淺談軟土地基的加固處理
2015-07-27
0 引言
在我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的大背景下，基礎(chǔ)建設(shè)也在如火如荼的進(jìn)行之中。而在基礎(chǔ)建設(shè)中遇到軟土地基是在所難免的，而在軟土地基上施工，一旦處理措施不當(dāng)就會造成不可預(yù)估的質(zhì)量、安全問題，因此要加強(qiáng)對軟土地基的研究、分析，采取科學(xué)、合理的加固處理措施。
我國的地域較為廣泛，軟土分布主要集中在濱海平原、濕地周圍、河口三角洲以及河岸的周圍，這些地方有的土層大多是含水率高、孔隙相對較大的粘質(zhì)土、粉質(zhì)土和有機(jī)質(zhì)土等，又加上這些地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目較多，所以就更加重視對軟土地基的加固處理。軟土地基加固處理就是通過置換、重錘擊實(shí)、排水固結(jié)等方法來對軟土地基進(jìn)行處理，改善地基土的力學(xué)特性和結(jié)構(gòu)性要求，使工程達(dá)到一定的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
1 軟土地基加固處理目的和分類
現(xiàn)階段軟土地基加固處理的方法比較多，但是每一種加固處理方法都有自身的特點(diǎn)，采用不同的處理方法得到的效果也會有所不同，所以應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際采用適合的加固處理方法。
軟土地基的加固處理的目的可分為下面兩個方面：
（1）沉降處理。主要是加速軟土地基的固結(jié)沉降和減小總的沉降量兩個方面。例如砂井排水法、擠密砂樁法、超載預(yù)壓法等方法都是這種情況。
?。?）穩(wěn)定處理。就是采用各種措施使軟土地基在盡可能短的時間內(nèi)完成沉降，從而達(dá)到路基的穩(wěn)定。像換填法、水泥粉煤灰碎石樁、反壓護(hù)道等方法都屬于這種情況。
2 常用的軟土地基加固處理方法
2.1 換填法
換填法主要是通過將不符合施工要求的軟土部分或者全部換填成排水性能好且在高含水率下有良好承載能力的砂礫或者粗粒狀材料。通過換填，使地基保持穩(wěn)定和減小使用過程中的沉降量，換填過程常采用的兩種方法是開挖換填和強(qiáng)制換填。
開挖換填法就是將不符合要求的軟土層全部挖除或者只挖除表層，置換成符合要求的土。這種情況下，軟土層的厚度不宜過厚（小于3m），而且對施工的工期要求比較緊的條件下采用。而強(qiáng)制換填則是通過地基土的重力或者利用炸藥將軟土從地基兩側(cè)擠出，從而達(dá)到置換的目的。
換填法因?yàn)楹馁Y大、對周邊環(huán)境的影響較大等不利因素，現(xiàn)在采用的這種方法處理軟土的情況已經(jīng)不多見了。
2.2 砂墊層法
該法是在軟土地基上鋪設(shè)一定厚度（1m左右）的砂層。這層砂墊層一方面可以提高整個地基的承載能力，減少沉降量，另一方面也可以作為排水層的需要，降低整個地基層內(nèi)的濕度。同時，砂墊層可以結(jié)合其他的一些軟土地基處理方法來處理軟土地基，更好、更高質(zhì)量的完成軟土地基處理任務(wù)。
2.3 超載預(yù)壓法
超載預(yù)壓法是在工程建設(shè)中，填筑超過設(shè)計荷載的填土荷載，使得軟土地基在超載的作用下達(dá)到加速固結(jié)沉降的目的，使得軟土地基的沉降盡可能早的完成，當(dāng)工程完工后，地基的剩余沉降量可以控制在容許的范圍內(nèi)。
因?yàn)樵摲ㄊ┕み^程中較容易操作，對施工機(jī)械和材料的沒有特殊的要求，只是施工的時間相對來說較長，所以在工期要求不高，且施工條件有限的情況下可以考慮采用。
2.4 排水固結(jié)法
遇到軟土地基的土層較厚且滲透性較小時，其自身的固結(jié)速度相對較慢。這種情況下就要在軟土層內(nèi)設(shè)置一些排水單元或者在地基上施加一些荷載使其中的孔隙水排出土層，從而達(dá)到加速固結(jié)變形的目的。
