建筑工程施工中軟土地基處理技術的應用

劉紅健

（河北中色華冠巖土工程有限公司，河北 廊坊 065201）

1 引言

軟土地基處理技術提高了工程施工的安全性和穩定性，建筑工程中軟土地基處理是工程施工的關鍵。制訂軟土地基處理方案，采用有限元軟件PLAXLS 3D 對地基承載力進行分析，提高軟土地基處理技術的應用效果，可以保證軟土地基施工的質量，提高工程施工的安全性。

2 軟土地基施工處理原則

在具體施工中，施工現場若為軟土地層則須采用軟土地基處理技術對地基進行加固處理。由于軟土地基含水量高且土質松軟，承載力低，建筑工程地基容易產生下沉現象，破壞鋼筋混凝土結構，對建筑工程造成很大的安全隱患。采用軟土地基處理技術，首先要考慮建筑工程的結構，采用的處理材料不能對建筑整體力學特性構成影響。軟土地基土質比較特殊，具有較強的壓縮性，因此，方案設計要充分考慮后期建筑地基沉降不均勻的情況。同時，地基處理施工的材料選擇要以降低工程成本，保證工程質量為前提，并確保整體建筑工程的安全性。

由于軟土地基結構的不穩定性，地基施工會對地基結構帶來不可預測的質量安全問題。軟土地基施工設計方案，是基于力學特性對軟土地基進行施工，在施工過程中首先對軟土土質等因素進行勘探，對土壤類型和特點進行計算，然后對軟土地基施工中的抗剪力等參數進行分析和計算，建立軟土地基施工的結構模型，最后，在基于軟土地基力學特性的基礎上，采用先進的地基施工處理設備以及軟土地基處理技術進行施工，并根據計算數據進行施工，保證軟土地基施工安全[1]。

3 軟土地基處理技術設計方案

軟土地基處理技術分類如圖1 所示。

圖1 軟土地基處理技術方案

3.1 膠結材料處理技術

設計原理：在軟土地基施工中，利用軟土地基土質中含水量高的特性，把膠結材料注入地基土體中進行混合，并混入科學配比的水泥漿，保證膠結材料與土體充分混合，進而提高地基承力強度。

采用膠結材料地基處理方法，改變地基的化學性，防止混凝土被腐蝕，使建筑工程整體的安全性和穩定性得到提高。

方案設計：在施工中采用的膠結材料主要以石灰或者煤灰等為主。膠結材料混入地基土體中，軟土地基變為復合型地基，地基的承載力得到提高。在施工過程中首先建立臨時支護結構，保證基坑施工的前期安全性，然后采用膠結材料地基處理技術進行施工，從根本上對地基進行加固，保證施工安全。

在軟土地基施工方案中，膠結材料處理技術應用廣泛。其中常用的高壓注漿法在技術要求上比較高，它是采用高壓設備噴出膠結材料漿液，高壓的作用是沖散地基軟土，促使高壓漿液和軟土土體進行充分融合并凝結變為硬化土質，提升軟土地基的承力強度[2]。

3.2 換填地基處理技術

設計原理：在軟土地基施工設計中，在保證換填材料的力學性能滿足施工技術標準的基礎上，通過對軟土地基土質的換填處理，提高地基整體的力學特性，來提高軟土地基的承載力。

換填地基處理技術作為軟土地基處理施工中最為基礎的方法，有效增強了施工中地基的土體承載力。地基承載力增強分為水平方向和豎直方向2 種增強方式，如圖2 所示。

圖2 地基承載力增強方式

方案設計：結合施工現場的具體地質勘探情況，對地基土質以及周邊環境進行科學勘探，并根據土體實際情況來選用科學的換填地基處理材料。首先，對施工現場土壤進行取樣并分析檢驗，保證采用的換填材料，可以保證地基土質承載力的力學特性達到標準。在具體施工中，把不符合質量要求土層的土體挖出，把砂石或碎石等穩定性好的材料換填到地基中，替換原土體，然后把換填的土層進行壓實處理，并采用灌砂法對土質進行壓實處理來提高土體的壓實度，保證地基土質承力強度滿足施工技術要求[3]。

