軟土地基施工技術初探

邵國強

（上海興庚基礎工程有限公司 上海 201803）

0 引言

我國部分地區土地屬于軟土，軟土地基的處理問題是影響建筑施工質量的重要問題。軟土地基處理不好會嚴重影響建筑物的安全，甚至造成嚴重后果，危害居民的生命財產安全。因此，建筑工程施工過程中的軟土地基處理問題是我們研究的重要課題，也是目前建筑地基施工前重要的準備工作。

1 房屋建筑工程的軟土地基概述

1.1 軟土地基的定義

軟土地基是在緩流水或靜水中形成的，天然軟土屬于飽和粘性土，介于軟塑和流塑兩種狀態之間，壓縮性很強、承載能力較低。

1.2 軟土地基的特征

1.2.1 壓縮性高

軟土孔隙比大、壓縮性高、變形量大，工程上遇到軟土地基必須經過人工處理才能施工，以免沉降量超過規范要求。

1.2.2 透水性差

軟土含水量高，孔隙不連通，孔隙水壓力難以消除，透水性差，會給施工增加難度。

1.2.3 穩定性差

軟土地基狀態不穩定，質地軟弱，含有較多孔隙，外力作用力時，狀態會發生改變，也可能出現流動現象，地基土極易失穩。

1.2.4 抗剪強度低

飽和軟土地基，抗剪強度極低，在荷載作用下，極易剪切破壞。

1.3 軟土地基上處理時存在的問題

首先，準備工作不充分。我國部分地區地質情況復雜，施工單位在軟土地基處理前沒有進行了解，導致工作無法順利進行，延誤工期的同時又浪費資源；前期的基礎設計中對底層的流砂狀況和地下的涌水量分析不準確，現場缺少排水和降水設備，影響了基礎設計質量。其次，勘察不完善。相關勘測人員沒有對當地周圍環境、水文地質等進行勘測或沒有進行精確勘測，使勘查數據出現誤差，導致地基處理工作出現問題。另外，軟土地基表層都會存在一層強度相對較高的覆蓋硬質土層，即“硬殼層”，硬殼層有著較高的抗變形和承載能力，還可以通過擴散上部應力的方式增加地基的穩固性。但是在目前建筑工程的基礎施工中，很多單位沒有意識到硬殼層的有效作用，在設計施工時沒有合理利用硬殼層。

2 房屋建筑工程軟土地基的處理技術

2.1 幾種常見的處理技術

2.1.1 攪拌樁法

攪拌樁可以在淤泥、淤泥質土或泥炭土中應用，會有很好的效果。深層水泥攪拌樁是在固化劑中加入水泥，應用深層攪拌機械，在地基深處將軟土和固化劑強制攪拌到一起，水泥土固化形成一定強度的柔性樁，樁與地基土共同作用形成復合地基。攪拌樁法操作簡便，費用低，能夠有效提高軟土層的承載力。但不適用于含障礙物多的雜填土。

2.1.2 強夯法

首先，使用起吊機將夯錘提升到一定的高度，再讓錘自由落體落入軟土中，在重力作用下軟土會被夯實。這種方法適用于含水量少的軟土地基，優勢是可以高效壓實軟土層，為地基施工打下堅實的基礎。

強夯施工時需要把握操作流程和順序，控制有效加固深度、夯擊次數和夯沉量、夯擊遍數、兩次夯擊的時間間隔。根據工程的實際條件和具體特點來具體操作，隨時記錄各項數據，及時進行分析，為建筑工程施工提供參考。

2.1.3 換填墊層技術

換填墊層技術指去除地基基礎中一定深度處的不適合土層，把質地堅硬的中砂、粗砂、礫砂、碎石、石屑或其他工業廢粒料填入夯實，將基礎荷載通過墊層擴散、傳遞到持力層，使其滿足建筑地基的需求。換土墊層法經常使用土墊層、砂墊層、碎石墊層、砂卵石墊層、素煤渣墊層以及礦渣墊層等一些性質穩定、沒有侵蝕性的材料。此技術能夠提高淺層地基承載力、減少沉降量、加速軟弱土層的排水固結等。

