中冶集团武汉勘察研究院有限公司 湖北省武汉市 430080
摘要：文章针对目前规模越来越大的工程项目建设中比较容易遇到的软土地基问题，在对其特性以及常用的处理方式进行介绍之后，针对某公共建筑工程项目，结合其工程所在地的地质和土层特点来进行不同的软土地基处理方案的选择，最终选择水泥搅拌桩复合地基施工方案。
关键词：软土地基；基础选型；桩基方案；水泥搅拌桩
1引言
在目前建设规模越来越大的工程项目中，遇到软土地基的概率越来越高，而且软土地基对于工程施工质量有着直接的影响，容易在增加施工难度的同时，还由于具有较小的渗透性所以导致工程施工中出现空隙、不均匀沉降等问题。这就需要在在工程施工中，针对上述问题做好软土地基的妥善处理工作，而且重点针对具体工程项目来做好软土地基基础选型问题的研究。
2软土地基的特性以及处理方式
2.1软土地基的特性
工程施工中容易遇到的软土地基所具有的特性主要有以下几点：首先就是具有较高压缩性的特点。这主要表现在软土地基中的地层中存在较大的内部空间，表现出地面受到垂直压力超过0.1MPa时就会出现地面的较大形变问题，容易造成工程施工中的塌陷问题。其次就是触变性的特点。此种特点主要表现在软土地基之上开展工程项目施工之后，从外表面上看不存在冲撞问题，而且内部结构也不存在问题。但是在受到冲撞、振荡等一泥塑之后，就容易发生坍塌以及碎裂等问题。这主要是由于软土地基在受到荷载作用时容易出现稀释流动的问题，这也会对地基的整体稳定性造成影响。最后就是不均匀的特点。这主要是由于软土的土壤中含有大量的微细土粒并且存在较大的分散度，而此特点会对土质特点造成较大的影响，会对土壤的均匀性造成严重影响。而且在工程施工中也会由于不同的工程项目的压力点而造成在受到承载力作用时出现严重的形变问题。
2.2软土地基处理方式
目前在工程施工中常用的几种软土地基处理方式如下：首先就是换填法。此种方法就是针对工程施工中遇到的软土地基中的软土土层采用挖掘的方式进行清除之后，使用具有较高强度和硬度的石材等材料进行填充，然后进行土层的压实，实现其整体压缩性的降低以及材料强度和硬度的提升，保证土层良好的水分以及硬度等状态以及符合建筑物的硬度要求。此种方法比较适合在暗沟区域、杂填土区域和低洼水源区域应用。其次就是深层水泥搅拌桩法。此种方法就是在软土地基的基础上混合各种水泥物来进行混合搅拌来保证施工的顺利开展。而且在此施工中需要重点做好对精准度的控制，比较适合在具有较大的水分以及较弱的渗透性的软土地基中应用。再次就是表层处理法。此种方法又分为砂垫层和表层排水的方法。对于前者来说，比较适合在存在碎石块的地基中应用，其主要的原理就是通过较好透水性能结构的形成来降低软土地基，起到提高其稳固性的特点。此种方法在实际应用中不需要使用大巷设备，施工工序比较简单，但是需要严格控制表面的均匀性。而针对后者来说，就是在控制地面厚度以及水沟厚度的同时，将地表的积水顺利的排出，保证地表水的含量满足要求。此外还可以通过添加稳固剂的方法来实现地面稳定性的提高。最后就是排水固结方法。此种方法就是在与砂结合的同时来形成竖向排水结构体，让其设置在天然地基中来起到对建筑物体负荷值的缓解。然后在抽出软土孔隙中水份的同时，实现对软土地基的固结。此种方法比较适合在粘性软土地基中应用，主要可以起到对地基中含水量的有效控制以及对建筑体对土基压力的分散，避免出现塌陷的问题。
3项目工程概况
以某公共建筑工程为例，其建设所在地中的土质属于中软场地土，场地类别为II 类。经过对此工程所在的地质进行详细勘察之后，结合其勘察报告，得出以下土层参数信息，如表3.1所示。其中的③层位淤泥质粉质黏土，也就是本工程中的软土层，其厚度在8.9~11.1m的范围之内。
表3.1 土层相关参数表
由于本工程所采用的结构体系为框架结构，其中的框架柱是主要的抗侧力构件，而且由于此构件的相邻结构也具有不同的层数，而且其中的某个较大面积的房间属于中空的结构形式，而且在此结构中的南侧主楼的位置进行了地下室的设计，以上种种因素都造成了此结构整体出现柱底的荷载分布不够均匀的现象，这就需要在此工程建设过程中需要重点对沉降问题以及承载力方面的控制。
4天然基础方案
