软土地基处理方法王芳1

软土地基处理方法王芳1

王芳1程丹2

关键词：软土地基；特性；问题；处理的目的；处理方法

引言：

随着大型工程、高层建筑物的快速发展，对地基的承载能力要求越来越高，天然的软土地基远远不能满足这些建筑物和构造物对地基承载力的要求，尤其是近年来不良的工程地质条件逐渐增多，这一问题变得更加突出。为满足地基的强度、变形、稳定性及抗震等要求，必须对软土地基进行人工处理。

1软土地基性质简介

1.1软土的概念

软土是淤泥和淤泥质土的总称。主要是指由天然含水量大、压缩性高、承载能力低，软塑到流塑状态的粘性土，有时也含少量的腐殖质所组成的土。主要包括淤泥、淤泥质粘性土、淤泥质粉土、泥炭、泥炭质土等。习惯上常把淤泥、淤泥质土、软粘土总称为软土，而把有机质含量高的泥炭、泥炭质土总称为沼泽。

1.2软土地基的特性

软土地基具有以下主要特性：

1）天然含水量和孔隙比大。天然含水量高，一般大于35%，接近或大于液限；天然孔隙比一般大于1。当天然孔隙比大于1.5时，称为淤泥；天然孔隙比大于1小于1.5时，则称为淤泥质土。

2）压缩性高。软土由于孔隙比大，土粒间连接结构不稳定，具有高压缩性的特点，且随液限的增加而增加。

3）抗剪强度低。不排水剪切时，内摩擦角接近于0，一般情况下，内摩擦剪应力小于19.92kPa，排水剪切时，抗剪强度随固结程度增大而增大。

4）灵敏度高、扰动性大。软土的灵敏度较高，灵敏度一般在2~10之间，有时大于10，具有显著的流动特征。

5）透水性差。软土亲水性强，透水性差，具有明显的方向性，软土的粘粒含量、有机质含量和液限越大，渗透系数就越小，k一般为10-7cm/s～10-8cm/s，因此决定了内部水分渗水条件不良，对地基排水不利。

6）颜色以深色为主，颗粒成分以细粒土为主，有机含量较高。

1.3软土地基施工时可能发生的问题

软土地基加荷后变形量大，易产生滑动破坏。如果不处理或处理不当，就会造成地基失稳，使构筑物沉降过大或不均匀沉降，对构筑物造成不同程度的破坏甚至报废。

软土地基沉降，包括瞬时沉降、固结沉降和次固结沉降三部分。软土地基上施工时可能发生的问题：

1）沉降问题：

①开挖基坑，基坑周边地面产生附加沉降而坑底回弹隆起；

②出现大量的整体或差异沉降，使建筑物功能受到影响；

③由于荷载偏心或软土层厚薄不均、分布不一引起沉降不均匀；

④相邻建筑物太近或相邻建筑物荷载差异过大造成建筑物倾斜；

⑤欠固结土或大面积填土产生负摩擦力引起附加沉降。

2）承载力及稳定性问题：

①开挖土坡发生滑动；

②在天然边坡坡脚开挖引起滑坡；

③开挖基坑底面发生塑性隆起；

④支撑系统土压力增加；

⑤在建筑物附近开挖，造成建筑物倾斜甚至失稳破坏；

⑥地基承载力不足造成失稳；

⑦土堤、土坝、堆场地基的滑动；

⑧挡土结构物土压力增加；

⑨孔隙水压力增加造成地面隆起。

3）降水问题

深层抽汲地下水引起大面积区域性地面沉降，浅层降水引起附近建筑物沉降和开裂。

4）其他问题

基坑渗水、管涌或流砂等，交通荷载引起振陷，打桩施工引起震动、挤土等造成建筑物破坏。

1.4软土地基处理的目的

地基处理的目的是利用置换、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和热学等方法对地基土进行加固，以改善压缩层内一部分或全部地基土的强度、压缩性、渗透性、动力特性和特殊土地基特性，提高地基的强度，保证地基的稳定，降低压缩性，减少基础的沉降或者不均匀沉降，确保建筑物的安全和正常使用。

