關于地基持力層軟弱土層的處理方法探究

周海耿

摘要：隨著城市建設迅速發展，房屋建設規模逐漸擴大，人們對建筑物質量要求也逐漸提高，且地基穩定性對保障建筑物質量有著重要作用。通常情況下，土層呈一層一層分布狀，而在地基建設中，建筑物基礎下面直接接觸的土層即為持力層，主要起承載建筑物負荷作用。但在市水利及建筑工程建設中，常會遇到軟弱土層，嚴重影響地基持力層承載能力，降低建筑工程質量，因此，本文即對軟弱地基形成原因進行簡要闡述，并根據軟弱層中存在的問題，制定合理處理措施，以降低地基持力層軟弱層對建筑工程質量影響程度，延長工程使用壽命，保證市民安全。

關鍵詞：建筑工程;地基持力層：軟弱土層

現代市水利工程及建筑建設中，地基持力層穩定性對保證工程質量及安全性意義重大;軟弱地基由于其含水量高、強度低，土質松軟，易沉降等特點[1]，其承載能力較低，但在實際建設中，需改善地基變形及穩定條件，提高土層粘合度，減小巖層孔隙，保證土粒有效膠結。軟弱地層處理效果將直接關系建筑工程整體質量，并將影響工程建設速度。因此在T程建設中對地基持力層軟弱地層的處理工作則顯得尤為重要。

1.軟弱地基形成原因

軟弱層指由淤泥、部分沖填土、雜填土層及其他高壓縮性土堆積而成的軟弱土層;而由軟弱層作為持力層的地基則為軟弱地基[2]。為不良特殊性土層。軟弱地基通常具有孔隙大、含水量高、流變性強等缺點，此類地基壓縮性較高，強度較低，易發生加強沉降變化，其穩定型極差，另外對樁基礎會產生負摩阻力。擬建建筑，在軟弱層作為地基持力層進行工程建設時，極易因軟弱巖層強度不足，而發生變形，難以滿足工程建筑質量需求，因此，需合理制定處理措施，提升軟弱地層穩定型，避免地基沉降、變形等事故發生，保證建筑質量。

2.軟弱地基處理方式

2.1預壓法

預壓法多適用于沖填土、淤泥質土等黏性土地基，可分為堆載預壓法及砂井預壓法兩種類型。其中堆載預壓法多適用于軟弱土質<4m巖層，主要是借助外載作用，提升軟弱土質排水固結，增強地基持力層抗剪強度能力;并可根據預壓目的不同，合理選擇預壓方式[3];當借預先荷載施壓，可降低建筑物沉降量;而借助建筑物自身載荷進行分級預壓，可提升地基強度，并增強軟弱地基承載能力。砂井預壓則是通過在軟弱巖層中分段設立砂井，以調整軟土層排水條件，可加速軟弱土質固結速度，減少預壓時間。

2.2深層攪拌法

現代施工建設中，深層攪拌法可分為旋噴注漿法（濕法）及粉噴柱法（干法），主要是借助深層攪拌機械對水泥、石灰等固化材料進行攪拌，將軟土與固化材料均勻混合，使其發生一系列化學、物理反應，促使軟弱土硬結為石灰、水泥等土柱體，使軟弱層硬化為一整體，且具有較高承載能力的復合地基，可大大提升軟弱層天然強度，并顯著降低土層滲水性及壓縮性;在原料堆場、高等級公路加固、碼頭岸壁等高厚度飽和軟黏土層建設應用廣泛[4]。

2.3擠密法

擠密法主要是通過向軟弱層中打人樁管成孔，在孔管中充填礫石等建筑材料，并將借助振動、擠密等措施將孔管中礫石搗實，使軟弱層深層土質密實，降低土層土粒間隙，進而實現提升地基強度目的，可分為表層原位壓實法、爆破擠密法、振沖密實法等多種類型。此方式在含有大量瓦屑、砂粒等雜填土的松散地基中應用廣泛;但不適用于黏性較大的飽和軟土地基。

2.4高壓噴射注漿法

高壓噴射注漿法主要是通過強烈噴射壓力，將水泥漿液由管路中噴射至出，并可通過切割、破壞土質，使軟弱軟弱土層與漿液均勻拌和，發生相互置換作用，經自然冷卻、凝固后，將成為高強度拌和土樁體，可根據地基建設需求，形成良好復合地基。

2.5強夯法

強夯法主要是以幾十噸/米甚至百噸/米的巨大夯擊力，將碎石、塊石等擊穿軟弱層，使其沉底形成墩樁，與軟弱層形成共同體，使軟弱層壓縮性縮小，提升地基強度[5]，實現加固軟弱層作用，并可有效提升軟弱層抗液化能力，大大降低軟弱土質濕陷性;且強夯法不受地表填土影響，同樣具有加速軟弱層固結沉降作用，多使用于承載能力強、軟土層較厚且下方存在堅實土層及對沉降要求較高場地，如機場停機坪等。

