1、浅谈软土地基的处理【摘要】在建筑工程和土木工程中，我们经常会遇到软土地基。所谓软土地基，就是强度低、压缩性高的软弱土层地基。习惯上常把淤泥、淤泥质土、软粘性土、湿陷性黄土地基总称为软土地基。它具有天然含水率高、孔隙比较大、压缩系数高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、透水性差，并具有蠕变性、触变性等特殊的工程地质性质，工程地质条件较差，地基承载力低，不易满足建筑物地基设计要求，故需进行处理。 【关键词】软土地基变形特点处理沉降预测 中图分类号：TU471.8 文献标识码： A 在建筑工程和土木工程中经常会遇到软土地基，由于高层建筑、高速公路、高速铁路的发展，对地基的承载能力要求越来越高，天然
2、的软土地基远远不能满足这些高档次的构造物对地基承载力的要求。我国对软土地基的处理按时间顺序分为几个不同的阶段，在 20 世纪 70 年代以前；受技术发展不成熟、经济条件贫乏的限制，大多是在设计中有意识地避开软土地段进行建设，以免加大工程投资，又给建筑物的使用带来不良后果；20 世纪 8090 年代，由于人口膨胀土地资源日益紧张，同时软土地基加固的技术也有了长足的发展，经济条件有所改善，各种软土加固理论得到了充分的应用与验证，软基加固技术也得到长足发展，在不同的领域里均有涉猎；到 20 世纪 90 年代以后，各种各样的软基处理技术已广泛地应用在各种建筑工程与土木工程中。 1、软土地基的变形特点
3、了解软土地基的变形特点及建筑物损坏的主要原因，有利于我们制定最佳的施工方案和防止因地基的不利条件造成建筑物的损坏。 1.1 沉降大而不均匀 据大量沉降观测资料统计表明，一般的砖混结构房屋沉降为 150-200mm，四层为 200-500mm，五至六层的则多超过 700mm。对于有吊车的工业厂房，沉降量约为 200-400mm，大型构筑物一般都大于 500mm，甚至超过 1000mm。过大的沉降造成室内地坪标高低于室外地坪，引起雨水倒流、管道断裂、污水不易排出等问题。绝对沉降愈大，差异沉降亦愈大。因此软土地基工程事故中除了因开挖基坑易引起滑坡外，主要由于建筑物体型复杂，荷载差异过大，大面积地面堆
4、载，相邻建筑物影响等所引起的。同时我们还应清楚看到地基的变形主要取决于附加应力的面积与压缩性这两个重要因素。即使某一建筑物在同一荷载及简单平面形式下，其最大与最小沉降也可相差 50%以上，因而将导致建筑物开裂或损坏。 1.2 沉降速度大 建筑物沉降速度是衡量四季变形发展程度与状况的一个重要指标。而软土地基上的建筑物沉降速度是较大的，一般在加荷终止时沉降速度最大；沉降速度还随基础面积和荷载性质的变化而有所不同。随着时间的发展，沉降速度逐渐衰减。大约在施工期半年至一年左右时间内，建筑物差异沉降发展最为迅速，这期间建筑物最容易出现裂缝。有资料显示，在正常情况下，如沉降速度衰减至 0.05mm/d 以
5、下时，差异沉降一般不再增加。 1.3 沉降稳定历时较长 建筑物的沉降主要是由于地基土受荷后排水固结作用引起的。由于软土的渗透系数很低，且土的含水量与液限相当，除了排水固结沉降需较长时间外，次固结效应亦极为显著。据有关调查资料统计，按正常施工速度，施工期间固结沉降不超过总沉降的 25%，沉降持续时间有的可达20 年以上。 2、软土地基常用处理方法 2.1 排水固结法 这是一种使用多年的方法，至今仍被普遍采用，其主要特点是理论成熟，施工设备简单，费用低。排水固结法的原理是指软弱土地基在荷载作用下，土中孔隙水慢慢排出，孔隙体积不断减少，地基发生固结变形，同时随着超静孔隙水压力的逐渐消散，土的有效应力
