巖土工程中軟土地基處理技術的應用

文/林青 江蘇華東建設基礎工程有限公司 江蘇南京 210000

1、概述

1.1 巖土工程

巖土工程是在工程建設中有關巖石或土的利用、整治或改造的科學技術，它涉及到工程地質、水文地質、地基基礎、土工結構等多方面的知識，是集工程地質勘探、基礎方案設計和基礎施工三位一體的系統性工程。

一般巖土工程易受地下水的影響，使其物理力學性能發生改變從而制約土體中有效應力的發揮。除此之外，施工區域的周圍環境對巖土工程的影響和制約也很大，如深基坑工程可能會造成周圍土體的形變。

1.2 軟土地基

軟土地基是指淤泥、淤泥質土、松軟沖填土與雜填土或其他高壓縮性軟弱土層構成的一種地基結構，主要特點是高壓縮性、抗剪強度低、透水性小、觸變性、流變性和不均勻性：

（1）高壓縮性

軟土的孔隙比大于1，從而含水量較大，容重較小。同時，由于土中的微生物、腐殖質和可燃氣體含量巨大，因而造成了軟土地基的高壓縮性，很難達到穩固的效果。

（2）抗剪強度低

土地的抗剪強度與顆粒間的摩擦力和黏聚力有關，軟土地基比較脆弱，易遭到破壞的原因之一就是外部載荷過高，地基抗剪強度過低，載荷在地基內部的剪應力大于或等于土體的抗剪強度，從而發生了嚴重的滑坡，損害了地基的穩定性。

（3）透水性小

軟土地基具有較小的透水性，甚至在其垂直層面都是無法深水的，非常不利于排水固結工作的開展，從而造成了施工過程中建筑物的沉降時間延長。除此之外，初次為地基加載荷時常出現高孔隙水壓力的現象。

（4）觸變性

軟土地基受到振動影響時，極易出現側滑、沉降和底面兩側擠出的現象就是由于這一特性。軟土是一種結構性沉積物，一般呈絮凝狀。原始土體在自然狀態下有一定的結構強度，但是一經觸動就會出現結構損壞和強度降低的現象，甚至轉化成稀釋狀態。

（5）流變性

流變性是指軟土地基受到外部載荷作用的持續時間越長，發生的形變程度就會越大，非常不利于邊坡、碼頭、堤岸等區域地基的穩定性。

（6）不均勻性

該特性是由于粉細砂透鏡體散落夾雜在軟土層中，從而呈現出平面和垂直方向上的顯著差異性，極易造成地基的不均勻下降。

正是因為軟土中存在這些特性，在建筑施工過程要應用恰當的技術對軟土地基進行適當處理，以保證建筑的安全可靠性。

2、軟土地基處理技術在巖土工程中的應用現狀

2.1 換填土技術

換填土技術是指挖除基礎地面下的軟地基土之后再以工程性能更好的土來填充，然后通過壓密手段打造一個地基持力層。換填土技術一般應用于土質為淤泥、濕陷性黃土等中小層建筑三米以內的地基建設。使用該技術可以提高地基承載力，減少基礎沉降量，同時還能加快軟土固結排水的速度，從而防止地基凍裂或濕陷。

2.2 碾壓夯實技術

碾壓夯實技術是日常中較為簡單操作的一種方式，通過碾壓與夯實可以使地基內部的空隙縮小，固結度提高，從而提升地基的抗剪強度和承載力。目前，碾壓夯實及時可分為機械碾壓技術、平板振動技術和重錘夯實技術等。

機械碾壓技術是借助壓路機、羊足碾、振動碾等機械的力量來壓實地基的土體。該技術適用于層土厚度為200至300毫米的粘性土，在碾壓過程中要控制壓實系數在0.94到0.97之間，以保證壓實能量的最大化和最佳含水量。在檢查碾壓質量時要以填土的最大干密度為主要指標。

平板振動技術是利用振動壓實機加固地基的方式，它一般用于無粘性土或顆粒含量少、透水性好的松散雜填土地基。地基中的填土成分和平板振動的持續時間是影響加固效果的重要因素。應用此技術時需提前試振，施工中振動要直到振動機在原地振實不再下沉時才能結束。

重錘夯實技術是一種傳統的加固地基方法，它利用起重機將夯錘提到高處然后自由落下，循環往復直至地基穩固。它的適用范圍是地下水位與地面距離大于0.8米的砂土、雜填土、濕陷性粘土等地質條件。在進行夯實操作時，起重機要有節奏的一夯接一夯的進行，通常按照由外及里的順序。

2.3 高壓噴射注漿技術

高壓噴射注漿技術是膠結法的一種，它設備簡單，施工方便，材料易得，并且有較好的耐久性和經濟實用性，因而使用范圍廣泛。該技術的原理是利用高壓噴射機械噴射出能量巨大、高度集中的脈沖性漿液，通過切削、沖擊、破壞土體的結構使其與土體顆粒置換、攪拌、混合，最終在水泥漿的水化作用下固結成水泥——土固結體。通常使用在淤泥、軟塑、砂土、黃土或碎石土等軟地基地面。

3、軟土地基處理技術應用過程中易出現的問題

3.1 沉降不均勻

沉降不均勻是因為軟土存在高壓縮性、低透水性和不均勻性等特點，使得地基結構極易被外部因素破壞。巖土工程施工的環境復雜多變，在軟土地基中施工時極易出現沉降不均，甚至造成地基結構的塌方，所以應該引起施工單位的重視。

3.2 地基結構不穩定

軟土地基不僅在建設過程中困難重重，而且建成結構也具有不穩定性。由于軟土地基中的透水能力差，直接影響地基的固結時間。地基在建成后沒有充分固結易導致地基強度的減弱。同時，因為軟土具有觸變性，略微振動就易造成絮狀結構被破壞，加劇地基的不穩定性。

3.3 承載能力低下

軟土地基中的含水量大是造成地基承載力低下的主要因素。過低的地基承載力將直接導致建筑的不穩定，對人們的人身安全造成巨大威脅。

結論：

我國幅員面積遼闊，地質條件隨地域的不同而不同，因而在巖土工程的軟地基中應用技術時一定要慎重，充分勘探地質條件和地貌特征，根據實際情況選擇合適的處理技術。文章通過調研分析充分了解了巖土工程和軟土地基的基本概況，由于軟土的高壓縮性、透水性、觸變性、流變性等特點，軟土地基的施工難度大大上升。目前我國的軟土地基處理主要有換填土技術、碾壓夯實技術和高壓噴射注漿技術等，在技術應用過程中也要根據實際隨機應變，盡量避免問題的出現，以保障施工的安全順利進展。