中国建筑材料工业地质勘查中心 浙江总队 310022
摘要：随着社会的不断发展，科学技术水平不断提高，工程建设中岩土工程的重要性逐渐凸显出来。在这种形势下，施工单位必须重视淤泥质软土地基的处理加固工作，完善施工管理，如工程进度管理、施工安全管理和工程质量管理等，都要纳入到施工单位管理系统中。如果施工单位没有做好地基处理或者基础施工，那么就会影响上部结构施工甚至整个工程的进度和安全性，对工程项目总体施工管理也会造成不利影响，造成工程功能和结构安全存在缺陷，针对岩土工程的软地基处理的研究具有重要的理论现实意义。
关键词：岩土工程；软土地基；技术应用
近年来，随着建设行业的不断发展，建筑物地基基础技术也得到了全面的普及和应用。由于岩土工程施工的质量会直接影响到建筑施工的质量，岩土工程也是工程建设过程之中至关重要的一个环节。所以，岩土工程也越来越被重视，岩土工程在施工过程中，要做好软土地基的处理。本文笔者就探讨岩土工程施工中软土地基处理的方法进行探讨和分析。
1 软土概述
淤泥或者淤泥质的泥土我们统称为软土，其存在地区多集中与沿海与河流、湖泊附近。通常来说，软土主色调为灰色，天然孔隙比超过1.0，而且含水量超过液限。软土的构成主要是粘粒，部分能够达到超过60%的粘粒含量。此外，软土颗粒具有较小的直径，形状以薄片为主，软土层沉积后通常以絮状结构为主，软土天然含水量较大就是源于此。对于软土而言，其特性包括以下几个方面：①含水量高。通常情况下，软土具有高达34%~72%的含水量，软土的构成不同，含水量也具有较大差别，但都超过液限。②松软。软土具有较大孔隙比，一般在1.0~2.0之间。③具有较高的压缩性。软土的压缩系数最高可达4.5，通常情况下在0.7~1之间，其与软土的含水量成正相关，越高的含水量具有越高的压缩性。④较低的抗剪强度。⑤渗透性较小。对于软土而言，其渗透系数较小，通常为10-7~10-8之间。软土在荷载作用下往往固结的十分缓慢，其强度也难以有效的得到提高。如果有许多有机物质存在于软土中，往往会有气泡产生，其孔隙空间被占据了，渗透性能也因此降低。⑥具有触变性。软土经过振动搅拌后，絮状结构会发生严重的损坏，迅速的降低了土的强度，甚至会发生流动现象。
2 岩土工程中软土地基处理技术
2.1 换填法
换填法，别名垫层法。如图1所示。换填法应用中，要使软弱下卧土层保持不变，铺设砂石垫层的时候，要对平面进行控制，使其处于同一高程，并按照先深后浅的顺序进行换填施工。对垫层进行分层铺设，完成每层的垫层铺设之后，对其进行夯实，使其处于良好的密实状态，如果密实度达标，铺设上一层垫层。应用人工方法对垫层材料进行配置，施工初期，要拌和砂石，使其保持均匀后，对其进行铺设和夯实。碎石垫层多用自然级配碎石作为换填材料，需要将其粒径控制为5～40mm，并将泥土含量控制在5%以下。如果应用卵石或碎石作为垫层材料，需要结合具体工程背景，对其进行浇水湿透，然后夯实。完成垫层施工之后，对其各项指标进行严格审核，保障工程的整体性能。
换填法是将岩土工程软土地基上部的软土层挖除，用灰土、素土、砂、碎石和矿渣等对其进行换填，并对它进行夯实，将其作为垫层。该种处理方式，能够使岩土工程地基具备较强的荷载承受力，并对地基沉降问题进行有效控制。相较于其他方式，换填法相对比较简单，但其应用过程中存在诸多局限性。如果软土地基深度不足3m，该方法比较适用。如果软土地基深度超过3m，应用该种方法会耗费大量的人力、物力等。
2.2 水泥搅拌桩