天然基础是目前多层建筑的主要基础形式，而对于本工程来说，可以将②层粉质黏土层作为基础持力层，这主要是由于此层的土质表现出的承载力和压缩模量比较符合持力层土层厚度以及地基基础承载力的要求。但是经过对上述因素的复测之后也发现了此层的土层厚度比较小，而且其下面的③层淤泥质粉质粘土层也存在不均匀厚度的现象，表现出的承载力特征值和压缩模量数值都比较小。因此经过上述分析以及对软弱下层承载力以及基础沉降进行综合复算之后发现其承载力以及沉降都无法符合要求，因此无法使用天然基础方案
5桩基方案
针对本工程中的③层淤泥质粉质粘土层厚度较大但是其承载力以及压缩模量比较小、不符合要求的现象，在工程中需要采用桩基础方案。在对具体的桩基础方案进行选择时，分析此场地内的⑤层为中砂层，如果采用钻孔灌注桩的方案容易出现坍塌的问题而且成本高，因此在本工程中决定采用预应力混凝土管桩的基础方案。在采用此方案的过程中，在桩端进入此中砂层之后，针对其中不存在地下室的区域可以按照柱下桩基承台的方式建设，而且采用的管桩的长度为18m，并且要满足承载力为1100kN的要求，需要设置满足上述要求的管桩2~4根左右。而针对具有地下室的位置则需要按照桩筏基础方案建设，其长度与上述桩长相同，而且承载力也有相同的要求。
在此方案中，由于桩基穿过了软弱土层之后进入了⑤层中砂层，这样可以实现基础沉降和柱间相对沉降差的降低，而且经过相应计算之后也得出计算结果满足设计要求。此种施工方案的具体应用中也保险且具有较短的施工周期，而且具有比较明确的传力特点，其承载力以及沉降也满足此工程的技术要求。但是在实际的现场勘查的过程中，还发现此工程周边存在较多的既有民用建筑，而且周边的道路也比较狭窄，如果对此道路不进行夯实加固，不符合此工程施工中所需要使用的静力压桩机以及运送管桩卡车通过的要求，因此，此方案也不适合在本工程中应用。
6水泥土搅拌桩复合地基
在经过上述分析之后，在本工程中只能采用水泥土搅拌桩复合地基的方式来满足上述要求，也就是同时满足基础承载力以及沉降的要求。在此方案中，所采用的水泥土搅拌桩的桩径为500mm，长度为14m，同样也是将⑤层中砂层作为持力层，相邻搅拌桩之间的距离为0.8m，并且要满足灌注之后的90d时间之后的抗压强度达到1.5MPa的要求，单桩的承载力还要满足73.5kN的要求。在此搅拌桩的施工中采用的是湿法工艺进行加强，而且经过此工艺之后需要满足其承载力为160kPa的要求。此方案中所采用的基础为柱下独立基础，带有地下室的主楼则需要采用筏板基础形式。在通过上述复合地基的方案之后，可以在满足基础承载力要求的同时，还可以满足基础沉降以及与相邻柱基之间沉降差等相关技术要求。而且由于此方案中所使用的搅拌机械设备具有较小的体积和较轻的重量，此场地周边道路的承载力满足其承载力要求，因此此方案比较适合本工程。
此种施工方案中所采用的复合地基的主要构成部分有水泥土搅拌桩、桩间土、褥垫层以及基础等，通过上述部分组成的共同体具有有效抵御受力变形能力，实现对沉降的控制以及承载力的提升。而且其中所采用的水泥土搅拌桩本身具有较高的桩身强度，比较适合此种多层框架结构工程施工应用，在实际的应用中也表现出具有较为简单的施工操作、较高的机械化程度以及可以缩短施工进度等优点，表现出良好的施工经济效益。
7结语
本文针对某多层框架建筑工程为例，针对其施工场地中的软土地基问题，在对其周边的地基和环境特点以及施工重点、难点进行分析之后，在进行基础选型的过程中，对其承载力以及地基沉降问题进行综合分析，最终选择水泥土搅拌桩复合地基基础方案。通过此方案的应用可以有效解决承载力以及沉降问题，值得在同类工程中推广应用。
参考文献：
[1] 曹泽民. 公路桥梁施工中软土地基施工技术浅析[J]. 居舍, 2018(17):48.
[2] 张愈豪. 房屋建筑工程软土地基处理措施探讨[J]. 建材与装饰, 2017(37).
[3] 蒋清松. 市政路桥工程施工之中软土地基处理技术[J]. 江西建材, 2017(8).
[4] 任冬林. 谈房屋建筑工程软土地基基础处理方案[J]. 山西建筑, 2018, 44(8): 77-78.
论文作者:薛锦超
论文发表刊物:《科技新时代》2019年8期
论文发表时间:2019/10/14
标签：承载力论文; 土地论文; 基础论文; 方案论文; 土层论文; 地基论文; 此种论文; 《科技新时代》2019年8期论文;