軟土地基基礎設計與施工方法探討

姜文禮

平湖市建筑設計院有限公司 浙江平湖 314200

關鍵詞：在軟土地基上建造建筑物或構筑物，基礎設計與施工技術顯得尤為關鍵。本文結合實踐經驗，首先分析了軟土地基基礎設計中應滿足的技術要求和設計原則，而后概述了當前主要的幾種軟土地基處理施工技術，并指明了各自的適用范圍，可為工程技術人員參考借鑒。

關鍵詞：軟土；地基處理；設計；施工

近十幾年來，我國基本建設規模不斷擴大，其建設規模從速度前所未有，因而在諸如建筑、水利、國防、交通和鐵道等土木工程建設中，愈來愈多地遇到大量而復雜的不良地基及地基處理問題，地基處理日益得到人們重視。地基基礎設計與施工是否恰當關系到整個工程質量、進度和投資，合理地選擇地基設計方法，做好基礎施工中的質量控制是降低造價的重要途徑之一。

1、地基處理的目的及其處理對象

當地基強度穩定性不足或壓縮性很大，不能滿足設計要求時，可以針對不同情況對地基進行處理。處理的目的是增加地基的強度和穩定性、減少地基變形等。地基處理的對象包括軟弱地基與不良地基兩方面，軟弱地基是指在地表下相當深度范圍內存在的軟弱土，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。這類土的工程特性為壓縮性高、強度低、通常很難滿足地基承載力和變形要求。而不良地基包括施陷性黃土地基、膨脹土地基、泥炭土地基、山區地基及巖溶與土洞地基等。

2、常用的地基處理方法及其適用范圍

2、1 換填法

將基礎底面以下處理范圍內的軟弱土層部分或全部挖去，然后分層換填強度較高的砂、碎石、素土、灰土、粉質黏土、粉煤灰、礦渣及其他性能穩定和無侵蝕性的材料，并碾壓、夯實至要求的密實度為止。換填法的適用范圍為：淤泥、淤泥質土、濕陷性黃土、素填土、雜填土地基及暗溝、暗塘等的淺層處理或不均勻地基處理。當在建筑物范圍內上層軟弱土較薄時，可采用全部置換處理；對于建筑物范圍內局部存在古井、古墓、暗塘、暗溝或拆除舊基礎后的坑穴等，可采用局部換填法處理。換填法的處理深度通?？刂圃? m 以內較為經濟合理。換填法常用于處理輕型建筑、地坪、堆料場及道路工程等。

2、2 堆載預壓法

堆載預壓法就是直接地在地基土體上堆放重物（如：塊石、土體）以對土體進行預壓和排水固結，提高地基的承載力，并使建（構）筑物在使用階段的地基沉降量減少，堆載預壓的荷載應大于設計荷載，預壓時間可由建筑物的要求和軟土所達到的固結程度決定。堆載預壓法主要適用于倉庫類建筑、施工期較長的軟基道路等。

2、3 強夯技術

強夯法是一種強力加固地基的方法。夯錘（質量通常為10 t～40 t，個別甚至達到200 t）從高處自由落下（落距一般為6 m～40 m）給地基以沖擊力和振動夯實地基，從而提高地基土的強度和降低其壓縮性。強夯技術是國內廣泛應用的一項有效的地基加固技術，其加固領域也在不斷發展，主要應用于加固非自重濕陷性黃土、碎石土、砂土、高回填土及雜土等地基；也可用于防止粉質粘土及粉砂的液化，效果較明顯；對軟土、含水率大的回填土以及飽和粉土地基等，存在夯擊沉降量大，夯位難以控制等問題，處理較困難。實踐證明，采用強夯加固地基施工方便，適用軟弱巖土，加固效果好，經濟效益顯著，是一種有效的地基加固方法。但須注意的是，強夯技術不宜在市區對巖土地基進行處理，否則，將造成既有建筑物的沖擊波的振動破壞和環境的噪聲影響。

2、4 砂石樁法

用振動或沖擊荷載在軟弱地基中成孔后，將砂石擠壓入土中，形成密實砂石柱，達到加固地基的目的。砂石柱法的適用范圍有：松散砂土、粉土、黏性土、素填土和雜填土等地基。對飽和黏性土地基上對變形控制要求不嚴的工程也可采用砂石樁置換處理。砂石樁法也可用于處理可液化地基。

