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摘要：本文阐述了软土的概念，概括了软土地基的特性。综合介绍了目前工程中常用的五大类十一种软土地基处理方法及工艺，为从事软基处理工作的工程技术人员提供参考。
关键字：软土，软土地基，处理方法
1 概述
软土是指滨海、湖沼、谷底、河滩沉积的天然含水率高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。软土在我国分布较广，在很多地区的江河湖泊、稻田、沼泽、湿地等处，往往成为工程的软基础。我国的软土按其成因可分为滨海沉积，湖泊沉积，河滩沉积，谷底沉积四大类。软土地基一般是指在静水或缓慢水流环境中沉积的饱和粘性土，并常夹杂有泥炭、贝壳及生物残骸。软土地基在外力的作用下会引起沉陷，产生不均匀沉降等问题，因此必须改善其地基变形问题与稳定条件，使土的孔隙减小，提高土的密度，使土粒更好的胶结在一起。软土地基有较大的危害性，处理软土地基，已成为工程建设必不可少的环节。
2 常用软土地基处理方式及适用范围
2.1换填法
换填法是在软土地基厚度较浅的情况下，将基础下一定范围内的软弱土层利用人工、机械或其他方式清除，再以质地坚硬、强度较高、性能稳定、具有抗侵蚀性的砂、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、矿渣等材料分层充填，并同时以人工或机械方法分层压、夯、振动，使之达到要求的密实度，成为良好的人工地基。换土垫层与原土相比，具有承载力高、刚度大、变形小等优点。换填法处理深度一般在3米以内。适用于浅层地基处理，包括淤泥、淤泥质土、松散素填土、杂填土、已完成自重固结的吹填土等地基处理以及暗塘、暗沟等浅层处理和低洼区域的填筑。换填法还适用于一些地域性特殊土的处理，用于膨胀土地基可消除地基土的胀缩作用，用于湿陷性黄土地基可消除黄土的湿陷性，用于山区地基可用于处理岩面倾斜、破碎、高低差，软硬不匀以及岩溶等，用于季节性冻土地基可消除冻胀力和防止冻胀损坏等。换填土的设计，应根据建筑形状、结构特点、荷载性质和地质条件并结合机械设备与当地材料来源等综合分析。既满足建筑物地基强度和变形的要求，又要符合经济合理的原则；既要换土层有足够的厚度来能被剪切破坏的软弱土层，还要有足够的宽度以防止换土层向两侧挤出。换填法只需要挖出软弱土、换填材料并分层压实，所以工期短，几天就可以完成。工艺和所需机械设备相对简单，易于施工，质量容易控制。
2.2强夯法
强夯法又称动力固结法,利用重锤（一般10~40t）提升到10~30m高度后，使其自由下落，利用巨大冲力能产生的冲击波和冲击应力反复夯击地基土，将夯面一下一定深度的土层夯实，以提高地基的承载力和土地的稳定性，降低压缩性。由于夯击能力大，加固深度大，对一般软土地基加固有良好效果。强夯法处理深度一般在5~8米。适用于低饱和度粉土、粘性土土质。强夯法施工工艺简单，节约加固原料，适用土质范围广，压实度高，加固效果显著，可获得较高承载力，施工工期短，是一种快而且好的软基处理方式。但是施工地面振动大，施工场地附近不允许有建筑物，以防止强夯时扰民及对邻近建筑物产生破坏。
2.3排水固结法
排水固结法是利用地基排水固结的特性，通过施加预加荷载，并增设各种排水条件，以加速饱和软粘土固结的一种地基处理方法。饱和粘性土地基在荷载作用下，孔隙中的水被排出，孔隙体积减小，地基发生固结变形，同时，随着超孔隙水压力逐渐消散，有效应力增加，地基的承载力提高。排水固结法有效处理深度一般在12~15米。这种方法在处理淤泥、淤泥质土及其他饱和软粘土中占有统治地位，但对于渗透性极低的泥炭土，要慎重考虑。按排水系统不同可分为打设砂井、袋装砂井、塑料排水板等；按预压方式的不同可分为堆载预压、超载预压和真空预压方式。本文主要列举其中常用的袋装砂井预压法、塑料排水板预压法、真空预压处理法进行分析。
2.3.1袋装砂井预压法
袋装砂井预压法是用透水型土工织物长袋装砂砾石，通过专业设备在软土地基中形成排水砂柱。并与砂垫层构成的水平排水通道，形成垂直和水平两个方向互相连接的排水通道。再用预压方式加速土体中的水从排水通道中排出，从而达到土体排水固结。袋装砂井预压法处理深度一般在30米以内。它的打桩时间较短，但预压需要6-12个月。由于施工工艺简单所以施工方法成熟，经处理后工后沉降容易控制，但施工工期较长，需要大量土方进行堆载，施工过程需要采取密切的检测措施，防止路基书竖向降或水平位移超出警戒值，出现路基失稳情况。
2.3.2塑料排水板预压法
塑料排水板预压法是指将带状塑料排水板用插板机插入软弱土层中，与水平砂垫层组成垂直和水平体系，通过地基表面预压，土体中的孔隙水沿着塑料板沟纹升高流出地面。软土地基中土体有效应力不断增加，加速固结沉降，从而路基的强度得到增强。塑料排水板预压法处理深度一般在30米以内，打设排水板时间较短，但预压一般需6-12个月。它适用于软土层较厚，地下和地表水较丰富，土质湿软的地区。很多工程实践证明塑料排水板具有排水性能好、施工方便、效率高、费用低、对土层扰动少等优点。与袋装砂井相比，它的排水效果好，而且重量轻方便运输，由于插设机械轻便，一些砂井不能施工的软路基土上也能正常施工。塑料排水板具有一定度和延性，但不同厂家生产的塑料排水板质量不相同，质量不过关的塑料排水板排水能力不能保证。而且塑料排水板本身就是耐腐蚀的材料，打入地下深层，将长期的存在，对环境和土体的影响也多年存在，因此从这个角度不建议将大量塑料物质打入地下。