场地地质和周边条件对桩基施工方案有制约，如下描述：要采用性价比最高的管桩方案，就必须解决流塑性大的淤泥在开挖时出现滑动时对管桩产生的侧向推力，以及静压机走机下陷时对管桩的侧向推力。这二种推力能否减少到最小，是决定PHC管桩能否在深厚淤泥层中应用的关键。于是，就引用“复合地基”来加固淤泥土层的概念。设想在淤泥滑动面下对淤泥进行搅拌加固，改变淤泥土层的物理力学指标，使得场地淤泥通过在管桩中按照一定间距设置水泥搅拌桩，从而达到桩土共同工作具体做法如下：（1）在设计布置好的搅拌桩之间，按照1.2~1.5m间距，梅花型插入直径400的搅拌桩桩，此桩施工应先于PHC桩。（2）搅拌桩的桩长应长于淤泥滑动面，本案为10m。（3）搅拌桩桩的强度控制：强度太高则不利造价和日后开挖，太低则不利静压机走机，一般水泥用量约为15%（体积比）。（4）考虑到场地经过水泥搅拌桩加固后，PHC桩施工时会产生挤土效应，适当的采用部分“消压孔”处理，以释放孔隙水。本案消压孔布置数量采用搅拌桩的1/3，且梅花状布置。
2.3 碾压与夯实法
如果岩土工程软土地基的土层比较复杂，包含碎石土、粉土、砂土或低饱和度的黏土和杂填土，可以结合具体工程诉求，应用碾压与夯实法对软土地基进行处理。碾压夯实法的应用原理比较简单，借助机械物理碾压方法，压密表层地基土，或采用强夯，使夯击冲能在地基中产生剧烈动应力，对土基进行固结压实。采用夯实法对软基进行处理，需要结合岩土工程的具体施工要求，对重锤的起重高度进行严格控制。当它达到一定高度后，在自重背景下自由下落，夯打地基，使软土地基具备良好的强度，并对其压缩性进行有效控制，使其处于较低状态。夯实法的夯实深度≤1.2m。应用重锤对软土地基进行夯击，需要对土基含水量进行严格考量。合理的地基含水量背景下，应用夯实法极具效用。当岩土工程地基处于最优含水量，可优先选用夯实法对软土地基进行处理。
2.4 固化处理技术的应用
对于固化处理技术而言，即是通过对胶结剂或者化学溶液的化学性质进行利用，使用拌合或者灌入的方式，促使剂液在土层中与软土地基进行融合，最后在各种物理化学反应的作用下，达到将软土地基加固的目的。固化处理技术的工作原理在于将各种胶结材料，如纸浆液、水玻璃以及水泥等，充分在孔隙中进行填充，使软土颗粒之间的粘结力得以增强，最终促使软土的抗压能力与强度得以大幅的提升。软土地基在固化处理技术的使用下，其强度通常都比较高，渗水性能比较低。按照不同的使用方式，固化处理技术主要可以分为三种：①深层搅拌法；②旋喷法；③压力灌浆法。在实际案例中，粉喷桩法在软土地基的处理中使用较为普遍，其使用的材料都是粉体，如生石灰粉、水泥粉等，这些粉体材料在空气机所产生的风力作用下形成雾状，然后被喷到软土地基中，再使用钻头进行充分搅拌，这些粉体加固材料便充分和软土地基土融合，最后在各种物理化学作用下，地基发生固化硬结现象，并在强度与结构稳定性方面都获得大幅提高。
综上所述，我国地域辽阔，各地区拥有不同的地质条件，在施工过程中，须加大对当地岩土的勘察力度，在对岩土地基各项参数充分掌握的基础上，才能对垫层换填技术、添加剂法和预压法等地基处理技术进行科学的应用，为工程的顺利施工及工程质量的提升奠定良好基础。
参考文献：
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[3] 兰正卿. 解析岩土工程中软土地基处理技术的应用[J]. 江西建材,2014,(18):56+60.
论文作者:李兴祥
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/18
标签：土地论文; 地基论文; 夯实论文; 含水量论文; 淤泥论文; 岩土工程论文; 土层论文; 《建筑学研究前沿》2017年第34期论文;