軟土地基處理技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用分析

張　帆

(廣東核力工程勘察院,廣東 廣州　510800)

我國地質(zhì)地形情況較為復(fù)雜，在沿海、沿河等區(qū)域，存在大量的淤泥質(zhì)軟土。由于軟土地基具有不穩(wěn)定性，在此地基上進(jìn)行施工需要先妥善處理軟土地基問題，避免由于地基沉降等問題，嚴(yán)重影響建筑工程的穩(wěn)固性和安全性。縱觀我國巖土工程的發(fā)展，如何妥善處理軟土地基，保持地基的穩(wěn)固，是保障建筑工程施工質(zhì)量的必要前提。

1　關(guān)于軟土的屬性及特點(diǎn)

我國地質(zhì)情況復(fù)雜多樣，給建筑工程施工帶來了一定難度。軟土一詞指的是淤泥以及淤泥質(zhì)泥土，這類泥土的孔隙大于1.0，土壤內(nèi)的含水量較高，主要顏色為灰色，粘土粉粒是軟土的主要組成部分，有些軟土內(nèi)的粘土粉粒含量甚至高于百分之六十。軟土大多分布在江河湖海的附近。軟土顆粒具有獨(dú)特的物理屬性，在結(jié)構(gòu)形態(tài)上呈現(xiàn)出直徑偏小、薄片形狀等突出特點(diǎn)，當(dāng)軟土層出現(xiàn)沉降之后，常常表現(xiàn)為絮狀形態(tài)，這也正是導(dǎo)致軟土含水量偏高的重要原由。總的來說，軟土這一地質(zhì)可以具有以下方面的特點(diǎn)[1-4]：(1)軟土內(nèi)的含水量偏高。受軟土組成結(jié)構(gòu)的影響，不同類別的軟土在含水量方面存在明顯的差異，但軟土中的含水量均大于液限指數(shù)。一般而言，軟土內(nèi)的含水量可以達(dá)到百分之三十到七十。(2)軟土頗為松軟，這是由于軟土內(nèi)孔隙偏大導(dǎo)致的。一般而言，軟土孔隙處于1.0到2.0之間。(3)軟土具有極強(qiáng)的壓縮性。這一特點(diǎn)與軟土含水量偏高密不可分，軟土內(nèi)含水量越高，則軟土的壓縮性能越出色。在一般情況下，軟土的壓縮指數(shù)處于0.7～1的范圍，最高甚至可以達(dá)到4.5這一系數(shù)。(4)軟土的抗剪強(qiáng)度較弱，這一要素與排水條件及荷載施加頻率密不可分。(5)軟土的滲透能力不強(qiáng)。軟土的滲透系數(shù)基本位于十的負(fù)七次方至負(fù)八次方之間。受荷載作用的影響，軟土固結(jié)的速度偏緩，土壤的強(qiáng)度及荷載能力不強(qiáng)。此外，若軟土內(nèi)存在多種多樣的有機(jī)物質(zhì)，會(huì)導(dǎo)致大量氣泡的出現(xiàn)，這一現(xiàn)象在一定程度上會(huì)影響軟土孔隙，進(jìn)一步拉低軟土的滲透性能。(6)軟土在物理屬性上具有觸變性，在經(jīng)過振動(dòng)攪拌這一工序之后，軟土的絮狀結(jié)構(gòu)會(huì)遭受破壞，進(jìn)而使得軟土的強(qiáng)度大幅度降低，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致軟土出現(xiàn)流動(dòng)。

2　在巖土工程中應(yīng)對軟土地基時(shí)的難點(diǎn)

2.1　軟土地基的穩(wěn)固性不佳

軟土地基長時(shí)間處于靜置狀態(tài)，其強(qiáng)度會(huì)大幅度降低，要想恢復(fù)期強(qiáng)度必須經(jīng)過后期的努力。在巖土工程施工過程中，若對軟土地基開展振動(dòng)攪拌工序，會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞軟土的絮狀結(jié)構(gòu)，進(jìn)而嚴(yán)重影響軟土地基的穩(wěn)固性和安全性，嚴(yán)重時(shí)甚至可能出現(xiàn)地基流動(dòng)等問題，給巖土工程施工造成干擾和影響。

