浅谈房屋建筑软土地基施工技术

2013-08-15巫可均

中国新技术新产品 2013年17期

巫可均

（梅州市建筑工程有限公司，广东梅州 514021）

1 淤泥质软土的基本概念

软土（softsoil）是淤泥（muck）和淤泥质土（muckysoil）的总称。主要是由天然含水量大、压缩性高、承载能力低的淤泥沉积物及少量腐殖质所组成的土。软土是指在河流、湖泊等地方存在的含水量大、结构不稳定、间隙大、压缩性高的细沙土。软土具有复杂的结构特征，主要表现为四个方面：天然含水量高、压缩性大、渗透性小和抗剪强度低。软土主要由粘土粉粒组成，常含有有机质。有的粘土粉粒含量可高达60%～70%，而且粘土矿物颗粒很小，呈薄片状，表面带负电荷，在粘土颗粒的四周吸附着大量的偶极化分子。软土层在沉积后常形成絮凝状结构，也是造成含水量大的原因之一。此外，软土还具有较大的吸力和吸附力。

2 淤泥质软土地基的不利工程性质

2.1 地基承载能力低，难以施工。主要原因就是由于施工扰动较大，容易破坏整个地基土层的结构，不利于施工。

2.2 沉降量较大，不能满足使用功能。由于软土压缩性大，工程完成后容易发生不均匀沉降，导致道路出现裂缝、地下管线出现断裂等问题。

2.3 开挖基坑容易引发沟槽边坡失稳破坏，影响施工的顺利进行。造成失稳的主要原因在于软土天然空隙、黏结系数小。

2.4 由于软土地基中的地下水会影响工程的施工质量，地基处理过程中必须及时排水，并做好边坡土体的防护。因为在降水或排水工程中，很可能引发周围地层发生不均匀沉降。

3 房屋建筑软土地基施工技术方法与措施

3.1 预压法

预压法适用于路基较稳定、沉降量较小的路段，能够降低土体的压缩性并提高其抗剪强度，可分为超载预压、等载预压和欠载预压。预压法应用于路堤工程时，适用于天然地基或竖向排水体地基，可利用路堤填土进行预压而无需移掉土体。预压过程中应分级进行，每级加荷的稳定性取决于前一级预压结束后土体强度的提高幅度。该方法不能减少软土地基的总沉降量，只能实现施工期内大部分沉降量，很大程度上减少工后沉降。用于桥涵台背或涵洞预压，一般利用填土或其他荷载进行预压，实现地基在加载期间内完成全部或大部分沉降，待移去填土后方可修筑桥台或涵洞，实现构筑物使用期间不产生过大沉降和差异沉降。

3.2 粒料桩加固

粒料桩是指采取振动、冲击或水冲等措施在软土地基内成孔，之后将碎石、砂砾、砂等散状粒料压入孔内形成的大直径密实桩体。该类桩体应用于松散砂土时主要表现为挤密作用；而应用于粘性土时由于土体内粘粒含量多，粒间结合力较强，渗透系数小，水体在振动或挤压作用下不易排出，因而不能将原土体挤密，只能起置换作用，由桩体和周围土体构成复合地基共同承担荷载。其具体作用表现为：a）桩柱作用，即粒料桩的压缩模量明显高于周围土体，地基内应力随地基变形而逐步集中到桩体，而土体承担的应力相应减少，从而减少其固结沉降；b）垫层作用，即桩体依靠周围土体的侧限阻力保持原状并承担荷载，荷载导致桩体产生侧向变形，影响应力自上而下传递，同时通过桩体的侧向压力将应力传递给周围土体，并与其形成一个庞大的人工垫层，将附加应力向四周扩散而减少不均匀沉降；c）竖向排水体，采用该技术应保证填料有良好的级配，便于粒料桩在地基内形成良好的排水通道，便于其能起到排水砂井的效果，通过大幅度缩短孔隙水的平均渗透路径而加速土体固结。

3.3 灌浆法

渗透灌浆是指在压力作用下在土体空隙及岩石裂隙内填满浆液以将空隙内原来存在的自由水和气体排出，但不改变原状土的结构和体积，灌浆压力也相对较小，因而适用于砂性土和存在裂隙的岩石。劈裂灌浆是指在压力作用下克服地层初始应力和抗拉强度，破坏和扰动岩石和土体结构，生成垂直于小主应力的平面劈裂，使地层内原有裂隙或空隙张开并形成新的裂隙或孔隙。该技术灌浆压力较高，因而多用于提高地基承载力和消除工后沉降。压密灌浆是指先钻孔后在土体内灌注极浓的浆液以实现灌浆点土体压密，并在灌浆管端附近形成浆泡。若浆泡直径较小则灌浆压力主要沿钻孔径向扩展，随浆泡尺寸逐步增大而产生较大的上抬力而抬动地面；若合理采用灌浆压力产生适宜的上抬力，则可实现下沉建筑回升至较为精确范围。

3.4 强夯法

该技术可用于多种碎石土、砂土、低饱和度粉土等土性地基。软粘土由于渗透性差、含水量高，在外界强烈撞击时不能迅速排水导致孔隙水压力上升快且消散慢，会导致周围土体强度降低甚至全部液化；此外，土体的固结压密及强度恢复过程较其他土体也慢很多。不同土体应采用不同的加固机理。对孔隙多、颗粒粗的土体的夯实应基于动力密实机理，以实现土体内孔隙体积减小，土体密实；非饱和土体夯实则是内部气相被挤出的过程，主要由于土体颗粒相对位移引起。强夯法因振动大，一般情况下不易应用于距离居民区较近地段。

3.5 换填法

换填法适用于软土厚度不超过3m的土体，主要是利用透水性材料进行置换填土以降低其压缩性、提高承载力和抗剪强度，并减少后期工后沉降量。该技术施工简单但费用较高。山区或山间低洼地带多为软土或泥炭土，土体固结时间较长，而该类地段往往填土厚度较大，软土危害较大，路基同时存在稳定和不均匀沉降两大问题，因而适宜采用换填技术。采用换填技术时因需换填地段地下水位较高，宜选用水稳性好的材料；换填挖出的土方多是土质较为肥沃的淤泥或淤泥质土体，应选择合理去向。