建筑工程软弱地基处理研究

【关键词】建筑工程；软弱地基；处理方法；研究 

　　1.前言 

　　基本上没有受到地质和地形变动的被称为软弱地基，是没有受到任何物理作用和化学作用的有机质土、软粘土和饱和松砂等地层组成的。软土是压缩性高、强度低的软弱土层。软土划分为淤泥、泥炭、软粘性土、泥炭质土、淤泥质土五种类型。建筑工程在软弱土层上进行施工时，必须要用天然地基，但是强度又不能满足施工设计的要求，遇到土层不稳定发生变形等问题。所以要采取措施加固软弱土地基, 使用塑料排水板进行改善，塑料排水板是具有很多孔道的物体,竖向插入土中形成排水通道。塑料排水板操作简单,使用快捷方便,在国内建筑工程被广泛应用, 取得不错的效果。加固软弱地基的方法有换填土、生石灰桩、挤实砂桩、砂井、旋喷桩、粉喷桩等方法。 

　　2.软弱地基的基本特征 

　　软弱地基是指地层中有淤泥、质土淤泥、杂填土和高压缩性土以及部分冲填土。软弱地基的基本特性如下： 

　　①软弱土的抗剪强度不高，土层的流变性很明显。查阅相关实验数据发现，软弱土自动排水性很差，抗剪强度值仅在6-30kPa的范围之内，摩擦角只在10～300之间有效。在压力的持续作用下，软弱地基的排水凝固能够改变其抗剪强度，加快排水凝固的速度，提高软弱土的强度。软弱土在剪应力的作用下，发生剪切变形，降低了抗剪强度[1]。软弱土中的孔隙内就算没有水的压力，但是地基还是会一直沉降。 

　　②软弱地基结构性比较强，软土土质是絮状的结构分布的，受到扰动的软弱土层容易被破坏，土层的强度受影响而降低，甚至发生流动不稳定。所以在工程建筑施工中遇到软弱地基时要进行科学合理的处理，尽量可能的不要造成土体扰动。软弱土层被扰动后，强度虽然会逐渐的随着时间恢复，但是想恢复到原来没被扰动的水平是很难的。 

　　③孔隙相对较大和含水量比较高的特点的是软弱地基的土质所具有的特征。主要是粉土粒组和粘土粒组组成软土，软土内部不含有机质。软土的含水量最低在33%，最高的高达75%左右，空隙之间的比例为1≥2。 

　　④软弱地基的土质透水性能比较差、压缩性又相对高。因为软弱土的含水量比较高，因此土层的渗透性很小，软弱土竖向渗透的系数为12-5～8-3cm/s 之间；软弱土的压缩系数常在0.7- 1.6 MPa- 1 之间，液限增大，软弱土的压缩性也会增大，所以软弱土层在短时间内靠荷载和自重的作用是很难形成固结[2]。 

　　3.软弱地基处理的基本方法 

　　3.1 软弱地基排水固结的方法。 

　　排水固结方法包括电渗法、超载预压法、堆载预压法、真空预压法、地下水位降低法、堆载与真空联合法等。建筑施工之前就应该先对软弱土进行排水固结，通过预先施加载荷，增设排水的各种有利条件，可以促进饱和软粘土的固结。软弱地基排水固结的方法已经被使用很多年，不仅理论非常成熟，正确指导施工建设，而且施工设备费用低、操作工序简单。排水固结的方法主要处理淤泥质土、淤泥和其他饱和软粘土方面最有成效，但却对渗透性非常低的某些泥炭土无可奈何。软粘土地基在预压荷载的作用下排出土体孔隙中的水, 促进土体固结, 减小了土层中孔隙的体积, 提高了土体的强度和地基的承载力，达到减少软弱地基施工后沉降的目的。 

　　3.2 软弱地基拌和的方法 

　　通过强烈外力对原始地层进行破坏，再对软弱地基导入具有固化作用和凝结作用的介质材料，改善地基物理力学的性质。主要方法有深层搅拌法和高压喷射注浆法两种。深层搅拌法是利用水泥、水泥浆体作为主固化剂，固化剂通过特制的深层搅拌机械放进地基土中与软弱土进行强制搅拌，于是水泥土桩柱体形成，与原来的软弱地基组成新的复合地基[3]。高压喷射灌浆法是通过高压力对土体直接破坏，经过管路喷出来的水泥浆液和原来的软弱土进行拌和，进过一段时间的凝固，拌和桩柱体就基本形成，原地基和拌合的桩柱体构成了复合地基，提高软弱地基的使用性能。高压喷射灌浆法对防渗结构和挡土结构的形成起到关键作用。 