2.2　軟土地基存在沉降不均勻

軟土地基沉降問題在巖土工程中并不罕見，如何有效應(yīng)對軟土地基沉降不均勻問題成為保障巖土工程施工質(zhì)量的關(guān)鍵所在。軟土地基土質(zhì)疏松、含水量偏大等物理屬性是導(dǎo)致其出現(xiàn)沉降問題的主要原由。若施工人員未將軟土地基處理工作落實(shí)到位，可能會(huì)出現(xiàn)地基不穩(wěn)定等問題，進(jìn)而直接危及整體建筑工程的地基安全及穩(wěn)固，對建筑結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重影響，不僅會(huì)影響建筑工程的使用壽命，還可能給人們的人身安全造成威脅。

2.3　軟土地基的荷載能力不佳

從軟土地基的物理屬性可知，相較于其他地基條件，軟土地基內(nèi)的含水量偏高，自身的荷載能力較弱。一旦外部的荷載情況超過了軟土地基的承載范圍，則會(huì)導(dǎo)致軟土地基的穩(wěn)固性大打折扣，讓軟土地基產(chǎn)生形變等嚴(yán)重問題，進(jìn)而危及到整體建筑工程施工。

3　科學(xué)處理軟土地基的要點(diǎn)

地基作為支撐建筑物的基礎(chǔ)，其穩(wěn)固性關(guān)系到整體建筑工程安全和穩(wěn)定。在處理軟土地基時(shí)，相關(guān)工作人員要在正式開展施工工作之前，對現(xiàn)場地質(zhì)條件等要素進(jìn)行細(xì)致嚴(yán)格的勘驗(yàn)，充分了解軟土地基的構(gòu)成與屬性，從而有針對性地制定軟土地基處理方案，確保軟土地基處理方案科學(xué)可行。處理軟土地基的方式有很多，不同施工隊(duì)伍在應(yīng)用不同軟土地基處理技術(shù)的熟練程度不一，工程方要慎重選擇施工隊(duì)伍，確保施工方具備相應(yīng)的資質(zhì)及能力，并綜合各要素之后，選擇最為適宜的施工方式。在完成軟土地基處理工作之后，施工方不僅要進(jìn)行自我檢查，還要讓專業(yè)的檢測單位進(jìn)行檢查驗(yàn)收，確保軟土地基的承載量及強(qiáng)度符合工程建設(shè)要求，為后續(xù)階段的工程施工奠定基礎(chǔ)，避免由于地基處理不到位，導(dǎo)致嚴(yán)重的質(zhì)量問題。

4　論軟土地基處理技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用情況

4.1　科學(xué)應(yīng)用換填處理技術(shù)

換填技術(shù)是處理軟土地基時(shí)十分常用的技術(shù)手段，又被稱為墊層技術(shù)，該技術(shù)指的是通過挖去不滿足建設(shè)要求的軟土層，將諸如碎石、砂石、礦渣這類強(qiáng)度屬性佳、不容易被壓縮的材料填充進(jìn)去，再開展夯實(shí)處理工序，將經(jīng)過處理的地基作為墊層，以增強(qiáng)地基的強(qiáng)度和荷載能力。該技術(shù)在增強(qiáng)地基的強(qiáng)度及承載能力方面卓有成效，在處理地基沉降問題上效果顯著。同時(shí)，換填技術(shù)在施工方面更為簡單，操作起來更加便利。然而，該技術(shù)對施工現(xiàn)場具有較高要求，適用的施工情況相對較少。一般來說，若軟土地基所處的深度為三米以下，該技術(shù)能夠很好地應(yīng)用到工程施工之中。若軟土地基的深度在三米以上，使用換填技術(shù)需要耗費(fèi)大量的人力物力財(cái)力，在經(jīng)濟(jì)成本上不具備任何優(yōu)勢，則不適宜再使用該技術(shù)處理軟土地基。

4.2　靈活運(yùn)用夯實(shí)處理技術(shù)

