淺談軟弱地基及加固處理技術
2015-05-29
一、軟弱地基概念、特征
1、軟弱土的概念
軟弱土是指濱海、湖沼、谷地、河灘沉積的天然含水量高、孔隙大、壓縮性高、抗剪強度低的細粒土。具有天然含水量高、天然孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低、固結系數(shù)小、固結時間長、擾動性大、透水性差等特點。軟土層狀分布復雜,各層之間物理力學性質相差較大。軟弱土包括淤泥、淤泥質土、沖填土、雜填土及飽和松散粉細砂與粉土。這類土的工程特性差，如何去保證在軟弱地區(qū)修建的建筑物穩(wěn)定性和正常使用一直以來都是一個重大的技術課題。
2、軟土地基的特征
軟土地基指壓縮層，主要由淤泥、淤泥質土或其他高壓縮性土構成的地基。地基處理是指對天然地基進行加固改良，形成人工地基，以滿足建筑物或構筑物對地基的要求，保證其安全正常使用。建造物的地基問題包括以下三類：①地基承載力及穩(wěn)定性問題；②沉降、水平位移及不均勻沉降問題；③滲流問題。當天然地基存在上述三類問題之一或其中幾個問題時，需要采取各種地基處理措施
二、地基的處理方法
地基處理方法的原則是：堅持技術先進、經濟合理、安全適用、確保質量。對具體工程來講，在選擇地基處理方法時，應綜合考慮場地工程地質和水文地質條件、建筑物對地基要求、建筑結構類型和基礎型式、周圍環(huán)境條件、材料供應情況、施工條件等因素，經過技術經濟指標比較分析后擇優(yōu)采用。必須指出，地基處理方法很多，每種處理方法都有一定的適用范圍、局限性和優(yōu)缺點。
常用的地基處理方法有：換填墊層法、強夯法、水泥土攪拌法、高壓噴射注漿法、預壓法、加筋法、真空預壓（塑料排水板法）、加固法等土工合成材料法等這里我具體對前面五種方法進行的論述。
1、換填墊層法
適用范圍：淺層軟弱地基及不均勻地基的處理。其主要作用是提高地基承載力，減少沉降量，加速軟弱土層的排水固結，防止凍脹和消除膨脹土的脹縮。
特征：換填墊層法就地取材、工藝簡單、不需要特殊的機械設備、一定程度上可以縮短工期。
施工工藝：墊層的施工方法、分層鋪填厚度、每層壓實遍數(shù)等宜通過試驗確定。除接觸下臥軟土層的墊層底部應根據(jù)施工機械設備及下臥層土質條件確定厚度外，一般情況下，墊層的分層鋪填厚度可取200～300mm。為保證分層壓實質量，應控制機械碾壓速度，并注意基坑排水，除采用水撼法施工砂墊層外，不得在浸水條件下施工，必要時應采用降低地下水位的措施。
2、強夯法
適用范圍:強夯法設備簡單，適用于填土、失陷黃土、飽和軟粘土地基層中夾有多層粉砂，或用于采用在夯實中回填塊石、碎礫石、卵石等粒料的地基上，這類方法只能用于含水量不太的地基處理，通過減少土體中空氣所占空隙率，增大地基土的密實提高地基的承載能力。
特征：強夯法具有地基加固效果顯著、設備簡單、施工方便、使用范圍廣、經濟易行和節(jié)省材料等優(yōu)點。
施工工藝：強夯處理前，取不同深度處原狀土的天然密度、天然含水量、地基承載力、濕陷性系數(shù)，并做土的液塑限試驗。對不同夯擊能及夯擊次數(shù)處理后的地基分別取土樣，完成固結試驗和密實度試驗，同時完成不同深度處地基承載力試驗。根據(jù)試驗數(shù)據(jù)制定最佳施工控制指標。施工中預先估計強夯后可能產生的平均地面起伏，并以此確定地面高程，然后用推土機平整，遇到地表為細粒土、地下水位較高的情況，有時需在表層鋪設砂、砂礫或石，使地表形成硬層，可以用以支撐起重設備，確保機械通行、施工。又可加大地下水和表層面的距離，提高夯擊效率。
3、水泥土深層攪拌法