　　3.3 换置性能好的岩土材料 

　　置换法又叫换土法，挖出地基范围的软弱土层，再采用性质好的岩土，比如砂、砾、素土、石屑、碎石、灰土等置换软弱地基的软弱土层,并且要压实置换的土，达到建筑基地密实度的要求，实现了复合地基或双层地基，达到最终的目的。如果软弱地基的土层比较薄(H [5 m)或者是力学性能相对较好,上部承受的压力也不是很大, 使用置换法不仅投资小、工艺简单而且缩短了工程的竣工时间。在建筑施工中, 置换法是在浅层软弱地基中最常见的且经济效益比较高的处理方法.在施工中要根据建筑体形、荷载性质、岩土条件、机械设备、结构特点以及置换材料的来源和性质进行综合的分析。软弱地基在地基底部置换石屑、素土、碎石等，处理改善地基基底,这个置换法不仅缩短了施工时间而且取得明显的效果，质量也相当稳定。 

　　3.4 软弱地基振密挤密的方法 

　　在软弱地基中灌入砂、土、石、石灰、灰土等质地坚硬的材料捣实形成的一种复合地基，改善地基性能，使地层变得更加紧密严实[4]。采用振冲器械迅速挤压土层，把土体原来的结构破坏，迅速增大土层孔隙水的压力，再把土粒推向低势能的位置的，让原本疏松软弱的土体变得更加紧密结实。或者使用沉管制桩机械锤击、振动、静压地基使之管内成孔，再投料入管中，一边边投料一边振动沉管，桩体得到进一步的密实，然后与原地基结合成为复合地基。这种方法也称碎石桩法或石灰土桩法。因软黏土透水性比较差，而含水量又相对高、采用砂桩进行密实很难达到挤密的效果，石灰桩是最近几年才被广泛应用的新技术。在施工时，必须密封生石灰才存放，块灰要选用新鲜的，严格按施工要求粉碎灰块。通过加入质地坚硬的材料对软弱地基振密挤密，减小了地基中的孔隙，提高了土体的强度。 

　　3.5 压实软弱地基的方法。 

　　压实土层可的方法有：重锤夯压法、机械碾压法、强夯法以及振动压实法。压实原理是借助人工或机械的重力进行碾压夯击，把软弱地基土层压实，可以填土后分层进行压实。重锤夯压法是采用起重机械把夯锤提到合适的高度，让锤重重落下，一直重复起落运动可以压实软弱地基;机械碾压法是通过平碾、压路机、振动碾、羊足碾等碾压机械压实软弱地基土;强夯法是利用夯击强大的功能，使地基的动应力和冲击波强烈的反应，固结密实软弱土层[5]。强夯法对砂土、粉土、碎石土、杂填土、饱和度比较低的粘等比较适用，但不适用于饱和度较高的粘性土。把地基表面松散的浅层土通过振动把土层振实的方法叫振动压实法; 重锤夯压法和强夯法最大的区别是，强夯法锤的重量和重锤的高度比较大。压实法广泛适用于粉土、砂土、碎石土、杂填土、饱和度低的粘性土等，因地基土质和夯击强度的不同，对软弱地基加固有效的深度可以达到6～12m左右。 

　　4 结束语 

　　软弱地基严重危害建筑物，处理的措施不当，地基强度容易失稳，发生建筑物沉降量的现象，严重的还会造成建筑物开裂、坍塌。所以，在建筑施工中，要根据软弱地基的特点，结合实际情况，确定科学合理的方案，有效地加固对软弱地基的处理，保障建筑物的安全。 

　　参考文献 

　　[1] 鲁敏芝.软土地基承载力参数相关性与地基处理方案优化研究[D].中南大学2007:106-107. 

　　[2] 殷宗泽,龚晓南主编.地基处理工程实例[M].中国水利水电出版社,2000:518-519. 

　　[3] 徐至钧,张亦农编著.强夯和强夯置换法加固地基[M]. 机械工业出版社,2004:655-656. 

　　[4] 黄绍铭，高大钊.软土地基与地下工程[M].北京:中国建筑工业出版社，2005. 

　　[5] 顾晓鲁，钱鸿缙，刘惠珊等.地基与基础[M].北京.中国建筑工业出版社.2003.