軟土地基土城的組成成分不同，使得所適用的軟土地基處理技術(shù)也各具差異。若軟土地基土層中砂土、碎石以及粘土的含量較高，是軟土地基土層中的主要組成不符恩，則可以采用夯實(shí)處理技術(shù)。夯實(shí)處理技術(shù)的主要工作原理為物理機(jī)械碾壓，通過機(jī)械設(shè)備對地基進(jìn)行反復(fù)碾壓夯實(shí)，讓軟土地基得到壓實(shí)，以增強(qiáng)地基的穩(wěn)固性，讓地基符合工程建設(shè)要求。在使用夯實(shí)處理技術(shù)時(shí)，施工人員要對設(shè)備的重量級高度進(jìn)行科學(xué)控制，在反復(fù)打擊作用下夯實(shí)地基，以增強(qiáng)地基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。在一般情況下，夯實(shí)處理技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)1.2米左右的深度。在使用這一技術(shù)時(shí)，必須關(guān)注軟土地基中的含水量高低，適宜的含水量是保障夯實(shí)技術(shù)效果的關(guān)鍵所在。

4.3　合理應(yīng)用固化處理技術(shù)

固化處理技術(shù)是處理軟土地基中十分常見的技術(shù)手段，需要使用到膠結(jié)劑以及化學(xué)溶液，通過將諸如膠結(jié)劑等材料以攪拌或注入的方式進(jìn)入到軟土地基土層，能夠讓化學(xué)劑液與軟土地基產(chǎn)生反應(yīng)，進(jìn)而起到加固軟土地基的作用。在使用固化處理技術(shù)時(shí)，需要使用到諸如水泥、水玻璃之類的膠結(jié)材料，讓軟土地基的孔隙有效較小，增強(qiáng)土層的密實(shí)程度，有效增強(qiáng)軟土顆粒之間的密實(shí)度，從而改善軟土土質(zhì)的屬性，以適應(yīng)建筑工程施工的要求。在固化處理技術(shù)的作用下，地基的強(qiáng)度和滲透能力會(huì)大幅度改善，能夠有效處理軟土地基問題。此外，固化處理技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，根據(jù)不同的施工情況，可以采用不同類型的施工技術(shù)，其中最為常用的施工方式為深層攪拌法、旋噴法以及壓力灌漿法。在實(shí)際處理軟土地基的施工案例中，粉噴樁法在其中的應(yīng)用范圍最為廣泛，利用相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備，將諸如水泥粉、生石灰粉等粉體材料噴到軟土地基之中，再利用鉆頭讓軟土地基與粉體材料攪拌均勻，讓軟土地基的整體性能大幅度提升，滿足建筑工程施工的相關(guān)要求。

4.4　有效應(yīng)用振實(shí)擠密處理技術(shù)

每一種軟土地基處理技術(shù)都具有優(yōu)缺點(diǎn)，所使用的施工環(huán)境不盡相同。在巖土工程中，施工人員在處理軟土地基時(shí)，需要結(jié)合實(shí)際情況，選擇最為適宜的軟土地基處理技術(shù)。就振實(shí)擠密處理技術(shù)而言，該技術(shù)適應(yīng)于構(gòu)成成分中包含松砂、粉塵等材質(zhì)的軟土地基，利用振密或擠密技術(shù)提升土壤的密實(shí)度，有效減少土壤中的孔隙，以增強(qiáng)土壤的密實(shí)程度，在處理五到二十米之間的地基上卓有成效。

在運(yùn)用這一技術(shù)的過程中，還需要配合礫石、灰土的回填，將軟土地基改造為復(fù)合地基，讓地基的承載能力大幅度增強(qiáng)。在利用振實(shí)擠密處理技術(shù)時(shí)，要先打樁管，再向樁管內(nèi)注入相應(yīng)的填充材料，在完成上述環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上開展搗實(shí)工作。

5　結(jié)語

近年來，我國建筑行業(yè)發(fā)展迅速，建筑施工技術(shù)及要求逐步提升。地基處理作為開展建筑工程施工的必要環(huán)節(jié)，這一環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量直接關(guān)系到整體建筑工程的穩(wěn)固性和安全性，更與其使用壽命密切相關(guān)。針對不同的地基條件，施工人員需結(jié)合施工現(xiàn)場的實(shí)際情況，采用科學(xué)適宜的地基處理技術(shù)，以確保地基具備相應(yīng)的承載力及強(qiáng)度，能夠很好地適應(yīng)巖土工程施工的要求。軟土地質(zhì)在物理屬性及工程屬性上具有特殊性，在開展建筑施工之間必須對其進(jìn)行加固處理，以適應(yīng)工程施工的要求。