浅论工程中软土地基的处理方法

摘要：本文对软体地基的特点、处理方法进行了一些阐述，对于软土地基的处理按工艺分类进行了介绍，以此来达到科学有效的施工目的。

关键词：软土；软土地基；强夯；注浆

中图分类号：TU47 文献标识码：A

何为软土地基，地质学上把淤泥、淤泥质土以及天然强度低、压缩性高、透水性小的一般粘性土统称为软土。根据《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》规定：符合天然水含水量≥35%或液限、天然孔隙比≥1.0、十字板剪切强度＜35Kpa等三项指标的称软土；而对于对高速公路路基定义为：标准贯击数小于4，无侧限抗压强度小于50Kpa，含水量大于50%的粘性土和标准贯击数小于10，含水量大于30%的砂性土统称为软土。其主要包括淤泥、淤泥质土、杂填土及其它高压缩性土层。其工程性质特点为空隙比大，具有高压缩性，抗剪强度低，易发生触变性、流变性。

软土层如在施工中出现，难以满足施工要求规定的强度值，满足不了相应的密实度要求，在建筑物施工过程中和完工后，往往会发生失稳或过量沉陷，造成工程事故。因此，在施工前，必须对出现软土地基的部分进行处理，其主要方法是通过换填、夯实、挤密、排水固结和注浆固结等方法对地基土进行加固，用以改良地基土的工程特性。达到提高地基的抗剪强度、降低压缩性、改善透水特性、改良地基的动力特性、改善特殊土的不良地质特性。

1、换填法：

换填法一般用于浅层软土地基处理，这种方法先挖除地表软弱土层或基底下需处理范围的软弱土，再分层回填强度大、压缩性小、性能稳定的材料，并采用机械夯压密实，形成新的地基持力层。对于不同特点的工程，还应考虑换填的材料的强度、稳定性、密度、透水性和对环境的影响等方面，一般换填材料多用碎石、石渣、矿渣、灰土和素土等。

在换填时还可以进行加筋换填，即在换填的材料中逐层铺设合成材料，使换填材料和加筋相结合，筋体作为抗拉构件，能够约束土体的侧向变形，改善换填部分的强度与变形能力，增强整体性，从而降低软土地基的不均与沉降。

当换填工程量巨大时，尤其应当考虑当地材料的性能及使用条件。此外还应考虑施工机械设备类型、适用条件等综合因素，从而合理地进行换填施工，保证工程质量和经济效益。

换填法其优点具有工期短、工艺相对简单、造价低，但是施工时要仔细考虑考虑换填材料的碾压厚度、碾压密实度、材料的抛填和碾压顺序等关键工序。其缺点是由于仅对软土地基作表层处理，其地基强度的提高、变形性质的改善等相对有限，承受的建筑物荷载不宜太大。因此不适用于建筑物的荷载较大的工程，若用于建筑物的荷载较大的工程时，则需和其他方法联合使用。

2、夯实法：

夯实法包括重锤夯实和强夯法。

重锤夯实就是利用起重机械将特制的重锤（一般不大于80KN），提升到一定高度后（一般不超过6m），使其自由下落，重复夯击地表浅层土体，使地表面形成一层较为均匀的硬壳层，从而达到提高地基表层土体强度，其重锤的夯击能量要远远小于强夯的能量。适用于地下水位0.8m以上稍湿的地基，但当夯击对邻近建筑物有影响时，或地下水位高于有效夯实深度时，不宜采用。重锤表面夯实的加固深度一般不大于3m，是对浅层土进行加固，属于压实机理。

强夯法是用起重机械将大吨位夯锤（一般大于100KN）,起吊到高处（一般大于10m），使其自由落下，多次撞击地面，对土体进行强力夯实，以提高地基强度，降低地基的压缩性，又称为动力固结法。是用很大的冲击能，使土中出现冲击波和很大的应力，迫使土中孔隙压缩，土体局部液化，夯击奌周围产生裂隙，形成良好的排水通道，土体迅速固结。重锤表面夯实的加固深度一能达到30米，是对深层土加固，主要是动力固结，动力密实原理。

3、挤密法：

挤密法根据施工形式不同分为灰土挤密桩、砂石桩和水泥粉煤灰碎石桩。

灰土挤密桩：利用打桩机械沉管成孔，在孔内填置一定比列的灰土，并边填边击实。主要原理是利用成孔过程中，沉管对土体的挤密作用和新鲜的生石灰成桩时对桩周围土体的脱水挤密作用使周围土体固结；同时由于一系列的物理-化学反应、桩身与桩周围土硬壳组成变形模量较大的桩体，同原地基土形成复合地基，从而提高了地基承载力。适用于处理地下水位以上、天然含水量12％～25％、厚度5～15m的素填土、杂填土、湿陷性黄土以及含水率较大的软弱地基等。