2.1.4 排水固結處理技術

排水固結處理技術是軟土地基處理技術中重要的一種，是在軟土中設置砂井、塑料排水帶等豎向排水通道，鋪設砂石褥墊層，逐級加載先行預壓，縮小軟土地基的孔隙，將軟土地基中的孔隙水沿豎向排水通道、砂石褥墊層排出，使孔隙水壓降低，促進土體固結，有效的提升土體的抗剪力強度，提升地基的承載能力。

2.1.5 其他方法

常見的地基處理技術還有振沖法、注漿法、高壓噴射法、加筋土法、微型樁法，限于篇幅，不一一敘述。

2.2 排水固結技術處理軟土地基案例分析

工程位于浙江臺州，場地地貌單元屬濱海淤積灘涂、鹽場；地質性狀為海相沉積的深厚軟土，軟土厚度平均超過18m，下面為黏土層。原場地標高-0.50～+0.50m，新區建設規劃居民區，地基必須處理，方可達到要求承載力和沉降變形。

采用超載預壓排水固結法，排水通道采用塑料排水板。根據勘察報告，加固范圍內主要為流塑狀態的淤泥與淤泥質土。滲透系數一般為2.28～6.61（10-7cm/s），固結系數一般為 2.53～3.83（10-3cm2/s）。

本工程采用超載預壓結合塑料排水板的方法，塑料排水板寬100mm，厚4mm，正三角形布置，間距為1.2m，長度19～22m，使之進入粉砂層。施工前挖好排水溝，翻曬后將場地整平至標高0.00m，并做出3%的橫坡，填筑30cm細塘渣，填筑30cm級配碎石墊層打入塑料排水板，填筑20cm級配碎石墊層作為排水通道。接著分層夯填（分層厚度30cm）塘渣（壓實度95%）至標高3.5m，該項工作在7d內完成，然后預壓20d。堆填塘渣至設計堆載標高4.9m，該項工作在3d內完成，再預壓20d。塘渣重度按20kN/m3，圖1為排水固結地基處理圖。

2.2.1 固結度計算

正方形布置，塑料排水板有效排水直徑de=1.13×1.2=1.356m

圖1 排水固結地基處理

塑料排水板當量換算直徑dp=2×（100+4）/3.14=66.2mm

井徑比n=de/dp=1356/66.2=20.5

第一級荷載p1=20×2.7=54kPa，加載速率54/7=7.7kPa/d；第二級荷載p2=20×1.4=28kPa，加載速率 54/7=9.3kPa/d。

豎向固結系數和徑向固結系數均取2.5×10-3cm2/s=2.16×10-2m2/d

式中：Σp——各級荷載累計至，取82kPa。

Ti-1，Ti——分別為第i級荷載加載的起始時間和終止時間，第一級荷載的起始時間為0，終止時間為7d；第二級荷載的起始時間為27d，終止時間為30d。

t——時間點，取50d。

其他參數取值如上，代入后計算得到固結度Ut=0.81。

2.2.2 沉降估算

預估建筑物總荷載75kPa，根據地勘報告，軟土層壓縮模量4.0MPa，未經排水固結時建筑物最終沉降量s1=75×18/4=338mm。

施加超載后，地基土最終沉降量s2=82×18/4=369mm，排水固結后實際發生沉降s3=369×0.81=299mm。

建筑物建成后，后期剩余沉降量s=338-299=39mm。

表1為建筑物建成后1年沉降觀測數據，與估算基本吻合。取7個監測點，可見排水固結處理技術的明顯作用。

表1 建筑物建成后的沉降值

施工排水重點是針對降水量多的地區，防水工作十分重要。需要在前期的施工中設置足夠的排水管路和溝槽，避免積水，減少填土結構的浸泡。還需要分析地下水位情況，適當將地基的高度抬高，減少雨水對地基的侵蝕。

3 結束語

房屋建筑行業不斷發展，軟土地基處理技術也較為成熟。但在具體應用中還存在一些不足，因此，實際施工中要全面掌握當地的施工條件，包括地質、自然環境、工程設計要求等，選擇合適的施工處理技術，并結合具體工程情況，制定有針對性的軟土地基處理方案。