建筑基础选型及软土地基处理方法探析

本文分析了建筑基础选型中软土地基的处理方案。

所谓软弱土地基指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂质土或其他高压缩性土层构成的地基，也称软弱地基。软土的抗剪强度低、压缩性高、透水性低、触变性、流变性以及不均匀性。针对软土地基处理方法通常有：机械压实法、强夯法、换土垫层法、预压固结法、挤密法、振冲法、化学加固法等。

1.软土地基的处理方案

1.1垫层法

在对软土地基进行加固中所使用的垫层法，主要用于软土地基的浅层处理方法，其中包括加筋碎石垫层法、换土加筋垫层法以及换土垫层法，其主要用于冲填土、淤泥质土以及淤泥等软土地基上的浅层处理，先利用机械或者是人工的方式就路基下的软土挖除，然后将其换填为一些强度较高的粘性土或者是卵石以及砂石等材料。在具体的施工过程中一般都是先将软土层中的淤泥以及腐殖土进行清除，一般清除厚度在80cm左右，然后最好是分为两层进行换填，在底层填上40cm的卵石、上面是40cm的砂石，这样分层压实所起到的加固效果要明显的多。

1.2抛石挤淤法

抛石挤淤法主要用于一些常年积水的低洼地带，这些路面的排水施工比较困难，其表土层的厚度较薄，且呈现出流动的状态，还包括一些片石可以沉到底部的泥沼以及厚度小于3m的软土路段。在该方法中所抛投的片石，其粒径最好不要小于30cm，即使包含粒径小于30cm的也不能超过总含量的20%。在具体的施工过程中要先从路堤的中部开始，先向前抛投，然后在依次往两侧展开，从而将淤泥从两侧挤出，在此基础上再用重型压路机反复碾压直至压实，上面再铺设一层反滤层，最后填土碾压，这种加固方法所取得的效果也是很明显的。

1.3排水固结法

该方法适用于饱和粘土，有机质粘土的地基处理。排水固结法的排水系统由水平排水砂垫层和竖向排水体构成，主要起到改变地基原有排水边界条件，缩短地基孔隙水的排水距离，加速软土地基固结过程的作用。当软土层较薄且靠近地表或土的渗透性较好，施工期较长时，可以在地面铺设砂垫层而不设置竖向排水体。水平砂垫层厚度一般为50cm，采用中砂或粗砂，有机质含量不大于1%，不得含有粗块和其他杂物，含泥量不得超过5%。水平砂垫层宽出路基两侧各1m，并确保排水畅通。竖向排水常选用袋装砂井或塑料排水板。塑料排水板法的施工机具主要是插板机。竖向排水与水平砂垫层应连通，施工前应先铺30cm厚砂垫层，3%～4%横坡，然后施工竖向排水体。对塑料排水板（袋装砂井）处理软土路基，地基固结较好，状态正常，它既有排水固结的作用，又能起挤密地基作用，且施工设备简单。

2.其他对软土地基加固的方案

2.1开挖换填（换土垫层法）

定义：在冲刷较小的软土地基上，地基的承载力和变形达不到基础设计要求，且当软土层不太厚（如不超过3m）时，可采用较经济、简便的换土垫层法进行浅层处理。即将软土部分或全部挖除，然后换填工程特性良好的材料，并予以分层压实，这种地基处理方法称为换填垫层法。垫层处治应达到增加地基持力层承载力，防止地基浅层剪切变形的目的。

适用范围：适用于软弱土层位于地表，换挖深度不超过3m的场合垫层法的作用表现在以下三个方面， 第一： 提高浅基础下地基的承载力； 第二： 减少地基的沉降量； 第三： 加速软弱土层的排水固结。

垫层的设计要在满足强度、变形两个方面的要求下，确定合理的厚度h和垫层宽度b。

2.1.1 垫层厚度 一般根据垫层底面处土的自重应力与附加应力之和不超过同一标高处软弱土层（经深度修正后）的承载力特征值确定。

即≤ （8.1）

式中――垫层底面软弱土层经深度修正后的地基承载力的特征值，KPa；

――垫层底面处的自重应力，KPa；

――垫层底面处的附加应力，KPa ；可按应力扩散角法计算，即：

2.1.2 垫层宽度 垫层宽度的确定，应满足两条原则：1）满足应力扩散的要求 ；2）防止垫层向两边挤出。

按应力扩散的要求，垫层底面宽度b′应满足：

b′≥b+2htan

当垫层厚度与宽度确定以后，根据基坑开挖边坡延伸至地面，即可得到所需设计断面。但垫层顶面每边宜比基础底边b大0.3 m。

2.2抛石挤淤

适用于排水困难的洼地，而软弱土层易于滑动，厚度又较薄，表层无硬壳，石料来源充分。

2.3爆破挤淤

适用于换填深度超过3m，需要快速施工且允许爆破的场合。对于稠度较大的软土采用先爆后填，对于稠度小的软土，可以先填后爆破。

3.结语

软土是指在滨海、湖泊、谷地、河滩上沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性强和承载力低的软塑到流塑状态的细粒土，如淤泥和淤泥质土，以及其他高压缩性饱和黏性土、粉土工程地质特征：抗剪强度低、压缩性高、透水性低、触变性、流变性、不均匀性等。在软土地区修建桥梁或其他建筑物，首先应对地质、水文状况进行详尽的勘察，查明欲建场地软土的地质及工程特性，掌握全面的、翔实的第一手资料，这是正确设置桥跨或其他结构物，选择适当结构类型的首要条件，也是设计和施工能紧密结合实际情况，采取有针对性工程措施的关键环节。其中软土地基的强度、变形和稳定是工程中必须全面充分注意的问题，是造成建筑工程或其他建筑物产生过大或差异沉降、位移、倾斜、开裂和失稳等严重损坏事故的主要原因。因此我们务必要合理布设建筑工程的位置规划，另外，为保证地基稳定并控制沉降在容许范围内，作为设计者应从减轻荷载和提高地基承载力两方面着手。对于上部结构设计来说，控制建筑物的长高比，采用轻型材料，充分利用硬壳土层作持力层，加强基础的刚度和强度等都是有利地基稳定，减少沉降和不均匀沉降的有益措施。

参考文献

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（作者单位：宿松县规划建筑设计院安徽安庆246500）