軟土地基施工技術在土木工程施工中的應用

韓志

（西山煤電基本建設處，山西太原 030000）

在土木工程項目施工中，地基對上層建筑物的荷載必須符合標準，才能切實確保整個建筑物的施工安全和使用壽命。控制土木工程項目中的地基處理及施工，不但是對建筑項目順利竣工的關鍵所在，還是對使用者生命財產安全的負責。在施工中，軟土地基最容易導致建筑出現安全隱患，當對軟土地基的處理不科學時，則十分容易引起建筑物的傾斜、形變，嚴重時還會因坍塌、劃破而導致房屋倒塌，不但會引起人員的傷亡，而且對整個土木工程業的形象樹立、發展進度都有重大影響。基于此，針對施工環境所遇到的軟土地基必需做好相關的處理，確保地基具有較強的荷載力，避免后期出現的施工安全事故以及使用安全事故。

1 軟土地基的概述及特點

軟土多分布于海濱、湖濱以及河流沿岸等地，這類地區的地勢相對低洼，與其他地勢相比更容易存在積水，地表也相對潮濕許多。軟土層主要由粉土組成，其中還伴有一定的粘土成分，石塊所占比重極少，這樣的土層透水性以及透氣性較低，這一特性導致軟土地基的含水量高、承載力低。再加上軟土地基在處理之前其地表往往覆蓋有大量的洗水性植物，隨著時間的推移，這些植物在周而復始的生長于死亡中，導致該區域存在較大含量的腐殖質、可燃氣體以及微生物，軟土具有較高的塑限值，土層穩定性極低。除此之外，軟土地基還存在以下幾點特性：

1.1 不均勻性

上文提到軟土層中占比重最大的為粉土，其中還夾雜了或多或少的粉細沙透鏡體，這一因素直接導致軟土層道垂直方向與水平方向的差異性較大，在實際施工中會導致建筑物出現不均勻沉降。

1.2 觸變性

與其他地質不同，軟土層在未受破壞前沉積物的結構相對穩定，其結構強度較高，而該結構一旦受到破壞，絮凝狀沉積物則會呈現稀釋狀態，也就是說在對軟土地基進行施工時，十分容易導致沉降、側滑等問題的出現。

1.3 抗剪強度低

流速狀態是軟土層的常態，據數據調查，荷載作用下的軟土無側限抗剪強度一般處于0.3kN/m2水平，與其他土層相比，其抗剪性能十分薄弱，不排水剪時，其內摩擦角幾乎等于0，抗剪強度僅取決于凝聚力，一般凝聚力＜30kN/m2；固結快剪時，內摩擦角為5°～15°。

2 現階段土木工程施工中軟土地基處理中的問題

2.1 前期設計不足

針對軟土地基的處理，必須做好前期的設計工作，這也就要求地質勘察工作必須詳盡周密，在施工前先對該區域進行土質分析、水文環境分析，再根據勘察的實際情況來設計相應的處理規劃。但現階段部分工程仍對地質勘查工作和設計工作相對忽視，導致在后期施工中會出現突發情況，影響工程的進度和施工安全。

2.2 施工環節疏漏

針對軟土地基的處理必須符合設計要求，并且在施工過程中要注重軟土地基處理的各個細節和要點。當軟土地基的處理措施不當或堆料不當時，都會直接造成地基失穩，后期會出現接連不斷地坍塌、沉降事件，不但會給施工造成重重困難，更是對后期建筑物的使用帶來無盡的安全隱患。

3 土木工程施工中軟土地基施工技術要點

土木工程施工中對軟土地基的處理目的在于消除軟土層的特性，將其的穩固性、穩定性大幅提升，最大限度降低一切危險因素，進一步確保上層建筑的施工進度及安全。基于此，軟土地基的處理要點必須從前期的準備工作入手，做好相關的勘探工作和科學設計，其次要針對不同的處理方法做好施工細節處理，確保施工環節的順序合規，并有針對性的開展施工管理工作。

3.1 做好前期地質勘探及處理設計

針對軟土地基的處理，首當其沖的為前期勘探工作和設計工作。首先應將該區域的現有地質資料進行收集、歸納、分析，再根據分析結果進行有目的的地質勘探工作，一般來說勘測手段通常為鉆探、調繪、原位測試等等，通過這些技術手段對土木工程施工區域的水文環境、地質地形、徑流條件等進行進一步查證，再通過查證結果對該施工區域軟土層的類型、成分、含水量、分布范圍進行具體了解，進一步對軟土層的橫向分布厚度、縱向分布厚度、不同土層的物理力學性質等進行確認，最后將所有資料、數據進行分析，從而制定出符合該區域特點的科學處理舉措。

