起的压缩变形也将大为减小。这个方法能够利用重锤的强大冲击作用，达到压缩土体，缩小土体孔隙并排除土体内水分，当土体随着后续的干燥过程能够快速固结，形成具有较强承载能力的硬质土质，进一步提升软土地基的承载能力。强夯法适用于河流冲积层、滨海沉积层黄土、粉土、泥炭、杂填土等各种地基。

2.4表层排水法和添加剂法

建筑施工中，经常采用表层排水法来处理软土地基。表层排水法适用于含水量过大而造成的软土地基。其具体操作方法为：填土之前要在地表面开挖沟槽，将地表水完全排除。目的是降低地基表层部分的含水率，并能保证施工机械顺利进行。在施工中，需要采用透水性好的砂砾或碎石，才能保证开挖出的

沟槽在施工中达到肩沟的效果。当地面表层为粘性土时，可采用添加剂法，即在表层粘性土内加入一定的添加剂，使地基的压缩性能和强度特性改善，确保施工机械的正常行驶，对高填土稳定性提高形成帮助。目前常常采用生石灰，熟石灰、水泥作为添加材料。

2.5处理软土地基的其他方法

除了以上的几种方法，我们还会使用堤身自重挤淤法、抛石挤淤法、真空预压法、预压砂井法、振动水冲法、旋喷法以及土工合成材料加筋加固法等方法对软土地基进行处理。利用这些方法，同样可以达到夯实地基的效果。其中，堤身自重挤淤法就是通过逐步加高的堤身自重将处于流塑态的淤泥或淤泥质土外挤，并在堤身自重作用下使淤泥或淤泥质土中的孔隙水压力充分消散而增加有效应力，从而提高地基的抗剪强度能力。在挤淤过程中为了不致产生不均匀沉陷，施工时应放缓堤坡、减慢堤身填筑速度，分期加高。该方法具有节约投资的优点和施工期长的缺点。适用于地基呈流塑态的淤泥或淤泥质土，且工期不太紧的情况。抛石挤淤法该方法就是把一定量和粒径的块石抛在需要进行处理的淤泥或淤泥质土地基中，将原基础处的淤泥或淤泥质土挤走，从而达到加固地基的目的。通常将不易风化的石料（尺寸一般不宜小于30m）抛填于被处理堤基中，抛填方向根据软土下卧地层横坡而定。最后在上面铺设反滤层。这种方法施工技术简单、投资较省，常用于处理流塑态的淤泥或淤泥质土地基。土工合成材料加筋加固法是将土工合成材料平铺于堤防地基表面进行地基加大，能使堤防荷载均匀分散到地基中。当地基可能出现塑性剪切破坏时，土工合成材料将起到阻止破坏面形成或减小破坏发展范围的作用，从而达到提高地基承载力的目的。此土工合成材料外与地基土之间的相互磨擦将限制地基土的侧向变形，从而增加地基的稳定性。

3.几种具体软土地基处理方法及注意事项

3.1 对古河道等软土地基的处理

在处理暗浜、墓穴、古河道、暗塘时，要依照具体情况进行分析。当所处理软土覆盖范围不大时，一般采用地基基础加深的方法，当软土覆盖范围较大时，一般通过打入短桩进行地基处理。常用的短桩类型有沙桩、旋喷桩、碎石桩、灰土桩、预制桩等。在软土厚度不大时，多采用换土垫层法处理；如果是软土覆盖宽度比较小，那么就要采用基础梁跨越处理。

3.2 对不均匀软土地基的处理

一般来说，对于不均匀软土土质分布的地基，一般较多采用机械碾压法或夯实法。对于浅层软层土质地基宜用换土垫层法进行处理。对厚层软土地基进行处理时，一般多采用真空预压堆载预压法或沙井、袋装沙井、塑料排水板与堆载预压相结合以及深层搅拌等多种方法。如果是荷载量大、沉降限制严格的建筑地基，一般较适宜采用桩基。

3.3软土地基处理注意事项

在进行软土地基处理时，要做好技术交底和质量监理工作。技术人员要讲明地基处理方法的原理、技术标准和质量要求，施工处理中有专人跟班，负责质量监理。另外，还要进行处理效果检验。即在软土地基处理施工完成后，经必要的间隔时间，采用多种手段检验地基处理的效果，同一地点地基处理前后定量指标发生的变化加以说明，以便指导工程实施。了解软土地基处理的注意事项，是做好软土地基处理工作的必然要求。

3.4根据地质和施工条件选择加固方法

在设计过程中，要考虑多方面因素，比如施工过程占地应尽可能多些，施工工期要合理安排，不能过于紧；材料应该选择容易获得的等等。在选用了较好的地基加固方法之后，还要对施工进行有效地管理，这样才能取得最佳效果。在地基加同过程中，应当将对周围环境的影响考虑在内。具体说来包括，新填土会对原有道路侧向挤压位移或沉降；进行打桩等施工时会出现噪声，干扰居民的正常生活等等。因此，运用科学的管理方法进行管理是很有必要的。

4.结语

总而言之，软土地基给建筑施工带来了很多难题，如果这些问题得不到及时解决，就会严重影响建筑工程的质量。因此，我们要了解软土基地的性质，掌握解决软土地基施工问题的方法。在面对软土地基施工问题时，我们要做到具体问题具体分析，因为每种处理措施都不是适合于所有工程情况的，它们有待进一步的研究和改善。施工人员要结合实际情况，采取适当、具体的处理措施，以保证软土地基建筑工程的施工质量。