3.3 土工合成材料處理技術

前期準備：首先，降低軟土地基中的有機物含量，保證土壤土體中的成分不腐蝕鋼筋混凝土；其次，改變地基土質中的含水量，去除土質中的多余水分；最后，在地基中把土工合成的材料添加到地基土質中。土工合成材料處理技術可以對地基土體受力的力學性能進行有效的保護，保證地基施工安全。

方案設計：

1）土工膜具有突出的防滲和防水性能。在施工中，把瀝青和土工織物進行混合，瀝青作為浸潤黏結劑，制成瀝青土工膜，注入地基土體中進行充分混合，從而加固土體，提高地基承載力。

2）土工格柵作為常用的土工合成材料處理技術，具有獨特的性能與功效。土工格柵常用作加筋土結構的筋材或復合材料的筋材等。玻璃纖維類土工格柵是高強度玻璃纖維。在施工中配合自黏感壓膠和表面瀝青浸漬處理，使格柵和瀝青路面緊密結合成一體，提升地基土體承載力。然后把土石料填入土工格柵網格內，土石料和土工格柵網格實現互鎖，進而提高了玻璃纖維與土體之間的摩擦系數，達到提高土工格柵的抗拔能力，進而增加格柵與土體間的摩擦咬合力，保證了土工合成材料處理技術的施工質量[4]。

3.4 DDC灰土擠密處理技術

設計原理：DDC 灰土擠密處理技術，采用注入灰土的方法，把軟土地基轉變為具有一定承載力的混凝土地基，并采用機械設備對注入灰土的地基進行夯實，目的是減小地基土體的孔隙率，通過DDC 灰土擠密處理來提高地基承載力。

方案設計：施工中，首先，對DDC 灰土擠密處理技術的力學性進行計算，并對地基承載力的影響參數進行分析[5]，然后，采用螺旋鉆機鉆孔，在地基中注入灰土，再進行夯實成樁處理，并擴大樁的體積，形成混凝土地基，提高地基整體承載力。

DDC 灰土擠密處理是通過提高軟土地基土體的承載力，來提高地基整體的受力，保證地基施工的質量和安全。而軟土地基承載力的計算是以地基土體的抗剪力為基礎進行分析的。因此，計算出地基抗剪力就可以對地基的承載力進行分析，影響地基土體抗剪力的因素和參數很多，地基土體抗剪力Ar與各影響參數的計算公式如公式（1）所示：

式中，α 為軟土地基土體的間隙比率；δ 為地基土體的摩擦角；D 為土體的結構構成；b 為地基土質的黏聚力；h 為地基土體的應力。

式（1）作為常規的計算表達式，在公式中的各個參數都是相互獨立的，共同表示軟土地抗剪力與各影響參數之間的關系。

3.5 預應力管樁處理技術

設計原理：在軟土地基中安裝預應力管樁，可以有效提高地基抗剪力。方案設計中采用有限元模型PLAXLS 3D 對地基承載力進行分析，并構建地基承載力分析模型，對預應力管樁處理方案進行設計，為預應力管樁處理施工提供重要的數據依據。

方案設計：首先，對施工現場進行勘探，并對軟土地基力學特性參數以及承載力情況進行分析，進而確定預應力管樁的鋪設位置，采用有限元模型PLAXLS 3D 構建地基承載力分析模型，對地基土體整體的承載力以及抗剪力進行精確的分析。其次，在預應力管樁埋設施工過程中，要進行科學設計，在考慮軟土地基力學特性因素影響的基礎上，保證預應力管樁方案中灌注混凝土的承載力發揮到最大。再次，進行基坑開挖設計。基坑開挖后采用預應力管樁技術對地基進行加固處理，采用有限元軟件構建軟土地基基坑模型并對其進行分析，對地基不同的承載力進行分析，并對軟土地基基坑開挖過程中地基承載力進行研究，通過有限元模型PLAXLS 3D 計算基坑產生的荷載對地基承載力的影響[6]。

4 結語

在建筑工程施工中，地基承載力的能力決定了整體建筑結構的力學特性，因此在建筑工程中對軟土地基的科學處理是關鍵，是工程施工安全和工程質量的重要保障。建筑施工中對施工現場進行勘探，構建軟土地基處理技術的應用方案，保證建筑工程承載能力符合國家質量標準。