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2.3.3真空预压法
真空预压是指通过真空泵抽气，使地基土处于部分真空状态，排除土中水分，使土预先固结以减少地基后期沉降的一种地基处理方法。适用于地下水资源比较丰富，渗透性小的软土地基以及堆载困难，稳定性要求高的路基地区。施工工期一般需要6个月。真空预压法在独有的负压力状况下，节省了堆载费用及时间。且这种处理方法使土体受力、变形较均匀，平均沉降量大，密实度高，固结速度快，抵抗剪切强度大，稳定性好。所以这种方法有着技术先进、无噪音、无污染、工期短、费用低、施工安全性高、质量可靠度高的优点。
2.4复合地基法
复合地基法是指在天然地基处理过程中部分土体得到增强，或被置换，或在天然地基中设置加筋材料构造有一定强度和承载力的构造物，在荷载作用下，构造物和土体形成复合型地基，共同承载荷载作用，从而提高地基承载力的方法。复合地基法无需预压，工期较短，承载力高，工后沉降较低，但是造价比较高。一般适用于构造物的过渡或者构造物的基础。
2.4.1水泥搅拌桩法
水泥搅拌桩法是指利用水泥作为固化剂，通过特制搅拌机械，在地基深处将软土和固化剂强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥加固体，与天然地基形成复合地基，提高承载力。水泥搅拌桩法的有效处理深度可达8-12米，适用于靠近建筑物的工程场地、埋藏深、含水量高、孔隙比大、抗剪强度低、压缩性高，渗透性差的软土。此方式施工工期较短，一般2-3个月，如果有特别的要求可以进行预压。在施工过程中无振动、无噪音，对环境没有污染，对土体无侧挤压，对附近的影响不大，可大限度的利用原状土，有效提高地基的强度。但后期的施工检测费用偏高，质量较难控制和保证。
2.4.2CFG桩法
CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称。CFG桩法是指把碎石和适量的石屑、粉煤灰、水泥加水拌和，一般采用振动成管桩的设备，制成一种具有较高粘结强度的桩体(桩径一般在350-500mm),CFG桩类似于素混凝土，不同的是CFG桩的桩体材料尽量用当地的工业废料。CFG桩与挤密的土体形成复合地基，提高承载力从而加固地基。CFG桩法的处理深度能达到12-24米，使用范围也相当广泛，砂土、粘土、淤泥质土、杂填土等地基或者桥台等结构物处。CFG桩的施工时间短因为它的布设时间很短，而且桩的承载力高、加固效果明显、质量可靠，但是造价较高。
2.4.3管桩法
管桩法是指预先在工厂制备好一定规格的预应力管桩，用压桩机在工地上采用静压的方法把桩压入地基。预应力管桩顶端接有正方形的桩帽，桩帽配有钢筋，用C20混凝土浇筑。预应力管桩与桩帽和地基土共同构成符合地基，以达到加固地基的目的。管桩的处理深度可达40米，承载力高，沉降小。适用于对沉降要求严格控制的地基，或用于处理深厚的软土地基。管桩的施工工期适中，预应力管桩复合地基具有较大的承载力，加固效果明显，质量可靠但是造价较高。
2.4.4高压旋喷桩法
高压旋喷桩法是指钻孔到设计深度，以高压旋转的喷嘴将按设计配比制备好的水泥浆喷入土层与土体混合，进行由下而上的旋喷注浆作业。形成连续搭接的水泥加固体与天然地基形成复合地基，提高承载力。利用高压旋喷桩法软基的处理深度可达24米，承载力高，沉降小。适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑、软塑或可塑黏性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎场石土等地基地。由于施工机具小而便捷，施工工艺简单，尤其适用于那些场地狭窄，机具受限制的情况。施工工期适中，施工中振动小、噪音较低，但容易污染环境，成本较高，对于特殊的不能使喷出浆液凝固的土质不宜采用。
2.5振冲法
振冲法又称振动水冲法，是用起重设备吊起振冲器，启动潜水电机带动偏心块，使振动器产生高频振动，同时启动水泵，通过喷嘴喷射高压水流，在边振边冲的共同作用下，将振动器沉到土中的预定深度，经清孔后，从地面向孔内逐段填入碎石或不加填料，使其在振动作用下被挤密实，达到要求的密实度后即可提升振动器，如此反复填料和振密直至地面，从而由在地基中形成的大直径的密实桩体与天然地基构成复合地基，最终提高地基承载力，减少沉降和不均匀沉降。
3结语
软土地基含水量高、孔隙率大、渗透性小、压缩性高、抗剪强度低等不利的工程性质决定了软土地基处理的重要性和复杂性。地基处理工程在整个工程项目建设中所投入的资金和所占用的工期几乎都会占到三分之一。如果处理不当就会造成地基失稳使构造物不均匀沉降，对构造物产生破坏。本文主要说明了软土地基的各种处理方法及适用范围，在工程实践中，要针对具体的地基问题，采用相应的处理措施，确保基础稳定是构造物安全的根本保障，而且工程技术人员必须经常到施工现场，及时的发现相关问题，正确的采取安全经济可靠的措施加以处理，并在工程实践中进行经验总结。软土地基处理一直是土木工程中比较活跃的一个范畴，具有很高的挑战性，相信未来软土地基处理会得到较大的提高，发展到一个新的高度。
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论文作者:沙炯
论文发表刊物:《防护工程》2018年第29期
论文发表时间:2019/1/7
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