浅析软土地基处理方法

史程燕 张晓涛

摘要：由于软土具有孔隙大、含水量高、强度低等特点，在这些地区修建建筑物存在较大的安全隐患。如何采取合理有效的方法避免软土地基造成的各种危害，是每项建筑工程在施工前必须要解决的问题。本文对软土地基处理方法进行了分析。

关键词：软土地基、处理方法

中图分类号：TU471文献标识码： A

一、软土及软土地基的特点

在地基工程项目施工中，设计单位必须结合相关地质勘查数据和资料，逐步制定合理的软土地基处理方案，而且要准确区分软土于软土地基的特点，进而保证处理方法的科学性、合理性与可行性。

1、 软土的特点

软土是指湖沼、滨海、谷地、河滩沉积的天然含水量高、压缩性高、孔隙比大、抗剪强度低的细粒土。软土主要具有天然含水量高、天然孔隙比大、、抗剪强度低、压缩性高灵敏度高、固结系数小、固结时间长、透水性差、扰动性大、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。

2、软土地基的特点

在我国现行的公路及建筑行业规范中，对于软土地基并未给出明确的定义。日本高等级公路设计规范将其定义为：软土地基主要由粘土和粉土等细微颗粒含量多的松软土、孔隙大的有机质土、泥炭，以及松散砂等土层构成。日本高等级公路设计规范中还对软土地基做了具体的划分，并且提出了类型概略的判断标准。在给出软土地基定义的同时指出：软土地基不能简单地只按地基条件确定，因填方形状及施工状况而异，有必要在充分研究填方及建筑物的种类、规模、形式、地基特性的基础上，判断是否应按软土地基进行处理。

二、软土地基的病害因素分析

软土的分类极广，常见的有冲填土、泥炭、淤泥和杂填土等软性质土，构成工程施工地基建设的直接影响因素。在工程实践中，笔者对各类软土地基主要的危害性因素进行总结。

1、承载能力薄弱，任何建筑工程都必须以足够承载能力的地基为施工前提，而承载力不足的软土地基，远远不能满足高承载强度要求的施工，笔者认为软土地基含水量非常之高，据相关调查资料显示，软土地基含水量在35%-50%之间，水分填充软土的孔隙，形成土质松散。当建筑物下压力达到一定强度，地基的承载力因为被压缩而降低。

2、弱透水性，构成地基沉降量加大的重要原因。软土地基渗透系数小，其固结程度受到压力的作用和孔隙水压力的影响，地基的沉降加剧，引发不均匀沉降问题，使得建筑工程的基础功能难以实现，譬如道路施工的裂缝问题，软土地基是问题症结点的主要诱因，轻则导致路面不均匀沉降，重则压裂地下管线。

3、抗剪强度不足，软土地基的地下水含量超过承压的最低要求，基础施工往往在地下水的影响下遭受破坏，究其原因，主要是软土地基的抗剪强度满足不了荷载力的最低承载需求，软土孔隙的水分停留在土体里面，剪切面的有效压力不足，致使软土难以固结。譬如某些市政工程，软土地基的抗剪强度指标失控，基槽开挖时，由于支撑面的抗剪程度低而频发塌方问题。

三、软土地基的处理

1、改变地形条件

改变软土地形条件是软土处理中最原始的手段，其中比较典型的方法有：表层处理法和强夯法。

1）表层处理法

表层处理法是通过各种不同的方法改变软土表面地质环境来实现改变地形条件的目的。在对软土进行表层处理时，常用的方法有三种：①排除地表水。地表水是软土地基形成的重要条件。在具体施工过程中，首先应在地表处开挖宽50cm、深50c～100cm的水沟，其布设要与场地地质条件相适应，以方便地表水的排出。②铺设砂垫。砂垫主要是利于软土层在固结过程中的排水，改善施工作业条件。砂垫的厚度要根据软土层的压缩性和厚度而定，铺设速度要合理，且要保证铺设均匀。③添加稳固剂。这种方法主要是在软土地表层中加入土壤离子稳固剂、石灰和水泥等稳固材料，用以增强软土地基的强度，降低软土地基的压缩性。

2）粉喷桩加固处理法

粉喷桩施工前应准备下列施工技术资料施工场地的工程地质报告，土工试验报告，室内配比试验报告，粉喷桩设计桩位图，原地面高程数据表，加固深度与停灰面高程以及测量资料等。如场地低洼，应回填粘性土；施工场地不能满足机械行走要求时，应铺设砂土或碎石垫层。若地表过软，则应采取防止机械失稳措施。施工机具准备，进行机械组装和试运转。设计要求的配比和实测的各项施工参数通过试桩来确定。粉喷桩的数量一般为5-6根，通过试桩来确定钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷气压力、单位时间喷粉量等。

