软土地基处理方法概述

【关键词】软土地基 地基处理 置换法 强夯法 拌合法 土工织物法 桩基法 

　　建筑物与地基的关系非常密切。地基虽不是建筑物本身的一部分，但它在建筑中占有十分重要的地位。地基问题的处理恰当与否，不仅直接影响建筑物的造价，而且关系到建筑物的结构安全，其重要性已越来越多地被人们所认识。 

　　我国幅员辽阔，软土多分布在江河湖海、丘陵低洼及山区谷地赋存。常见的软土地基主要有软粘土、杂填土、冲填土、饱和松散砂土、湿陷性黄土、膨胀土、含有机质土和泥炭土、山区地基土及岩溶（喀斯特）等，其物理、力学性质、工程特性及成因类型各不相同，厚度不一，因此需加以区别对待，地勘阶段应进行工程地质分区，以便按分区不同在区别地予以处理。在勘察设计时如地质工作做的深度不够，在施工时一旦发现，可作些补充勘察及勘探工作，对地质情况作进一步了解。以便采取有针对性的处理方法。 

　　软土地基的处理方法很多，但其处理目的却是大体一致的，主要是利用换填、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和热力学等方法对地基土进行加固，用以改良地基土的工程特性。 

　　（1）提高地基土的抗剪强度。地基的剪切破坏以及在土压力作用下的稳定性取决于地基土的抗剪强度。为了防止剪切破坏以及减轻土压力，需要采取一定措施以增加地基土的抗剪强度。 

　　（2）降低地基土的压缩性。需采取措施提高地基土的压缩模量，以减少地基土的沉降。 

　　（3）改善地基土的透水性。由于是软土在地下水的运动中所出现的问题，需要采取措施使地基土变成不透水或减轻水压力。 

　　（4）改善地基土的动力特性。地震时饱和松散粉细砂（包括一部分粉土）将会产生液化，需要采取措施避免地基土液化，并改善其振动特性以提高地基的抗震性能。 

　　（5）改善特殊土的不良地质特性。主要是指消除或减少黄土的湿陷性和膨胀土的胀缩性等特殊土的不良地基特性。 

　　地基处理的方法可以从不同角度来分类，一般是根据地基处理的原理来进行分类，大致可以分为以下几种方法。 

　　一.置换法 

　　（1）换填法 

　　置换法是将表层不良地基土挖除，采用较好压密性的土回填后进行压实或夯实，形成良好的持力层。依次达到改变地基土的承载能力，减少地基沉降。 

　　（2）振冲置换法 

　　采用专门的振冲机具，在高压水射流下边振边冲，在地基中成孔，然后在孔中分批填入碎石或卵石等粗粒料形成桩体。该桩体与原地基土组成复合地基，达到提高地基承载能力及减小压缩性的目的。 

　　（3）夯（挤）置换法 

　　采用沉管或夯锤的办法将管（锤）置入土中，挤开土体，并在管 （或夯坑） 内放入碎石或砂石等填料。该桩体与地基土形成复合地基，由于挤、夯使土体受到挤压，地面隆起，土体超静孔隙水压力提高，当超静孔隙水压力消散后土体强度也有相应的提高。 

　　二.强夯法 

　　强夯法是20世纪60年代在法国发展起来的，通常称之为动力固结法。它是采用60吨左右的强夯机，将大吨位（100～400KN）的夯锤起吊到6～40米的高度自由落下，对地基土施加强大的冲击能，在地基土中形成冲击波和动应力，使地基土压密和振密，以到达加固地基土，提高强度、降低压缩性、改善砂土的抗液化性、消除湿陷性黄土的湿陷性的目的。 

　　强夯法主要适用于加固砂土和碎石土、低饱和度粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。因其加固效果显著、适用土类广、施工方便、缩短工期、节省费用等优点，在各类工业与民用建筑、仓库、机场跑道、铁路和高速公路路基等工程已得到迅速、广泛的应用。 

　　三.拌合法 

　　（1）高压喷射注浆法（高压旋喷法） 

　　以高压力使水泥浆液通过管路从喷射孔喷出，直接切割破坏土体的同时与土拌合、置换。凝固后成为拌合桩（柱）体，这种桩（柱）体与地基一起形成复合地基。也可以用这种方法形成挡土结构或防渗结构。 

