浅谈软土地基处理方法之地质论文

　　摘要：本文地质论文从工程的角度，介绍了软土基本概念、软土地基处理中的一些常见问题以及软土地基处理的目的、原则和处理方法的选取。根据其不同的处理原理将处理方法归纳划分为置换、排水固水、灌入固化物、振密挤密、加筋、冷热处理等，并分别就其注意事项进行了简要阐述。
　　关键字：软土地基，处理方法，注意事项
　　1论文前言
　　所谓软土是指相对于岩石而言的一种地质分类概念。在工程上，主要指第四纪后期形成的以滨海沉积、湖泊沉积、河滩沉积和谷底沉积为主的黏性土沉积物或河床冲积物，其具有天然含水量高、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。
　　近年来，随着我国基础建设的迅速发展，围海造陆、码头、物流园等工程日益增多，而该类沿海、沿江、沿湖岸边工程因其场地大多为软粘性土、淤泥质土、淤泥、泥炭质土、泥炭、吹填砂类土等不能直接作为天然地基使用的软土，故需采取一定的加固处理措施以满足建筑场地对沉降和承载力要求。目前，国内工程施工中对地基加固方法主要可分为两大类：一类是对天然地基土体全部进行土质改良，如预压(排水固结)法、强夯法、原位压实法、换填法等；另一类则是形成复合地基，如水泥土复合地基、桩基等。而软土地基加固方法主要有换填法、排水固结预压法、强夯法、砂石桩法和搅拌桩法等。
　　2软土地基处理中的问题
　　软土在我国滨海平原、河口三角洲、湖盆地周围及山涧谷地均有广泛分布，但该类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，使构造物降过大或不均匀沉降，对构造物造成不同程度的破坏甚至彻底报废。
　　目前，软土地基处理中常见的工程问题主要可划分为沉降问题、承载力及稳定性问题、降水问题和其他问题[1]。
　　（1）沉降问题主要指出现大量的整体或差异沉降，荷载偏心或软土层厚薄不均、分布不一以及欠固结土或大面积填土产生负摩擦力引起附加沉降，致使建筑物功能受到影响。
　　（2）承载力及稳定性问题主要指边坡、堤坝的滑动，基坑坑底的塑性隆起，地基承载力不足造成的失稳及孔隙水压力增加造成地面隆起等。
　　（3）降水问题主要指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）其他问题主要指基坑渗水、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。
　　3软土地基处理原则与方案选择
　　3.1软土地基处理原则
　　软土地基由于其成因类型不同，厚度不一，性质各异，因此应根据其地区特点和地质、土质条件，有针对性的进行有效对策，作出合理的处理。一般遵循以下原则[2]：
　　（1）根据区域工程地质条件复杂性、工程地质分区，予以区别处理。
　　（2）设计方案要经济合理切合当地实际情况。
　　（3）所用材料数量足、质量有保证；施工机械数量、规格、性能均满足要求。
　　（4）施工时要严格遵守施工技术规范和操作规程办事，以保证良好的质量，软土地段特别要注意控制填土速率，避免和产生路堤滑移或发生其它意外事情。
　　3.2软土地基处理方案选择
　　软土地基处理的目的在于提高土的强度、减少土的压缩性，使经过处理后的软弱土层可作为支承建筑物全部重量的持力土层。但由于不同地区、地质年代、成因的软土其物理力学特性差异较大，同时软土层的
　　水平和垂直的相变、埋藏条件、厚度的变化等均直接影响到软土地基的加固和处理方案的选择，因此，应根据地基处治的理由、目的，结合地基情况等，选择符合要求且最经济的方法。其具体流程见图1所示。
　　4软土地基处理方法
　　目前工程中常用的地基处理方法归纳划分为：置换、排水固水、灌入固化物、振密挤密、加筋、冷热处理等几种方法[3]。
　　1）置换
　　置换是用物理力学性质较好的岩土材料置换天然地基中部分或全部软弱土或不良土，形成双层地基或复合地基，以达到提高地基承载力、减少沉降目的。置换属浅层处理法，适用于软弱土层位于地基表面且最大深度一般在3m，最大不超过5m的情况，但一般也不宜小于0.5m。置换法主要包括换土垫层法、强夯置换法、石灰桩法、EPS超轻质料填土法、挤淤置换法、褥垫层法等。
　　置换法注意事项：①采用换土垫层法时应将要置换土层挖尽，注意坑边稳定，保证填料质且填料应分层夯实。②软粘土地基中以置换为主的振冲置换法、砂石桩（置换）法应慎用，其主要原因是加固后的地基工后沉降大，且初期承载力增幅小。③强夯置换时，当填料为透水性好的砂及碎石料时，应设良好的竖向排水通道。
　　2）排水固结