2.6加筋法

加筋法主要是通過在軟弱層埋設強度較高、抗腐蝕能力、耐拉伸能力良好的拉筋、土工聚合物、受力杠桿等物質，增強地基承載能力，降低沉降，以提高建筑物穩定性;同時，應用高強度土工合成材料，可大大提升地基持力層抗拉能力，降低地基斷裂風險，進一步增強地基剛度及整體性，并可改善軟弱巖層整體應力場及應變場，提升地基承載能力;多適用于各類高填土及軟土地基。

2.7換填墊層法

換填墊層法即換土墊層法，主要是使用物理力學性質良好的巖土、建筑材料，置換原本地基持力層軟弱巖中的天然軟土層，并將置換后的巖土材料逐層夯實，形成低壓縮性、高密度地基持力層[6]。此方式適用于濕陷性黃土、淤泥質土、雜填土等土層淺層處理。常見換填材料可選擇砂土、粉質粘土、灰土、礦渣、土工合成材料等。現行施工思路為，但軟弱層較薄時，可全部挖去置填;軟弱層較厚時，可部分挖去置填，并以換料置填墊層作為地基持力層，以提升地基承載能力，改善土質壓縮性，避免地基變形;且換填墊層厚度（Z）需根據下臥土層承載能力制定，需保證作用于墊土層的白重應力及附加應力之和小于等于軟弱軟弱巖層土承載力特征值（如圖1），滿足faz≥Pz+Pcz，其中faz：墊層底面土層經深度修正后，地基承載力特征值;Pz：載荷標準組合墊土層附加壓力;Pcz：墊層地面土白重壓力;通常情況下，墊層厚度需高于0.5m，但不可超過3mm。

3.工程設計優化措施

在加強地基持力層軟弱層加固處理的同時，可進一步優化建筑工程設計處理，以降低建筑物不均勻沉降程度，并可在保證工程建設質量的同時，顯著降低建筑工程建設成本。因此，在建筑工程設計中，需在不影響建筑使用功能的前提下，將工程設計簡單化;對于結構較為復雜建筑物，可根據其實際使用情況，將建筑物合理劃分為多單元建設形式;對于同區域內差異較大建筑物，可適量擴大建筑物間距離;并可使用白有沉降連接等方式對不同單元進行連接，以提升建筑工程對地基不均勻沉降調整能力，增強建筑工程強度、剛度[8];在開挖基槽過程中，若發現地基持力層出現淤泥、淤泥質土時，不用干擾其原本結構;并在工程建筑施工期間，根據實際施工情況，優先覆蓋建筑物重點部分，并綜合分析建筑沉降程度，合理調整各部分建筑設計，降低建筑工程沉降差異。

4.結語

在地基持力層軟弱層處理建設中，需事先明確局部軟弱層地基異常種類及范圍，綜合分析軟弱層實際原因，并結合施工區域內建筑無地基組成及持力層軟弱層力學性質，選擇適當處理方式，并持續對軟弱巖層進行局部加固處理，以增強地基強度及承載能力，保證建筑物各部位沉降趨勢一致，避免不均勻沉降發生，全面保證工程質量，提升工程施工建設速度，使工程建設經濟合理，又能滿足設計要求，全面提高建筑工程經濟效益及社會效益。

參考文獻：

[1]李園輝，王光偉.砂卵石地基中軟弱夾層處理方案的技術經濟比較[J].四川建材，2016， 42（4）：250.

[2]苗長春，張平順，任訊波西安地區以細中砂為持力層采用天然地基的某33層高層建筑設計[J].建筑結構，2017（2）：101-104.

[3]江毅，向志群.對地下水位以下強風化泥巖作地基的持力層的探索[J].工程建設與設計，2017（1）：56-58.

[4]張家柱，代世軍.短粉噴樁端嵌入持力層深度對復合地基承載力影響研究[J].江淮水利科技，2017（1）：28-29。

[5]許紅葉，楊維國，俞麗婷.持力層核心指標與基樁質量的關系——基于鉆芯檢測法定量評估基樁質量的研究之六[J].中國科技信息，2016（11）：105-106.

[6]楊光華，徐傳堡，李志云，et al.軟土地基剛性樁復合地基沉降計算的簡化方法[J].巖土工程學報，2017，39（S2）：21-24.

[7]李善珍，馬學寧，田兆斌.路堤荷載下長短樁加固黃土地基影響因素的分析[J].鐵道科學與工程學報，2017，14（2）：241-249.

[8]張政東，ZHANGZheng- dong.曹妃甸一南堡地區工程地質特征及工程建筑地基適宜性分析[J].河北能源職業技術學院學報，2016，16（1）：71-73.