3）强夯法

在软土地基处理中，强夯法由于具有加固效果好、施工方便、适用土类广、设备简单、节省劳力、节约材料、施工期短、施工文明和施工费用低等优点，在国内地基工程中得到了广泛的应用。我国在上世纪70年代后期开始引进此项技术，并分别在河北、天津、山西等地进行了试验研究，取得了较好的效果，后来很快在全国各地推广开来。上世纪8O年代中期，我国采用强夯法处理填海地基获得成功，并在沿海地区进行了推广应用，取得了较好的经济效益和社会效益。强夯法适用于处理粘性土、碎石土、粉土、砂土、杂填土和素填土等地基，其不但可以有效提高地基的强度、降低其压缩性、还能改善其抗振动液化的能力和消除土的湿陷性，所以还常用于处理可液化砂土地基和湿陷性黄土地基等。

2、改变土质土性

改变土质土性是软土地基处理过程中最为通用的手段，目前最为典型的方法是土木合成材料法与换填法。

1）土木合成材料法

土木合成材料法是在软土地基内嵌入各种人工合成的聚合物，来实现对岩土的排水、过滤、防渗、防护、隔离、加筋的功能。这种方法是基于岩土与聚合物的摩擦加筋原理和准黏聚力原理而形成筋材的复合体工作的，主要是通过改变土质的抗剪强度来提高土体内部的强度和整体性。

2）换填法

换填法的主要目的构造人工地基，其主要施工过程是将砂石、矿渣、碎石等分层填充到软土基础地面以下不太深的软弱土层中，并同时按照一定要求进行分层夯压，增大软土层密度。这种方法主要适用于杂填土、淤泥质土等地基的处理。

3）构造复合地基

构造复合地基是软土地基处理最为彻底的手段，其中最为典型的方法是水泥搅拌桩法和碎石桩法。

a水泥搅拌桩法

水泥搅拌桩法是将水泥、石灰等材料构成的固化剂，就地与软土搅拌在一起，使二者发生物理、化学作用，形成具有一定强度、一定压缩性、一定透水性的复合地基，从而实现增大抗载能力、减少沉降的目的。这种方法的适用范围极为广泛，各种饱和度的土质、淤泥地基等均可使用此方法。但是水泥搅拌桩法有干法（喷粉法）和湿法（喷浆法）之分，在具体施工过程中要根据具体软土地质条件而定。

b碎石桩法

碎石桩法是指在高压水流下将一管状设备放入软土层中钻孔，然后将各种石料分批填入孔中形成桩体。这样，碎石桩体就可以置换部分软土，与软土层形成复合地基，与钢筋混凝土极为类似。利用这种方法不仅可以减少软土地基的沉降量，而且大大提高了它的承载能力。这种方法已经得到建筑界的普遍认可，并应用于多种类型的工程建设中。但在具体的操作过程中不仅要注意设计好各项施工工艺，还要注重做好质量控制。

3、深层搅拌法

在国内现阶段的软土地基处理中，深层搅拌法主要用于加固饱和软粘土，其利用水泥浆体作为固化剂，应用特制的深层搅拌机将固化剂送入地基土中与土体强制搅拌，形成水泥土桩体，与原地基组成复合地基。水泥土桩的物理力学性质取决于固化剂与土之问所产生的一系列物理、化学反应。固化剂的掺入量、搅拌均匀性和土的性质，是影响水泥土桩性质，以及复合地基强度和压缩性的主要因素。在软土地基工程施工中，保证水泥掺入量，控制搅拌桩机钻进、提升速度及搅拌均匀性，是保证地基处理成功的关键因素。

结束语:软土地基处理工作是一项复杂的系统工程，虽然现有多种处理方法，但是每种方法都有其适用范围，在具体的施工过程中，不仅要选择相适应的方法，还需要对每种方法的操作过程进行优化，达到增强软土地基强度、降低压缩性、减少沉降量的目的。

参考文献：

[1]侯卫红，王景春.软土地基处理方法的技术经济分析[J].铁路工程造价管理，2004(4):13～15.

[2]王天降.软土地基处理方法对沉降的影响因素分析与沉降预测研究[D].长安大学.2006.

[3]时书麟.地基基础处理工程实例应用手册[M].北京:中国建筑工业出版社.1998.