软弱地基的处理方法

摘要：本文论述了地基处理的目的、意义及软土的特性。并着重介绍了5种（排水固结法，加筋法，置换法，深层密实法，强夯法）经济适用的软土地基处理的施工方案，对各种软基加固方法进行了综合评价，同时对各种软基处理方案的适用范围作了简要介绍。 

关键词：软基处理；排水固结法；加筋法；置换法；深层密实法；强夯法  　　地基处理是指不能满足地基承载力和变形的设计要求的天然地基，经过人工处理后，使该地基能满足地基承载力和变形的设计要求的工作。近年来国内外地基处理的技术迅速发展，处理的方法越来越多，因此，我们必须以发展地基处理的技术，提高地基处理的水平，节约基本建设的投资为宗旨，针对地基土的特性以及上部结构对地基的要求，因地制宜地选择处理方法。  　　一、地基处理的意义  　　地基处理到什么程度、采用什么手段进行处理是一个动态概念。这就决定了地基处理方法的复杂性和多变性。地基处理的恰当与否，不仅关系到建（构）筑物的使用，还会影响到建设费用的高低及施工进程的快慢。（一）地基的强度和稳定性问题。若地基的抗剪强度不足以支承上部结构时，地基就会产生局部剪切或整体滑动破坏，它将影响建（构）筑物的使用，甚至成为灾难。（二）地基变形问题。当地基在上部荷载作用下，产生严重沉降或不均匀沉降时，就会影响到建（构）筑物的正常使用，甚至发生整体倾斜、墙体开裂、基础断裂等事故。（三）地基的渗漏与溶蚀。如水库地基渗漏严重，会产生水量损失。地基溶蚀会使地面坍陷。（四）地基振动液化与振沉。在强烈地震作用下，会使地下水位以下的松散粉细砂和粉土产生液化，使地基丧失承载力。强烈地震时软弱粘土会产生振沉，造成事故。凡建（构）筑物的天然地基存在上列4种问题之一时，需采取地基处理措施。  　　二、软弱土的特性和地基处理的方法 　　软土最具代表性的是淤泥和淤泥质土。据统计，软土的天然含水量高，在30%～80%之间，甚至可达200%以上；空隙比大，在1～2之间，有的达6以上；不排水抗剪强度小，一般小于20KN/m2；压缩性大，一般在0.5～1.5MPa-1之间，甚至可达4.5MPa-1，渗透系数小，一般在10-1cm/s。软土地基的承载能力低，沉降和不均匀沉降大，且沉降稳定历时较长。软土还具有显著的结构性，一旦受到扰动，土的强度明显降低，甚至成流动状态。冲填土是由水力冲填而成的。冲填土的性质与所冲填泥沙的来源及淤填时的水力条件、冲填年代有密切关系。湿陷性黄土在自重或自重和附加应力共同作用下，受水侵湿后的结构会遭破坏而发生附加下沉。膨胀土吸水膨胀，失水收缩，具有较大的膨胀变形，如果不加处理，常会给建（构）筑物造成危害。凡有机质含量超过25%的土，称为泥炭质土，泥炭土含水量极高，压缩性很大且不均匀，一般不宜作为建（构）物地基。（一）各种地基处理方法。1、排水固结法。排水固结法是指在地基中打入沙井或塑料排水板，然后在上部采用堆载预压或真空预压，使粘土中的水排出，从而提高土质的固结度及地基承载力。根据排水和加压系统的不同，排水固结法具体又可分为：堆载法、砂井法、袋装砂井法、电渗法、超载预压法、真空堆载联合预压法及真空预压法等。真空预压法是将不透气的薄膜铺设在需要加固的软基表面的砂垫层上，借助射流泵和埋设在垫层中的管道，将膜下土体间的空气抽出，形成真空，使土体排水而压密。排水固结法适用于处理厚度较大的饱和软土和冲填土地基，但对于厚的泥炭层要慎重对待。2、置换法(又称垫层法)。置换法是指将基础底面下处理范围内的软弱土层部分或全部挖去，然后分层换填强度较大的砂、碎石、素土等，并加工夯实、密实作为垫层。其作用是提高基础的地基承载力，减小基础的沉降量，加速基土排水固结。1997年湖州市城乡建设委员会办公楼在基础施工时，发现在大楼东面有一地下防空洞，而在大楼西北部有部分软土，约为3m，经同意，需拆除防空洞，而由于软土的存在，影响了打桩机的正常施工。在讨论处理方案时，首先想到的方法是采用增加挑板、枕木或钢板铺设，以便增大受压面积，避免桩机下沉。但初步估计增加挑板、枕木效果不理想，增设钢板费用高且处理效果也不理想。也有人提出更改桩型，改打沉管灌注桩，但经计算，沉管灌注桩承载力远远小于设计要求。因大楼东面需凿去防空洞，就必需先挖出该防空洞，将挖出的压缩性好的土及被凿出的块石回填至该软土区域，回填高度为1m左右，剩余部分土回填至原防空洞区域，平整场地，分层夯实。这样不仅有效的增加了地基的承载力，而且节省了回填压缩性较好的砂，砾石、灰土、碎石等材料费用。3、深层密实法。挤密法是用密实方法使基土的孔隙减小，密实度增加的一种技术。在工程中常见的有重锤夯实法和强夯法，挤密砂桩和碎石桩。前两者为冲击功法，后两者为振动功法。强夯也称动力固结。是利用强大的夯击能量迫使深层内的土孔隙水及空气排除，使土层固结、密实，从而使地基强度提高，压缩性降低。强夯法最初仅用于加固碎石土和砂土地基，随着经验的积累和认识的深入，强夯法已推广到粘土、不饱和粘性土、含水量低于25%的杂填土的加固，且随着砂井及塑料排水板的运用，在饱和淤泥质软土中强夯加固也获得满意的效果。4、加筋法。加筋法是在人工填土的路堤、坝基或挡土墙的基础内置入织物、钢条尼龙绳或玻璃纤维等作为拉筋的方法。也可在软弱土层内设置树根桩或碎石桩组成复合地基。能起到抗拉、抗压、抗剪、抗弯的作用，从而提高地基承载力，增加地基稳定性并减少地基沉降。 　  　　三、结论  　　除了以上介绍的各种地基处理方案外，我们还可以结合本地区的地形、地貌、地层结构、土质条件、地下水特征、环境情况等条件，归纳总结出新的地基处理方案。  　　要对各种地基处理方案作出横向比较是很困难的，对于同一地基同一建（构）筑物的地基处理方案的选择，需考虑各种地基处理方案，从加固效果、材料来源、能源消耗等方面去考虑，一定能选择出科学、有效的处理方法。  　　参考文献：  　　[1]孙维东.土力学与地基基础.北京：机械工业出版社,2003.8  　　[2]董建国,沈锡英,钟才根.土力学与地基基础.上海:同济大学出版社,2005.1