　　排水固结是指土体在一定荷载作用下固结，孔隙比减小，强度提高，以达到提高地基承载力，减小工后沉降的目的。排水固结预压法是一种常用行之有效的地基处理方法，但工期一般较长，而且要按地质条件、路堤高度和总沉降量的差异来选择不同的深层处理方式、预压方式及预压时间。其地基处理方法主要有堆载预压法、超载预压法、真空预压法、真空预压与堆载预压联合作用、降低地下水位和电渗法等[5]。
　　排水固结发注意事项：①堆（超）载预压荷载一般宜取等于或大于设计荷载，但不得超过地基的极限荷载；堆载顶面宽度应小于建筑物底面宽度，其底面应适当放大。②采用真空预压法进行地基处理时，应先设置竖向排水系统，水平分布的滤管埋设宜采用条形或鱼刺形，砂垫层上的密封膜采用2-3层的聚氯乙烯薄膜，按先后顺序同时铺设。对与面积大时宜分区预压，同时应做好真空度、地面沉降量，深层沉降、水平位移等观测；预压结束后，应清除砂槽和腐植土层。此外还应注意对周边环境的影响。③降低地下水位法一般采用轻型井点、喷射井点或深井井点；当土层为饱和粘土、粉土、淤泥和淤泥质粘性土时，此时宜辅以电极相结合。
　　3）灌入固化物
　　灌入固化物是向地基中灌入或拌入水泥，或石灰，或其他化学固化材料在地基中形成复合土体，以达到地基处理的目的。搅拌桩法工期较短，但费用较高，加固深度有限，对深厚软土，很难消除较大的工后沉降。其主要处理方法有深层搅拌法(包括浆液喷射和粉体喷射深层搅拌法)、高压喷射注浆法、渗入性灌浆法、劈裂灌浆法、挤密灌浆法、电动化学灌浆法等。
　　灌入固化物注意事项：①要有合理的适用范围。②要有适宜的注浆压力。压力太小则注浆点之间交接处附近土体得不到应有的压密和填充；压力太大则会因土体产生过大裂缝而引起浆液流失或冒出地面。③要有合适的浆液配比。它将对注浆后土体强度、浆液流动性、硬化速度、经济指标等产生很大的影响。④适量的注浆量。量太大可能引起地面上升开裂，造成浆液流失；太少则起不到应有的加固作用。⑤根据不同的加固目标采用相应的注浆喷头。
　　4）振密、挤密
　　振密、挤密是指采用振动或挤密的方法使土体进一步密实以达到提高地基承载力和减少沉降的目的。主要包括下述地基处理方法：表层原位压实法、强夯法、振冲密实法、挤密砂桩法、挤密碎石桩法、孔内夯扩挤密桩法、爆破挤密法、土桩和灰上桩、以及夯实水泥土桩法等。
　　振密、挤密法注意事项：采用振动挤密桩加固后的地基承载力和沉降量在很大程度上取决于周围土对桩的约束力作用。如周围土过于软弱土的侧面约束力始终不能平衡填料挤入孔壁的力，那就始终形不成桩体，也就不会有复合地基强度。对成桩所需土的最低强度说法不一，需积累更多的经验。一般来讲，若地基强度低于20kPa，则不宜使用该法。此外，振动挤密桩还处于半理论与半经验状态。其复合地基承载力及最终沉降量计算方法均不成熟，设计参数大都为经验数据。
　　5）加筋
　　加筋是在地基中设置强度高、模量大的筋材，以达到提高地基承载力、减少沉降的目的。强度高、模量大的筋材可以是钢筋混凝土，低强度混凝土，也可以是土工合成材料等。其主要处理方法有加筋土法、土钉墙法、树根桩法、低强度桩复合地基法(包括CFG桩复合地基、低强度混凝土桩复合地基，二灰混凝土桩复合地基等)、刚性桩复合地基法[6]。
　　加筋法进行软土地基处理时，若采用金属材料时要考虑防腐蚀，而若采用聚合材料筋材，应考虑其衰化及材料的长期蠕变性能。
　　6）冷热处理
　　冷热处理是通过冻结，或焙烧、加热地基土体改变土体物理力学性质以达到地基处理的目的。主要包括：冻结法、烧结法。
　　5论文结语
　　软土地基成因类型不同、厚度不同、性质各异，因此在处治过程中不能一律对待，应在保证承载力、降低其压缩性、确保基础稳定、减少基础的不均匀沉降的前提下，结合工程地质、水文条件、各地的施工机械、技术水平、建材品种及价格差异等实情，以软土工程学的一般原理为指导，并借鉴以往类似工程成功的经验，有针对性的制定出适合的软基处理的最佳方案。
　　此外，软土地基处理设计和施工技术人员必须意识到软土地基的危害性，坚持严谨的工作态度，认真评估基底承载力，并根据不同的土质情况、不同的投资和工期要求，采用切实可行的处理方案。
　　参考文献
　　[1]郑焕然.滨海软土地基处理技术及沉降分析.湖南大学[M].2003.11.
　　[2]吴价城，林佳栋.国内软土地基处理技术现状与发展趋势.工程地质学报[J].2008(16)增刊:0617-0621.
　　[3]王振信.软土地基处理技术概述.设计与施工[J].1993(1):3-9.
　　[4]刘建新.软土地基处理方法研究.现代商贸工业[J].2009(11):278-279.
　　

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