基本原理:利用深層攪拌將水泥和地基土原位攪拌，形成具有整體性、水穩(wěn)性，以及較高強度的圓柱狀、格柵狀、或連續(xù)水泥土增強體，從而提高地基承載力、增大變形模量、減小沉降。用水泥土攪拌樁處理地基要注意水灰比的確定，明確噴漿座底的要求。噴漿分段位置要設在樁長偏下的地方。為檢驗設計和施工要進行水泥土攪拌樁的單樁靜載試驗和復合地基靜載試驗。該方法的優(yōu)點是可以最大限度地利用原土，攪拌時無側向擠土，無震動，無噪聲，無污染。缺點是施工工藝要求嚴格。
加固軟土地基宜采用“二噴漿、三攪拌”的施工工序，即:機械就位一攪拌下沉一噴漿攪拌提升一重復攪拌下沉一重復噴漿攪拌提升一再重復攪拌下沉一再重復攪拌提升到孔口。
適用范圍:淤泥、淤泥質土和含水量較高，地基承載力低于120 kPa的粘性土、粉土等軟土地基。
特征:在地基深處就地將軟土和固化劑強制拌和，經一系列物理、化學反應后硬結，凝結成較高強度的水泥加固體，與天然地基形成復合地基，提高土的穩(wěn)定性和強度指標。同時施工工期較短，效果顯著。
4、高壓噴射注漿法
適用范圍：處理淤泥、淤泥質土、粘性土、粉土、砂土、人工填土和碎石土地基。當?shù)鼗泻休^多的大粒徑塊石、大量植物根莖或較高的有機質時，應根據(jù)現(xiàn)場試驗結果確定其適用性。對地下水流速度過大、噴射漿液無法在注漿套管周圍凝固等情況不宜采用。高壓旋噴樁的處理深度較大，除地基加固外，也可作為深基坑或大壩的止水帷幕，目前最大處理深度已超過30m。
5、預壓法適
適用范圍：處理淤泥、淤泥質土、沖填土等飽和粘性土地基。按預壓方法分為堆載預壓法及真空預壓法。堆載預壓分塑料排水帶或砂井地基堆載預壓和天然地基堆載預壓。當軟土層厚度小于4m時，可采用天然地基堆載預壓法處理，當軟土層厚度超過4m時，應采用塑料排水帶、砂井等豎向排水預壓法處理。對真空預壓工程，必須在地基內設置排水豎井。預壓法主要用來解決地基的沉降及穩(wěn)定問題。
在確定地基處理方案時，宜選取不同的多種方法進行比選。對復合地基而言，方案選擇是針對不同土性、設計要求的承載力提高幅質、選取適宜的成樁工藝和增強體材料。
三、軟土地基設計關健
軟弱地基設計時要在保證承載力、降低其壓縮性、確?；A穩(wěn)定、減少基礎的不均勻沉降的前提下, 同時考慮上部結構，基礎和地基的共同作用，必要時應采取有效措施，加強上部結構的剛度和強度，以增加建筑物對地基不均勻變形的適應能力。根據(jù)地基處理的目的(如解決穩(wěn)定性或變形問題)、使用要求(如工后沉降及差異沉降)、結構類型、荷載大小等，并結合地形地貌地層結構、土質條件、地下水特征、周圍環(huán)境和相鄰建筑物等因素，選擇最佳處理方案。
對已選定的地基處理方法，宜按建筑物地基基礎設計等級，選擇代表性場地進行相應的現(xiàn)場試驗，并進行必要的測試，以檢驗設計參數(shù)和加固效果，同時為施工質量檢驗提供相關依據(jù)。
經處理后的地基，當按地基承載力確定基礎底面積及埋深而需要對地基承載力特征值進行修正；在受力范圍內仍存在軟弱下臥層時，應驗算軟弱下臥層的地基承載力。對受較大水平荷載或建造在斜坡上的建筑物或構筑物，以及鋼油罐、堆料場等，地基處理后應進行地基穩(wěn)定性計算。地基處理后，建筑物的地基變形應滿足現(xiàn)行有關規(guī)范的要求，并在施工期間進行沉降觀測，必要時尚應在使用期間繼續(xù)觀測，用以評價地基加固效果和作為使用維護依據(jù)。復合地基設計應滿足建筑物承載力和變形要求，復合地基承載力特征值應通過現(xiàn)場復合地基載荷試驗確定，或采用增強體的載荷試驗結果和其周邊土的承載力特征值結合經驗確定。
四、結束語
綜上所述，我們可以知道軟弱地基的相關概念、工程特征以及相應的一些處理方法。也從中了解了不種方法的適用范圍及優(yōu)缺點，軟土地基處理的目的是增加地基穩(wěn)定性，減少施工后的不均勻沉陷，所以設計及施工的技術人員必須意識到軟土地基的危害性，根據(jù)本工程的特地環(huán)境及項目特征合理選用安全，適用，經濟的方法及施工技術措施。