砂石桩：利用打桩机械振动沉管或锤击沉管成孔，分层填入碎石、卵石、角砾、圆砾、砾砂、粗砂或石屑等硬质材料，并夯实，形成桩体。其原理与灰土挤密桩相同，利用成孔过程中，沉管对土体的横向挤密和振密作用，使桩周围土体向四周挤压，地基土体得以挤密，桩体与地基土构成复合地基，从而提高地基承载力。适用于挤密松散砂土、素填土和杂填土等地基，起到挤密周围土层、增加地基承载力的作用。

水泥粉煤灰碎石桩：水泥粉煤灰碎石桩是近年发展起来的处理软弱地基的一种新方法，又简称为CFG桩。目前国内常用的机械为长螺旋钻孔、管内泵压灌注CFG桩法，它的桩身材料由水泥、粉煤灰和碎石三者构成的，类似于低标号混凝土，实际工程中，也经常采用低标号的混凝土（强度小于C25）.也可采用其他机械成孔，如振动沉管成孔、人工洛阳铲成孔及泥浆护壁成孔等工艺。同时，桩顶应铺设150-300mm后的砂石垫层，其作用使桩间土与基底紧密接触，从而使桩间土的承载力能充分发挥，提高复合地基承载力。此法适于处理粘性土、粉土、砂土，对于淤泥质土和人工填土需谨慎使用。

4、排水法：

排水法，也可称作排水固结法，适用于淤泥质土、冲填土和黏性土地基，其原理是在荷载作用之下，将饱和软黏土空隙中的水分挤出来，将土体效应力提升上来，使土的强度能够强化起来。同时利用袋装的砂井与塑料排水带等工艺，使排水效果能够呈现出来，为土层的加固效果的提供辅助手段。

排水法有堆载预压法和真空预压法。

堆载预压法是指在建筑物建造前，就地取材用砂石土料等材料作为荷载，荷载与建筑物重量相差不多，对建筑场地进行堆载预压，使地基土在此荷载作用下得到压密固结，使土体中的水通过砂井或塑料排水板排出，逐渐固结，土体强度逐步提高。有时为了加速压缩过程，可采用比建筑物重量还要大的堆载进行超载预压。

真空预压法是指在需要加固的软土地基内设置砂井或塑料排水板，然后在地面上铺设砂垫层，再覆盖一层或几层不透气的密封膜使之与大气隔绝。然后采用真空泵抽气，使排水通道保持较高的真空度，在土的孔隙水中产生负压，孔隙水逐渐被吸出达到预压效果，从而使土体达到固结。

在实际施工中，往往结合使用，采用真空—堆载预压法，先进行真空预压，达到设计要求后，再进行堆载，并继续抽气，使得土体快速固结，从而提高地基的承载力和稳定性。

5、注浆固结法：

注浆固结法常用的有深层搅拌法和高压喷射注浆法。

深层搅拌法：它利用水泥、石灰、粉煤灰等材料作为固化剂，通过深层搅拌机械，在地基深处将软土层和固化剂强制搅拌混合，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理—化学反应，使软土层硬结成具有一定强度，从而提高其承载力。其利用深层搅拌机，深入到软土层，并从不断回转的中心轴端向四周被搅拌松的土中喷出浆体或粉体固化剂，硬化而成柱。从而提高软土地基承载力，减少沉降量。该法施工过程中无振动、无污染，对周围环境及建筑物无不良影响。适用于处理淤泥、淤泥质土、杂填土、高饱和度的粉土和含水量较高的粘性土地基。

高压喷射注浆法：利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻入(或置入)至土层预定的深度后，以20一40MPa的压力把浆液或水从喷嘴中喷射出来，形成喷射流冲击破坏土层，形成预定形状的空间，当能量大、速度快和脉动状的喷射流的动压力大于土层结构强度时，土颗粒便从土层中剥落下来，一部分细粒土随浆液或水冒出地面，其余土颗粒在射流的冲击力、离心力和重力等作用下，与浆液搅拌混合，并按—定的浆土比例和质量大小，有规律地重新排列。这样注入的浆液将冲下的部分土混合凝结成加固体，从而达到加固土体的目的。它具有增大地基强度、提高地基承载力、止水防渗、减少支档结构物土压力、防止砂土液化和降低土的含水量等多种功能。

结语

以上所谈到的地基处理方法，是施工中常用的工艺方法，但是关于软土地基土的处理技术还有很多，不仅仅局限与以上方法。在实际施工中，对于软土地基的处理往往是多种方法结合使用，从而是处理的效果更好。人们正是意识到了软土地基土的危害，才有了对各种地基处理技术的研究。同时，随着科学技术的不断发展，新的材料与工艺被不断地应用到工程当中，软土地基的具体处理方法也将越来越多，需要我们进一步进行和总结和筛选。

参考文献：

[1] 刘惠珊， 徐攸在. 地基基础工程.

[2] 卢炳超.有关建筑软土地基处理方法的探讨 [J]. 科技资讯，2010，(26).

[3] 马小锋.浅谈软土地基处理方法 [J]. 山西建筑，2008，(01).

[4] 闫楠，白晓宇.浅谈软土地基的处理技术 [J].价值工程，2010，（10）

[5] 地基与基础工程施工质量问答.