6、增大，地基强度逐步增长。 排水固结法的有效处理深度约 1215m，超过此深度，孔隙水压力消散相当困难和缓慢，故设计时应加以考虑。而塑料排水板虽然应用广泛，但在实际工程中多采用振动插入法，这对灵敏度高的软土来说，扰动太大，破坏了软土的结构强度。所以，无论是砂井或塑料排水板，其间距均不宜太密。 此外，由于排水固结法需要预压荷载，且预压时间长，对工期紧迫、缺乏压载条件的工程是难以采用的。此法只能加速固结沉降而不能减少固结沉降量，对于统一沉降和不均匀沉降要求严格的工程必须慎重选择。2.2 水泥土搅拌法 水泥土搅拌法分为喷粉法（或称干法）和喷浆法（或称湿法）两种。天然含水量小于 30%的软弱土层，例如杂
7、填土及粉粒含量高的粉土、砂土宜采用喷浆法；若地基土为天然含水量大于 30%、塑性指数大于 10 的软土则宜采用喷粉法。 水泥土搅拌法不仅可以较大地提高地基土的承载力，而且在加固深度内可以减少原地基沉降量的三分之一至三分之二，沉降较快趋于稳定，具有明显优势。 水泥土搅拌法与其他处理方法相比，一般造价较高，水泥用量大，所以寻求更经济合理的配方以降低工程费用，是急待解决的课题之一。此外，水泥土搅拌法所获得的加固体虽成桩形或柱形，但不能理解为桩基，将其视为复合地基更妥当。这些加固体即时在某些部位有缺陷，却不影响整体加固效果。 2.3 强夯法2 强夯法是一种快速加固软基的方法，将很重的锤提起从高处自由落
8、下，以冲击荷载夯实软弱土层，使地基受冲击力和振动，土层被强制压密，从而提高地基土强度，降低土层的压缩性，以达到地基加固的目的。强夯法施工设备简单，不需要加固材料，费用低、周期短。但是强夯法有严格的土质适用范围，而主要适用于处理素填土、杂填土、砂土、低饱和度粘性土、分土和黄土地基。软土的饱和度接近 1，是不宜使用强夯法的，但在有些地区，软土中夹多层粉砂，为夯击时高孔隙水压力的消散提供了条件，成功的实例也不少见，所以，采用这种方法首先应考虑的地层构造。 2.4 振冲碎石桩法3 振冲碎石桩法对粘性土地基的加固作用不是使地基挤密而是置换，即以性能良好的碎石来替换不良地基土，形成桩体和原土共同构成的复合
9、地基，以减小压缩性，提高地基承载力，是一种快速加固地基土的有效方法。振冲法加固后的地基土能满足承载力和变形的要求及抗液化的要求，制成的碎石桩是一个良好的排水通道。 碎石桩法是在砂井基础上发展起来的，与砂井不同的是，碎石桩不仅具有砂井的排水固结作用，而且具有置换挤密作用，故亦称振冲置换法或振冲挤密法。 振冲碎石桩法适用于不排水抗剪强度大于 20kPa 的粘性土、粉土、砂土和填土地基和粘粒含量小于 10%的松散砂土或粉土地基。对于软土地基，由于软土侧向约束作用微弱，透水性差，高灵敏度的软土被“挤密”破坏了原结构，以致达不到预期的加固目的，所以采用时必须十分慎重，并进行仔细的方案比选。 3、结论 地
10、基处理工程在整个工程项目建设中所投入的资金和所占用的工期几乎都会占到三分之一，主要是由于软土地基复杂性和不可见性的因素决定的。古人云：“万丈高楼平地起” ，可见地基与基础工程在工程建设中的重要性。而软土地基有极大的危害性，如果不处理或处理不当，就会造成地基失稳，使构造物沉降过大或不均匀沉降，对构造物造成不同程度的危害。本文中介绍了软土地基沉降特点、常用处理方法以及沉降预测方法，具体施工还要根据工地的实际情况来选用，有时可将几种方法交替或一起使用，从而最大可能地发挥相应处理方法的优点，克服缺点，满足具体工程的使用要求。 参考文献: 1吴邦颖，张师德，陈绪禄等.软土地基处理M.北京：中国铁道出版社，1995. 2叶虔，丘建金.强夯法在深圳开山填海工程中的应用J.水利水运科学研究.1999.2：201-205. 3张俊.振冲碎石桩在大同市某软弱地基处理中的应用J.西部探矿工程.2006.12：32-33. 4吴廷杰等.干振碎石桩加固堤基的工艺和机理C.第三届全国堤基处理学术讨论会论文集. 5高宏兴.软土积极加固M.上海：上海科学技术出版社，1990. 6王晓谋,袁怀宇.高等级公路软土地基路堤设计与施工技术M.北京:人民交通出版社,2001. 7E WBrand ，R P Brenner.软粘土工程学M.叶书麟译.北京:中国铁道出版社，1991.
