土建工程施工中的軟土地基的處理技術探究

廖利瓊

摘要：隨著國內建筑行業的不斷發展，土建工程基礎設計中面臨的弊端與問題也日趨嚴峻，越來越多的土建工程項目需要在地質條件極為復雜的地區進行。傳統的地基設計理念與技術已經難以適應實際需求，相關設計單位和技術人員一定要加強工藝和技術的革新和完善，進而促進國內土建工程地基設計水平和質量的整體提升。

關鍵詞：土建工程；軟土地基；房建；水利；道路；處理技術

中圖分類號：C35文獻標識碼： A

一.軟土地基的工程特性以及處理必要性

1軟土地基的工程特性

大部分軟土具有滲透性弱、壓縮性高以及抗剪強度低的特性，由于軟土這些特有的性質，所以無法直接作為土建工程的路基。軟土的天然含水量一般為50%～70%，最大甚至超過200%，幾乎處于飽和狀態，再加上該類土滲透系數小，不但使土體的固結過程延緩，而且在加荷初期，容易出現較高的孔隙水壓力，變形大而不均勻，對地基強度有顯著影響。各種土質的抗剪強度與加荷速度及排水固結條件密切相關，并且與其側壓力大小無關，軟土本身的含水量高使得抗剪強度很低。

2軟土地基的處理必要性

路基的穩定性會直接影響土建工程的工期、工程造價以及質量和安全性。軟土地基的強度低、抗剪能力差以及承載能力弱的特點使得軟土地基上的土建工程沉降變形較大、沉降速率大以及沉降穩定時間較長，容易使地面結構層出現裂縫并且在結構物之間形成差異沉降，從而使外土地隆起，造成橋梁、道路以及建筑物的不穩定，不但影響工程質量，而且將大量增加使用維護費用。所以在進行軟土地基施工之前對地基條件、施工要求以及處理技術都要進行精確嚴格的分析研究，從而確保軟土地基的安全性和穩定性。

二、土建工程各領域對軟土地基的處理技術

1水利工程中軟土地基的處理

近年，國家十分重視水利工程的建設工作，所以水利工程中對軟土地基的處理技術也面臨著很多挑戰。經過長期的施工實踐以及不斷的探索分析，也成功探得了一套有效的施工方法以及完善的施工工藝，確保工程建設的質量和安全性。下面將介紹在水利工程中提高軟土地基的強度和沉降量控制的幾種處理技術。

換填土管理法就是用機械將原有的軟土地基全部挖出，進而再換填入滿足施工要求的無侵蝕性的低壓縮性散體材料，這些材料一般由卵石、碎石、粗砂、中砂等組成，然后在換填完成后對換填地基進行夯實，使從而得替換后的土質的承載能力能夠達到施工中的各項承載能力要求。一般來說，換填土由砂和砂墊層以及素土和灰土墊層三層組成，墊層的主要作用是提高地基的抗剪強度并且能夠降低地基的壓縮性能，在不同的換填工況可以根據換填管理選擇不同的換填材料。在進行水利工程軟土地基的換填工作時要充分利用產生的空隙進行排水工作，加快軟土的固結速度。 排水固結法是水利工程中對軟土地基處理的重要方法之一，是指利用排水設備在各種對土層進行加壓時排出水分，加強軟土地基的穩固性。與換填管理法相比，排水固結法比較復雜，主要適用于具有高的含水量并且硬度和強度偏弱的軟土地基，一般的排水裝置有沙井排水和塑料水管排水。常見的加壓方式有真空預壓法、堆載預壓法以及降水預壓法三種，在具體的運用過程中必須根據不同的地質勘測數據結合各種排水固結法的優缺點和特點進行準確選擇，針對不同的加壓方式采取不同的防護措施確保具有良好的加壓效果。

化學固結法處理技術就是利用一系列的化學方法進行軟土地基的處理，加強地基硬度和承載能力，盡管這種方法暫時沒有得到廣泛地應用，但是有著良好的發展前景。常見的化學固結法有灌漿加固法、高壓噴射注漿法、深層攪拌法。三種方法的基本原理是利用水泥石灰等固化劑注入到軟土介質中，經過一系列的物理加固和化學反應，使軟土得到充分硬化從而結合成整體，具備一定的水穩定性，起到增大軟土強度和抗剪切的作用。軟土的性質根據地理位置的差異也各不相同，所以在固結方法上要靈活得做出選擇，使軟土地基得到更好的固結作用。

2房建工程中軟土地基的處理

在房建工程中同樣會遇到軟土地基的處理問題，軟土地基上的房屋建筑多數面臨著沉降穩定時間過長、沉降量大以及沉降速率較大的問題。進行房建工程中軟土處理必須進行精確的現場勘測并制定出完善的施工方法，嚴格按照規定與操作規程進行施工。

深層水泥攪拌樁是用水泥來充當固化劑的主劑，充分利用深層攪拌機械把固化劑與軟土在軟土地基的較深部位就進行拌和，以提高房屋建筑工程的軟土地基強度，使軟土發生硬結，在處理淤泥、泥炭土和粉土時具有十分明顯的效果。在房建中對軟土地基進行深層水泥攪拌樁時首先要進行試樁，從而確定施工過程中最優的攪拌次數、泵送時間及壓力、攪拌機提升速度、水泥漿的復合比以及下鉆速度等參數。然后要將施工環境進行清理，清除周圍的障礙物，營造一個安全、平整的施工環境。最后在施工前要對水管進行清洗，排查堵塞，然后根據設計的施工流程進行工作，對于成型的水泥攪拌樁要進行質量的檢測。