3.2 軟土地基的處理措施技術

土木工程施工中針對軟土地基表層處理的技術有多種，通過改善地基表層的硬度、承載力以及排水性能來提升該區域土層的承載力，相關技術有常見的深層石灰攪拌樁技術、材料換填技術、排水固結技術等。

3.2.1 深層石灰攪拌樁技術

土木工程施工中軟土地基最常見的類型為塑性指標較高的軟粘土，針對此類地基結構最常用的處理措施為生成石灰攪拌樁技術。該技術的操作相對簡易，在處理過程中因無震動而不會造成噪聲污染，且與其他技術相比成本較低，是當下應用最為廣泛的處理技術之一。該技術所用到的原料有水泥、石灰，這些原料作為固化材料與軟土層的粘土進行結合，軟土層的水分為固化材料的水化、水解反應提供了條件，在這些反應之下，固化材料與粘土顆粒轉變為結晶化合物，具備了相應的高穩定性，而且這些化合物還會再次進行凝液反應，進一步增加水泥的硬度，最終使地基達到預定荷載標準。需要注意的是應結合施工區域軟土層的含水量來選擇干法施工和濕法施工，一般來說土層含水量在30%以上則要采用干法施工。實際施工中干法施工又被稱為粉噴樁，該技術的施工工藝是利用壓縮空氣來將水泥干粉噴入土中，在經由深層攪拌機來進行攪拌工作，利用軟土層中的自然含水量來對樁體進行固化反應。隨著技術的更新，現階段土木工程施工中還會使用到泡沫混凝土來開展軟土地基的處理，泡沫混凝土又被稱為發泡水泥或輕質混凝土，屬于新型環保、節能材料，具有高強度特點，也是復合地基處理工藝中的常見材料。

3.2.2 材料換填技術

材料換填技術通常選擇砂石或砂作為材料，將施工區域的軟土層進行置換：①可以提升該區域的土層排水性能；②能夠大幅提升地基強度和荷載力。在材料的選擇上必須強調其硬度，一般多選擇堅硬的砂石，如果所用的砂石過細，還要在其中增加一定量的碎石來提升整體性能。材料換填技術的施工中必須確保施工槽的整潔干凈，在施工前要對其進行相關檢查工作，在施工過程中要結合基槽的邊坡情況來開展。材料換填技術常用的換填施工工藝有平振法、夯實法、碾壓法，水撼法以及插振法等等，需要注意的是平振法不適用于細砂墊層施工。

3.2.3 排水固結技術

排水固結法的主要目的是加速軟土地基的沉降，通過對軟土地基進行附加荷載，強化其排出孔隙水并縮小孔隙，以此來提升地基的強度。該工藝主要是在軟土地基中增設排水通道，并在地面設計與之匹配的排水層，再使用薄膜密封技術，先隔開土層與空氣，再對其進行抽氣形成氣壓差，在氣壓差的壓迫下，地基就會逐步排水固結并抵消部分壓力。

3.2.4 灌澆混凝土技術

灌澆混凝土處理工藝屬于現階段的新型處理技術，該技術依托于振動沉模在施工現場實現一次性灌澆，其優勢在于能確保地基槽孔的填充率，質量十分可靠，對地基的穩定性、承載力都有著不錯的保障，缺點在于該技術的資金投入較大。

3.3 軟土基土木工程施工技術要點

針對軟土地基的土木工程項目施工，往往選擇該區域的硬土層作為施工基礎，硬土層處于軟土層中，一般有1～3m 厚，其強度符合是施工標準；在軟土地基區域進行土木工程施工時，若所需建造的建筑物存在相對懸殊的輕重比時，應優先對高層建筑進行施工，以此來降低軟土地基的沉降差；軟土地基土木工程項目施工中出現沉降過大現象時，應對地基進行混凝土澆筑處理，以此來增強地基強度，降低建筑物的沉降率；大型的建筑物處于軟土地基施工時，要做好軟土地基的預壓控制工作，提前迫使地基沉降，進而來減少后期不均勻沉降現象的發生；針對淤泥質的軟土地基開挖，應保留一部分原狀土層，在進行碎沙石的填埋工作，可以更好的提升地基穩固性；最后要強調軟土地基區域土木工程施工中必須嚴格遵守既定的施工順序，堅守施工原則，避免出現沉降。

4 總結

城市化進程的不斷加快促進了土木工程建設的開展程度，在我國，建筑業的發展與國民經濟息息相關，是我國經濟發展的重要支柱。地基與建筑整體緊密相連，做好土木工程項目軟土地基的處理和施工，是確保建筑物長久穩固的不二法則，能夠有效避免建筑安全事故的發生。隨著建筑技術的進步，具有沉降量大且不均勻的軟土地基處理措施也更加多樣化，在實際施工中要結合施工環境和條件，選擇科學可靠的處理技術，并不斷結合經驗，針對不足引進新技術、新工藝，推動軟土地基施工技術邁向成熟。