　　（2）深层搅拌法 

　　深层搅拌法主要用于加固饱和软粘土。它利用水泥浆体、水泥（或石灰粉体）作为主固化剂，采用特制的深层搅拌机械将固化剂送入地基土中与土强制搅拌，形成水泥（石灰）土的桩（柱）体，与原地基组成复合地基。水泥土桩（柱）的物理力学性质取决于固化剂与土之间所产生的一系列物理-化学反应。固化剂的掺人量及搅拌均匀性和土的性质是影响水泥土桩（柱）性质以至复合地基强度和压缩性的主要因素。 

　　四.加筋法 

　　（1）土工合成材料 

　　土工合成材料是一种新型的岩土工程材料。它采用人工合成的聚合物，如塑料、化纤、合成橡胶等为原料，制成各种类型的产品，置于土体内部、表面或各层土体之间，发挥加强或保护土体的作用。土工合成材料可分为土工织物、土工膜、特种土工合成材料和复合型土工合成材料等类型。 

　　（2）土钉墙技术 

　　土钉一般是通过钻孔、插筋、注浆来设置，但也有通过直接打入较粗的钢筋和型钢、钢管形成土钉。土钉通长与周围土体接触，依靠接触界面上的粘结摩阻力，与其周围土体形成复合土体，土钉在土体发生变形的条件下被动受力。并主要通过其受剪工作对土体进行加固，土钉一般与平面形成一定的角度，故称之为斜向加固体。土钉适用于地下水位以上或经降水后的人工填土、粘性土、弱胶结砂土的基坑支护和边坡加固。 

　　（3）加筋土 

　　加筋土是将抗拉能力强的拉筋埋置于土层中，利用土颗粒位移与拉筋产生的摩擦力使土与加筋材料形成整体，减少整体变形和增强整体稳定性。拉筋是一种水平向增强体。一般使用抗拉能力强、摩擦系数大而耐腐蚀的条带状、网状、丝状材料，例如，镀锌钢片；铝合金、合成材料等。 

　　五.土工织物加固法 

　　通过在土层中埋设强度较大的土工聚合物、拉筋、受力杆件等，使这种人工复合的土体，能够承受抗拉、抗压、抗剪或抗弯作用，以提高地基承载力，减少沉降和增加地基稳定性。它适用于各种软弱地基。 

　　加固法的基本原理是通过土体与筋体间的摩擦作用，使土体中的拉应力传递到筋体上，筋体承受拉力，而筋间土承受压应力及剪应力，使加筋土中的筋体和土体都能发挥各自的作用。 

　　常见的土工织物有土工格栅、土工带及土工格室，其中土工格室除了能够像土工带和土工格栅一样，能延缓或者切断地基破坏的滑动面，从而使地基承载能力提高。而且，土工格室能对处于格室内的土粒给予三维约束，使土粒与格室成为一个刚度远大于地基的整体，它能较好分布施加在它上面的荷载，使地基受力较为均匀，从而提高地基承载力。 

　　六.桩基法 

　　当淤土层较厚，难以大面积进行深处理，可采用打桩办法进行加固处理。钢筋混凝土预制桩（钢筋混凝土桩和预应力管桩）目前由于具有较强承载力，投资省，质量有保证，施工速度快等特点，得到普遍运用。淤泥质土层较厚地基处理还可以采用灌注桩，采用基岩或者硬土层作为持力层，灌注桩有沉管灌注桩和冲钻孔灌注桩，但两种方法灌注桩还存在一些技术难题，一是沉管灌注桩在深厚软土中存在桩身完整性问题；二是冲钻孔灌注桩存在泥浆污染问题，桩身混凝土灌注质量，桩底沉渣清理和持力层判断不易监控等问题。 

　　参考文献： 

　　[1]朱梅生.软土地基[M].北京：中国铁道出版社，1989. 

　　[2]钱家欢.殷宗泽.土工原理与计算[M].北京：中国水利水电出版社，1996. 

　　[3] 张洪强，房建果.土工格室在软土地基处理中的应用[J].山东交通科技，2003.