深層石灰攪拌樁一般運用在對塑性指標高的軟土地基的加固處理上，用石灰來充當固化劑，充分利用深層攪拌機械把石灰與軟土在地基的較深部位就進行拌和，以提高房屋建筑工程的軟土地基強度，使軟土發生硬結，減少工后沉降，其加固效果一般要好于水泥加固。進行石灰材料的選取時要注意挑選細磨、純凈無雜質的石灰，并且對氧化鎂以及氧化鈣的含量有著嚴格的要求。

砂墊層與砂石墊層換填是應用最廣泛的房建軟土地基處理方法之一，其施工要求低，施工過程簡單。將壓實的砂墊層或石墊層來完全替換軟土地基基礎下部的部分軟土層，從而使地基強度與承載力得到大幅提升，能夠有效減少沉降量，加快軟土層排水固結。值得注意的是砂墊層與砂石墊層必須分層鋪墊，而且要進行分層壓實，確保換填加固工作的質量。

3道路工程中軟土地基的處理

在道路的擴建以及拓建工程中，軟土地基處理后會面臨下沉速度不同而造成的橫向裂隙以及新舊土層偏移的現象。目前用來處理道路工程中軟土地基的技術主要有以下幾種方法：

強夯法就是利用機械夾具將重錘舉升到一定的高度，然后利用在地面形成的夯壓力與軟土本身的內壓力相互作用夯實軟土地基的方法。強夯法經過大量工程實踐的研究已經成為最廣泛的道路軟土地基的處理方法，但是在施工的過程中容易造成巨大的夯擊波并產生振動，對周圍的人、植物以及建筑物有著嚴重的危害，因此在施工前必須做好調研工作，保證附近居民以及建筑物的健康安全。

反壓護道的使用。在進行道路施工前，在道路兩側建筑一定高度和寬度的護道，從而改善原施工路基的荷載方式，增強軟土地基向兩側滑移的抵抗能力，使得地基兩側的隆起趨勢得到緩解，保證軟土地基的穩定性。盡管這種施工方法簡單，也不需要特殊的材料和設備，但是占地面積大，后期的沉降大，在工后要進行大量的保養。

排水法、換填法以及攪拌樁的方法也被廣泛應用到道路軟土地基的處理中，由于在水利工程和房建中我們已經進行詳細的研究分析，并且無論是從材料還是施工過程來看，大同小異，所以就不再介紹。

三、工程實例分析

近年來，在國內的土建施工中，頻繁出現各類工程質量與安全事故，其主要原因是地基設計方案的不合理，進而導致施工中存在較大的質量和安全隱患。本文僅列舉國內華南某地區的高層建筑土建施工為例，簡要分析濕陷性黃土地基在設計中普遍存在的問題及對策，并且提供了具有參考價值的技術方案。我國華南地區某在建高層綜合樓工程，建筑總面積為21500㎡，建筑的主體結構為鋼筋混凝土框架結構，地上14層，局部11層，地下2層，地下結構為附屬用房和停車場。經過工程項目建設前的地質勘查，得出此地大部分地基結構的土質為濕陷性黃土，而且軟土層的厚度相對較大。在專業勘察單位提供的相關的檢測報告中顯示：此處地基的承載力標準值為150KPa左右，而工程項目建設標準中要求的地基承載力則為240KPa以上，因此，在土建工程的地基設計方案中必須注重解決軟土地基的承載力問題。在進行地基設計工作前，設計人員必須對濕陷性黃土的性質和分布情況進行全面分析，進而逐步制定與之相適應的技術方案。在本工程項目的地基設計中，設計人員從專業理論與實際相結合的角度出發，提出了以下幾項可行的技術方案：

（1）在樁基的處理中，設計人員初步制定了人工挖孔樁或鉆孔灌注樁兩種操作方案，但是鑒于綜合工程項目的總體工期、造價、技術標準、抗震要求等問題，選擇了孔灌注樁的樁基處理方案；

（2）墊層法：為了保證地基施工的質量和效果，設計人員初步擬定了采用墊層法的土建工程施工方案，即在挖除濕陷性黃土層的同時，及時換填一定厚度的砂石墊層或灰土，進而彌補項目所在地地基部分灰土墊層強度不足的弊端。但是經過初步的經濟核算，采用墊層法的總造價約為23萬左右，建設方認為總體造價過高，不建議采用或盡量避免采用此技術；

（3）強夯法：設計人員經過測量和計算發現工程項目所在地的層底起伏較大，可以采用強夯法，并且在地基頂部加墊450—550mm的砂石褥墊層，以保證地基部分不均勻性砂石褥墊層的壓實系數達到國家規定的標準。由于本工程項目的地下構筑物，以及各種地下管線的位置及標高要求較為嚴格，在設計方案中一定要采取必要的防護措施，以免因強夯施工而造成破壞。為了避免有可能出現的各類安全隱患和糾紛，建設方提出了要慎重使用強夯法的建議。為了保證在土建工程軟土地基的施工中，設計單位能夠加深對于濕陷性黃土地基的重視程度，設計人員在設計圖紙中的關鍵部分和重要施工環節均進行了準確的標注，并且加強了與施工單位技術、質量，以及監理單位的施工前技術交底，對于重點技術問題進行了詳細的講解和論述。

總結

土建工程關系到全國人民的安全問題，若沒有很好的進行軟土地基的處理工作，給人們的生命安全將帶來巨大的威脅。盡管軟土地基的處理技術已經得到巨大發展，也已經擁有多種成熟的處理方法，但是在實際的處理過程中，必須結合實際的施工情況進行大量的實驗分析，選擇合適的處理方法，嚴格執行施工計劃，以確保施工質量及安全性！

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