2、5 土或灰土擠密法

由樁間擠密土和填夯的樁共同組成的復合地基。以消除地基的濕陷性為主要目的時選用土樁擠密法；以提高地基的承載力及水、土穩定性為主要目的時選用灰土樁擠密法。土或灰土擠密法的適用范圍有：濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基。

2、6 粉體噴射法

利用生石灰或水泥等粉體材料作為固化劑，通過特制的深層攪拌機在地基深部就地將軟土和固化劑強制拌和，利用固化劑與軟土產生的一系列物理化學反應，形成堅硬的拌和土體，以置換部分軟弱土體，形成復合地基。適用范圍同深層攪拌法。但對于含水量較小的黏性土，處理效果欠佳。與深層攪拌法（濕法）相比，在固化過程中，粉體材料能吸收周圍土體更多的水分，使土體固結。適用于7 層以下的工業與民用建筑，對高層建筑宜實驗論證。粉體噴射法俗稱旋噴法，是水泥土攪拌法中的一種，又稱為干法。

2、7 深層攪拌法

其原理是利用水泥漿、石灰或其他材料作為固化劑，通過特制的深層攪拌機械，在地基深處將軟土和固化劑（水泥或石灰的漿液或粉體）強制攪拌，利用固化劑和軟土之間產生的一系列物理化學反應，使軟土硬結成具有整體性、水穩定性和一定強度的優質地基，從而達到提高地基的承載力和增大變形模量的目的。深層攪拌法的適用范圍有：淤泥、淤泥質土、粉土、飽和黃土、素填土和黏性土等地基。當用于處理泥炭土或地下水具有侵蝕性時，應通過試驗確定其適用性。深層攪拌法是水泥土攪拌法中的一種，又稱為濕法。

2、8 托換法

適用于對已有建筑物的地基和基礎進行處理與加固，或在已有建筑物基礎下需修建地下工程，以及鄰近需要新建工程而影響已有建筑物安全等問題的處理。托換法可分為樁式托換法、灌漿托換法和基礎加固法3 種。

1）樁式托換法

采用樁的形式進行托換。樁式托換法可分為坑式靜壓樁托換、錨桿靜壓樁托換、灌注樁托換和樹根樁托換4 種。樁式托換法的適用范圍有：軟弱黏土、松散砂土、飽和黃土、濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基。

2）灌漿托換法

采用氣壓或液壓將各種有機或無機化學漿液注入土中，使地基固化，起到提高地基土強度、消除其濕陷性或起到防滲堵漏作用。根據灌漿材料的不同，可分為水泥灌漿法、硅化法和堿液法。適用范圍有：松散砂土、素填土、雜填土等地基和既有建筑物的地基處理。

3）基礎加固法

采用水泥或環氧樹脂等漿液灌漿加固或加大基礎基底面積，或增大基礎深度，使基礎支撐在較好的土層上?；A加固法可分為灌漿法、加大基礎托換和坑式托換法3 種?；A加固法的適用范圍為建筑物基礎支撐力不足的已有建筑物的基礎加固。

2、9 高壓噴射注漿法

利用鉆機把帶有噴嘴的注漿管鉆到預定深度的土層，以高壓噴射直接沖擊破壞土體，使水泥漿液或其他漿液與土拌和，凝固后成為拌和柱體。在軟弱地基中設置這種柱體群，以形成復合地基。高壓噴射注漿法的適用范圍有：淤泥、淤泥質土、黏性土、粉土、黃土、砂土、人工填土和碎石土等地基。當土中含有較多的大粒徑塊石、堅硬黏性土、大量植物根系或有過多的有機質時，應根據現場試驗結果確定其適用程度。

3、結語

軟土地基處理在實際工程運用中應針對具體地質條件選用合適的處理方法，且合理的組合使用軟基處理方法往往會起到事半功倍的效果。因此，在確定地基處理方法時，必須搜集詳勘資料和地基基礎設計資料，論證地基處理的必要性，并調查本地區地基處理的經驗和施工條件，從諸多處理方法中選擇一個最佳的地基處理方案。

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