砂井的形狀常見的有三角形和正方形兩種，里面的填料主要是一些不吸水的砂石材料。砂井在設(shè)計過程中，對施工方法、砂井布置和處理的土層深度和寬度的確定顯得尤為重要，只有這些參數(shù)確定的科學(xué)、合理，對軟土地基處理效果才能較好。
2.5 擠密樁法和加固土法
該法主要是采用振動沖擊或者沖擊的方法使各種粒料強(qiáng)嵌擠到軟土體內(nèi)，使土體的密實(shí)度提高，從而提高地基承載力和降低沉降量?，F(xiàn)階段工程中主要采用的是水泥粉煤灰碎石樁和振動水沖法兩種軟土地基處理方式。
而振動水沖法與水泥粉煤灰碎石樁的施工過程有一定的相似，但是它是將振動器沉到土基中形成一定深度的孔，在孔中填入一定的碎石進(jìn)行振動擠密，與原地基構(gòu)成復(fù)合式地基，從而提高承載能力并控制沉降。目前工程實(shí)踐來看，這兩種軟土地基的加固處理方法是相對來說比較快速、經(jīng)濟(jì)的。
2.6 加筋法
加筋法就是通過在軟土地基中埋入一些拉筋、土工織物或者受力桿等使地基承載能力有所提高，減少后期的沉降量，并可以保持結(jié)構(gòu)物的自身穩(wěn)定。因?yàn)橥凉ず铣刹牧嫌休^好的強(qiáng)度和韌性，一旦在軟土地基中分散布置，整個地基的抗拉強(qiáng)度就會提高，可以在土體中構(gòu)成復(fù)合的土工結(jié)構(gòu)。
2.7 膠結(jié)法
膠結(jié)法主要是在軟土中摻入一定量的水泥、石灰或者其他膠結(jié)料，使土體形成一個加固體，通過壓實(shí)使土體的沉降量變小，同時也能有效的控制不均勻的沉降。主要通過注漿、高壓噴射注漿或者攪拌等方法實(shí)現(xiàn)，施工相對來說較為簡便，但是施工中對周圍的影響較大，在小范圍、軟土層范圍小的時候可以采用。
2.8 其他方法
除了上述所述一些軟土地基加固處理方法外，還有一些不常用的處理方法，比如說分階段施工法、反壓護(hù)道法、冷然處理法等，在軟土地基處理中，一定要結(jié)合實(shí)際情況，選擇合適加固處理方法，并在施工過程實(shí)時監(jiān)測，及時對處理方法做出評價。
3 工程實(shí)例分析
某高速位于沿海城市，是該市高速公路和環(huán)島路的連接道路。工程施工段全長2853.3m，分成兩段進(jìn)行施工。其中一段長1800m，位于高速的東南面，施工段長900m，寬約為44m，該路段路基填土厚度為2.5~3.2m。因?yàn)樵撀范翁幵诮尤牒？诔?，地貌屬于海河沖積平原，地勢開闊且低平，自上而下地質(zhì)土層為人工填土層、海陸交互沉積層沖積層。地下水以上層滯水和孔隙潛水為主，地下水埋深較淺。
結(jié)合工程特點(diǎn)以及地質(zhì)情況，擬采用以下幾種地基處理方案：一是堆載預(yù)壓法；二是排水固結(jié)法；三是擠密樁法。結(jié)合前述，堆載預(yù)壓應(yīng)用廣泛，施工操作簡便且沉降容易控制，排水固結(jié)法能夠很好的保證施工過后的沉降控制，而擠密樁法能通過加固處理使軟土地基的承載力得到保證，同時減小沉降發(fā)生。
設(shè)計預(yù)壓土堆載高度為3m，正線寬13m，堆載邊坡坡度為1:1，工點(diǎn)端部縱向邊坡坡度為1:2，向外延伸。堆載預(yù)壓土采用路基附屬挖槽土、刷破土或者其他施工棄土，在不滿足預(yù)壓荷載等于或大于設(shè)計荷載時，可以考慮借土進(jìn)行預(yù)壓。施工前做好準(zhǔn)備工作，路基基床施工驗(yàn)收合格，施工人員進(jìn)行放線處理。然后，鋪設(shè)土工布，按放線的要求進(jìn)行鋪設(shè)，土工布的搭接寬度不小于20cm。用機(jī)械設(shè)備將堆載料進(jìn)行預(yù)壓堆載，并進(jìn)行碾壓，測量密度達(dá)到合格方能進(jìn)行下層填筑。在堆載預(yù)壓處理過程中要及時進(jìn)行觀測，確定合適的卸載時間進(jìn)行卸載處理。
按照上述的施工方案，基本達(dá)到了預(yù)期的處理目的，有效的控制的工后沉降，為后續(xù)施工起到了良好的作用。
4 結(jié)語
文章結(jié)合軟土地基的自身特點(diǎn)，簡單總結(jié)了不同軟土地基加固處理的方法，并對每種方法的特點(diǎn)簡單做了介紹，并就相應(yīng)的工程實(shí)例進(jìn)行了分析，工程項(xiàng)目建設(shè)中施工單位要根據(jù)自身的實(shí)際工程情況選擇合理的處理方法。
