关于软土地基处理方法及其适用的研究

　　摘要：随着地基工程的不断发展，人们在如何对地基进行加固的方面做出了许多的努力，也取得了一定的成就，本文归纳了软土地基处理的常用方法与一般原则，结合施工中的实践经验，阐述了关于软土地基处理中存在的问题，可供类似工程参考，选择出合理有效的地基处理方案。

　　关键词：软土地基 存在问题 处理

　　随着我国国民经济的高速发展,建筑用地资源日趋紧张,为了充分、有效、科学、合理地利用这一资源,使天然软弱的地基得到补强加固,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。为此,由于土质软弱,不能满足建筑物强度或变形要求,或者由于动力荷载作用而可能产生液化、失稳和震害等危害,或由于吸水产生沉陷及由于吸水而引起膨胀失水且下陷的场地必须进行人工加固处理。这种对不良场地进行补强加固的过程称为地基处理地基。

　　一、地基处理的目的及其处理对象

　　当地基强度稳定性不足或压缩性很大, 不能满足设计要求时,可以针对不同情况对地基进行处理。处理的目的是增加地基的强度和稳定性、减少地基变形等。地基处理的对象包括软弱地基与不良地基两方面,软弱地基是指在地表下相当深度范围内存在的软弱土,包括淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土及饱和松散粉细砂与粉土。这类土的工程特性为压缩性高、强度低、通常很难满足地基承载力和变形要求。而不良地基包括施陷性黄土地基、膨胀土地基、泥炭土地基、山区地基及岩溶与土洞地基等。

　　二、常用的地基处理方法及其适用范围

　　2.1 换填法

　　将基础底面以下处理范围内的软弱土层部分或全部挖去, 然后分层换填强度较高的砂、 碎石、素土、灰土、粉质黏土、粉煤灰、矿渣及其他性能稳定和无侵蚀性的材料, 并碾压、夯实至要求的密实度为止。换填法的适用范围为:淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘等的浅层处理或不均匀地基处理。当在建筑物范围内上层软弱土较薄时,可采用全部置换处理;对于建筑物范围内局部存在古井、古墓、暗塘、暗沟或拆除旧基础后的坑穴等,可采用局部换填法处理。换填法的处理深度通常控制在3m 以内较为经济合理。换填法常用于处理轻型建筑、地坪、堆料场及道路工程等。

　　2.2 堆载预压法

　　堆载预压法就是直接地在地基土体上堆放重物(如：块石、土体)以对土体进行预压和排水固结，提高地基的承载力，并使建(构) 筑物在使用阶段的地基沉降量减少，堆载预压的荷载应大于设计荷载，预压时间可由建筑物的要求和软土所达到的固结程度决定。堆载预压法主要适用于仓库类建筑、施工期较长的软基道路等。

　　2.3 强夯技术

　　强夯法是一种强力加固地基的方法。夯锤(质量通常为 10 t~40 t,个别甚至达到 200 t)从高处自由落下(落距一般为 6 m~40 m)给地基以冲击力和振动夯实地基,从而提高地基土的强度和降低其压缩性。强夯技术是国内广泛应用的一项有效的地基加固技术,其加固领域也在不断发展,主要应用于加固非自重湿陷性黄土、碎石土、砂土、高回填土及杂土等地基;也可用于防止粉质粘土及粉砂的液化,效果较明显;对软土、 含水率大的回填土以及饱和粉土地基等,存在夯击沉降量大,夯位难以控制等问题,处理较困难。实践证明,采用强夯加固地基施工方便，适用软弱岩土,加固效果好,经济效益显著,是一种有效的地基加固方法。但须注意的是,强夯技术不宜在市区对岩土地基进行处理,否则,将造成既有建筑物的冲击波的振动破坏和环境的噪声影响。

　　2.4 砂石桩法

　　用振动或冲击荷载在软弱地基中成孔后, 将砂石挤压入土中,形成密实砂石柱,达到加固地基的目的。砂石柱法的适用范围有:松散砂土、粉土、黏性土、素填土和杂填土等地基。对饱和黏性土地基上对变形控制要求不严的工程也可采用砂石桩置换处理。砂石桩法也可用于处理可液化地基。

