简述软土地基的处理方法

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摘要：软土地基广泛分布在我国沿海地区并且经常性出现工程事故。本文首先通过对软土地基的自身性质出发了解它在工程事故中到底是什么样的角色，得出最终影响建筑物的正常使用的因素，再根据这些因素提出现阶段国内常用的一些处理措施来解决这样一些软土地基的工程缺陷，总结一些方法并对其进行对比，得出的结论是针对于不同情况应该选择不同的处理方法。

关键词：软土地基；承载能力；含水率；沉降

中图分类号： TU741 文献标识码： A

软土具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点,软土地基只要被扰动,软土地基上的建筑物往往沉降量大,沉降速度大,经扰动土体结构可破坏甚至导致建筑结构因地基沉降或土体流动等不利因素发生倾斜或开裂等不良工程现象。因此,对软土地基影响建筑物正常使用的因素及处理方法的研究具有重要的现实意义。

1、软土地基影响建筑物正常使用的因素

为研究软土地基的处理方法，首先应了解软土地基影响建筑物正常使用的因素，以便找到更加有效的措施及处理方法。

（1）软土的成因

软土是由指滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水率高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。软土在静水中或缓慢的流水环境中沉积,经生物化学作用形成,多为近代沉积,主要是第四纪后期形成的海滨相,泻湖相、溺谷相、三角洲相及湖沼相的黏性土沉积物或河流沉积物,为欠固结土,孔隙比都大于l,当大于1.5时为淤泥,而小于1.5时为淤泥质土。

软土地基,是一种承载力低、沉降量大、具有振动液化性、湿陷性、胀缩性等不良工程性质的软弱地基，其本质就具有不良的工程特性。

（2）软土的变性特点

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,5～6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。所以软土地基易于沉降的这个特点是直接间影响建筑物正常使用的因素。软土的沉降不均匀、沉降速度快、沉降历时长，使软土地基极其不稳定。

2、处理软土地基的方法

由于软土地基由沉积物构成且含水率高,从而使其土质软化成为淤泥或淤泥质土。而淤泥质土或淤泥的流动性较大且承载力不高,且软土的分布范围又极其广泛,因而工程中难免会遇到这样的不良的土质,所以须对软土地基的处理方法进行研究从而使建筑物在软土地基上更好的发挥作用。

（1）排水固结法

排水固结法是指软粘土地基在荷载作用下,排出土中孔隙水,使得孔隙比减小,从而地基发生固结变形,同时,随着超静水压力逐渐消散,土的有效应力增大,地基土的强度逐步增长。常用于解决软粘土地基的沉降和稳定问题,可使地基的沉降在加载预压期间基本上达到稳定。排水固结法是由排水系统和加压系统两部分组合而成的。同时可增加地基土的抗剪强度,从而提高地基的承载力和稳定性。排水固结法的主要目的为了改变地基原有的排水边界条件,增加孔隙水的排出路径,缩短排水距离,加强系统起固结作用的荷载,使地基的固结压力增加而产生固结,使得软土地基固结完善并且承载力也会得到提高。

（2）置换法、强夯法、砂石挤淤法

置换法是将软弱土层挖除,回填性质较好的材料,分层夯实,形成坚硬垫层,利用垫层本身的高强度和低压缩性,以及扩散附加应力的性能,减少沉降,提高地基承载力。

强夯法是将几十吨的重锤从几十米高处自由落下,对湿软地基进行强力夯实以提高其强度,是在重锤夯实法的基础上发展而来的新技术。用强力夯实的方法加固地基,承载力会明显捉高,沉降量也会降低。

砂石挤淤法是采用较大的片石(直径大于30cm),抛石从中部开始,逐次向两侧展开,使淤泥向两边挤出,在片石高出水位50cm后,采用重型压实机械碾压,夯实,然后在其上铺设反滤层辅以土工格栅后填土。对于软基塘沟,难以确定清淤深度,机械无法在塘底操作的条件下,宜采用填砂或石屑挤淤加固地基从而提高承载力。

（3）深层搅拌法

深层搅拌法加固软土地基是利用水泥或水泥砂浆作为固结剂,通过特制深层搅拌机械,在地基深部就把软土与固结剂强制结合,使其成为具有较好整体性,水稳性,又能满足强度要求的加固土体。根据材料的喷射状态,可分为湿法和干法两种。湿法以水泥砂浆为主,后加减水剂和速凝剂；干法以水泥干粉为主。前者搅拌均匀,易于复搅,但加固硬化时间长；后者搅拌均匀性不佳,难以全程复搅,但水泥硬化时间短,且在一定程度上降低了桩间土的含水率,在一定范围内提高了桩间土的强度。

（4）高压喷射注浆法

高压喷射注浆法是将带有特殊喷嘴的注浆管置于土层预定深度,以高压喷射流使固化浆液与土体混合,凝固硬化加固地基土体的方法。它适用于淤泥、淤泥质土、勃性土、粉土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等地基。

3、合理的选择地基处理方法

在软土地基的处理过程中我们需要针对不同的自然条件和施工条件合理选用不同的处理方法,见表1。

地基处理方案的步骤:

(l)搜集详细的工程地质、水文地质及地基基础的设计数据。

(2)根据地基处理的目的、使用要求、结构类型、荷载大小等,并结合地形地貌、地层结构、土质条件、地下水特征、周围环境和相邻建筑物等因素,初步选定几种可供参考的地基处理方案。

(3)对初步选定的各种地基处理方案,分别从处理效果、材料来源、机具条件、施工进度、环境影响等方面进行认真的技术经济比较,根据安全可靠、施工方便、经济合理的原则选择最佳处理方案。

(4)对已选定的地基处理方案,根据建筑物等级和场地复杂程度,可在有代表性的场地上进行相应的现场试验,通过试验检验设计参数和处理效果。如达不到设计要求时,应查找原因,采取措施或修改设计。

表1 部分软土地基的处理方法

序号 方法 适用条件 优点 缺点

1 排水固结法 淤泥质土、淤泥和填充土等饱和粘性土地基 方法简易,效果显著、经济 仅限于浅层处理

2 置换法 适于处理浅层软粘土、有机质土和杂填土等软弱地基 简易可靠。垫层本身的强度和压缩性都较原来的土好, 扩散附加应力性能良好 置换的深度受限制。如遇地下水,对于重要工程,须附加降低地下水位设施

3 强夯法 适于处理无粘性土、杂填土、非饱和粘性土和湿陷性黄土 操作简便,大面积处理时较经济 需强夯设备,振动强烈,对周围有较大的影响。处理饱和粘土时,效果差

4 砂石挤淤法 淤泥质土以及淤泥 处理后的地基强度增长快,效果显著 需要重型机械,施工难度大

5 深层搅拌法 适于软粘土或其他软弱土（但不能用于含有石块的杂填土） 处理后的地基强度增长快,沉降较小,效果显著 施工难度大,成本高

6 高压喷射注浆法 适于砂性土、粉土、软粘土、湿陷性黄土和杂填土 处理效果显著,可以用于处理已有的建筑物地基,防止砂土液化、管涌、基坑隆起 技术难度高

4、结语

通过分析得到软土地基产生不良工程现象的原因:一是含水率过大,二是孔隙率较大且固结程度不够从而使地基承载能力偏低,想要加强软土地基的承载力就需要从这两个方面来解决。

由上面的分析可知所有的处理方法都是围绕着如何改善这两者方面的性质而展开。各种方法有着各自的适用范围以及各自的优缺点。我们在软土地基的处理上应全面考虑选择既安全又经济的方法。

参考文献

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