2软土地基常用处理方法

软土地基处理方法很多，按其原理和做法的不同可归纳为以下5类：1）置换及拌入法；2）振密、挤密法；3）排水固结法；4）加筋法；5）灌入固化物法。选择地基处理方案时，应根据具体工程和地基的实际情况，并考虑施工进度和设备条件，对各种方法进行比较，做到经济上合理，技术上可靠。下面简要介绍几种工程常用方法。

2.1换土垫层法

置换法主要分为换土垫层法、挤淤置换法、强夯置换法、石灰桩法。换土垫层法适用于各种软弱土地基。其基本原理是将软弱土或不良土开挖至一定深度，回填抗剪强度较高、压缩性较小的岩土材料，分层碾压或夯实土，作为地基的持力层。

按回填的材料可分为砂（或砂石）垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土（灰土）垫层等。垫层的作用是提高持力层的承载力，并通过垫层的应力扩散作用，减小垫层下天然土层所承受的压力，这样可以减小地基的沉降量。

2.2强夯法

强夯法属于振密、挤密法，是在极短的时间内对地基土体施加一个巨大的冲击能量（可采用质量10~40t的夯锤），这种突然释放的能量将使土体发生一系列的物理变化：土体结构破坏或者液化，排水固结压密，触变恢复等。其作用的结构是使一定范围内的地基强度提高，孔隙挤密，消除湿陷性，这里所说的一定范围即是强夯法的加固深度。

2.3堆载预压法

堆载预压法属于排水固结法中的一种。是指先在地基中设置砂井、塑料排水带等竖向排水体，后利用建筑物本身重量分级逐渐加载，或建筑物建造前，在场地先行加载预压，使土体中的孔隙水缓慢排出，土层逐渐固结，地基发生沉降，同时强度逐步提高的过程。地基经预压处理后，建筑物沉降量明显减少。如果预压荷载大于建筑物荷载，效果更好。

堆载预压法处理地基的设计内容如下：

1）选择砂井或塑料排水带等竖向排水体，确定其直径间距、排列方式和深度。

2）计算地基的固结度、强度增长、抗滑稳定性和地基变形。

2.4高压旋喷法

高压旋喷法属于灌入固化物法。该方法是将带有特殊喷嘴的注浆管喷射钻进预定深度，然后利用高压设备使浆液或水、空气成为20~40Mpa的高压射流从喷嘴中喷射出来，冲切、扰动、破坏土体，同时钻杆以一定速度逐渐提升，使浆液与土粒强制搅拌混合，浆液凝固后，在土中形成一个圆柱状固结体，以达到加固地基或止水防渗的目的。根据喷射方法的不同，喷射注浆可分为单管法、二重管法、三重管法。

2.5加筋法

加筋法是指在人工填土的路堤或挡墙内铺设土工合成材料（或钢带、钢条、钢筋混凝土（串）带、尼龙绳等），或在边坡内打入土锚（或土钉、树根桩）等抗拉材料，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较好地发挥自己的潜能。

加筋法的结构类型，分为三种，分别是：1）加筋土结构；2）承载加筋结构；3）原位加筋结构。

3结语

软土地基的处理方法很多，但目的只有一个：提高软土地基的强度，保证地基的稳定，降低软土的压缩性，减少基础的沉降和不均匀沉降，确保建筑物的安全和正常使用。各种软基处理方法有各自的机理和适用范围，在选择处理方法时，须根据地质条件、上部结构类型、使用要求、对周围环境的影响、材料供应情况、施工条件以及技术经济指标等因素作综合考虑，控制工程造价、保证工程质量。

参考文献

[1]《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）

[2]《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）

[3]《岩土工程手册》编写委员会、岩土工程手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1994

[4]《软土地区工程地质勘察规范》（JGJ83-2011）

[5]金问鲁，顾饶章《地基基础实用设计手册》北京：中国建筑工业出版社，1995

[6]宋葆瑞，软土地基处理与加固的方法及施工工艺（J）。山西建筑，2007（4）

[7]张晓青，浅谈几种软土地基的处理的方法（J）。山西建筑，2009（2）