　　2.5 土或灰土挤密法

　　由桩间挤密土和填夯的桩共同组成的复合地基。以消除地基的湿陷性为主要目的时选用土桩挤密法;以提高地基的承载力及水、土稳定性为主要目的时选用灰土桩挤密法。土或灰土挤密法的适用范围有:湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。

　　2.6 粉体喷射法

　　利用生石灰或水泥等粉体材料作为固化剂, 通过特制的深层搅拌机在地基深部就地将软土和固化剂强制拌和, 利用固化剂与软土产生的一系列物理化学反应,形成坚硬的拌和土体,以置换部分软弱土体,形成复合地基。适用范围同深层搅拌法。但对于含水量较小的黏性土,处理效果欠佳。与深层搅拌法(湿法)相比,在固化过程中,粉体材料能吸收周围土体更多的水分,使土体固结。适用于7 层以下的工业与民用建筑,对高层建筑宜实验论证。粉体喷射法俗称旋喷法,是水泥土搅拌法中的一种,又称为干法。

　　2.7 深层搅拌法

　　其原理是利用水泥浆、石灰或其他材料作为固化剂,通过特制的深层搅拌机械,在地基深处将软土和固化剂(水泥或石灰的浆液或粉体)强制搅拌,利用固化剂和软土之间产生的一系列物理化学反应,使软土硬结成具有整体性、 水稳定性和一定强度的优质地基,从而达到提高地基的承载力和增大变形模量的目的。深层搅拌法的适用范围有:淤泥、淤泥质土、粉土、 饱和黄土、素填土和黏性土等地基。当用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性时,应通过试验确定其适用性。深层搅拌法是水泥土搅拌法中的一种,又称为湿法。

　　2.8 托换法

　　适用于对已有建筑物的地基和基础进行处理与加固, 或在已有建筑物基础下需修建地下工程, 以及邻近需要新建工程而影响已有建筑物安全等问题的处理。托换法可分为桩式托换法、灌浆托换法和基础加固法3 种。

　　1) 桩式托换法

　　采用桩的形式进行托换。桩式托换法可分为坑式静压桩托换、锚杆静压桩托换、灌注桩托换和树根桩托换4 种。桩式托换法的适用范围有:软弱黏土、松散砂土、饱和黄土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。

　　2) 灌浆托换法

　　采用气压或液压将各种有机或无机化学浆液注入土中, 使地基固化,起到提高地基土强度、消除其湿陷性或起到防渗堵漏作用。根据灌浆材料的不同,可分为水泥灌浆法、硅化法和碱液法。适用范围有:松散砂土、素填土、杂填土等地基和既有建筑物的地基处理。

　　3) 基础加固法

　　采用水泥或环氧树脂等浆液灌浆加固或加大基础基底面积,或增大基础深度,使基础支撑在较好的土层上。基础加固法可分为灌浆法、加大基础托换和坑式托换法3 种。基础加固法的适用范围为建筑物基础支撑力不足的已有建筑物的基础加固。

　　2.9 高压喷射注浆法

　　利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻到预定深度的土层, 以高压喷射直接冲击破坏土体,使水泥浆液或其他浆液与土拌和,凝固后成为拌和柱体。在软弱地基中设置这种柱体群,以形成复合地基。高压喷射注浆法的适用范围有:淤泥、淤泥质土、黏性土、粉土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等地基。当土中含有较多的大粒径块石、坚硬黏性土、大量植物根系或有过多的有机质时,应根据现场试验结果确定其适用程度。

　　三、结语

　　总而言之，软土地基处理在实际工程运用中应针对具体地质条件选用合适的处理方法，且合理的组合使用软基处理方法往往会起到事半功倍的效果。因此,在确定地基处理方法时,必须搜集详勘资料和地基基础设计资料,论证地基处理的必要性,并调查本地区地基处理的经验和施工条件,从诸多处理方法中选择一个最佳的地基处理方案。

　　参考文献:

　　[1]JGJ79-2002,建筑地基处理技术规范[S].

　　[2]JGJ79-2002,建筑地基处理技术规范[S]

　　[3]王蝉北.填土地基的处理[J].山西建筑,2003(10):24-26.

　　[4]华南理工大学.基础工程[M].北京:中国建筑工业出版社