浅谈软土地基处理

肖爱兰

【摘要】软土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。软土是指滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。

【关键词】软土地基；处理目的；工程特性；处理方法

1、地基处理目的

在軟基上进行建筑工程时，如原地基不作任何处理，则构筑物的稳定性等进行会产生种种问题。这时，便需采取措施改善地基的力学性能以增加其稳定性，这就叫地基处理。一般的处理方法包括下述四类：

1） 改善剪切特性（防止剪切破坏，防止剪切变形）

2） 改善压缩性能（防止固结沉降）

3） 改善透水性（防止漏水）

4） 改善动力特性（防止液化）

2、工程特性

软土工程的特性主要有以下几点：①不稳定性，当软土受到扰动时会变成稀释流动状态。②高压缩及不均匀沉降，由于软土的压缩系数很大，当垂直压力达到一定值时，软土会发生压缩变形，导致建筑沉降量较大及沉降不均匀。③低渗漏性，软土渗透系数小，固结所需时间较长。④沉降速度快。

软土地基上的建筑通常沉降量较大且沉降稳定需要的时间较长，所以处理是否合理，将关系到工程质量、进度。因此，科学、合理、有效地选择合适的地基处理方法对工程建设具有重要的意义。

3、地基处理方法的分类

地基处理包括地基土的置换及补强，大致可分为土质改良、土的置换、土的补强。

3.1 土质改良

土质改良是指用机械、电气、化学、热等手段增加地基土的密度，或使地基土固结以达到处理目的。

1） 利用排水增加密度

粘土地基受荷载时，随着超孔隙水压力的消失，地基便产生固结，同时，孔隙水被慢慢排出，孔隙比变小。

① 垂直排水法：是在厚层粘性土中沿垂直方向放入透水性能良好的排水材料，以缩短排水距离，加速固结进行的方法。这个方法，主要考虑到固结所需的时间和最大排水距离的平方呈正比。排水材料采用砂、塑料板等。砂井通常为直径30-50cm的砂柱，但是，当地基产生变形，砂井被截断时，便不能保证砂井的连续性。

② 真空预压法：是在地面上覆盖不透水的薄膜，利用真空泵降压排水，降低地基土的孔隙水压力，增大有效应力，施加固结荷载的方法。由于这种方法不增加地基土的总应力，不存在像预压法那样肯能由于荷载地基产生破坏之处，因此，它很适用于软土地基。

③ 电渗法：是利用电渗排除土中水份的方法，所谓电渗是指在土中放入直流电极，土中的水一般从阳极向阴极移动。这种电渗与土中的渗水性无关，与土颗粒的大小也无关，因此，对于渗透系数小的粘土的效果较好。但是，当土中的水含有很多盐份等电解质时，这种方法的集水效果较差。

2） 利用挤密方法增加密度

在松散的砂质土层中如施加振动和冲击等动力，砂颗粒的排列将变得更为密实，使砂质土层得到了挤密。

① 挤实砂桩法：是用夯锤的冲击力或震动锤产生的震动力将套管中的砂压入土中，作成挤密砂桩的方法。在松砂地基，对砂桩周围的地基土也有挤实作用。对粘性土地基，由于形成砂桩和粘性土构成的复合地基，有置换效果以及由于砂柱产生的剂实效果等。

② 直接冲击剂实法：是利用带有挤压板的H形的上下振动产生的振动力。

③ 震动水冲法：是在地基中插入水平方向振动的振动体并同时进行射水，在振动体附近形成的孔隙中充填以骨料，使地基密实得到增加的方法。

④ 强夯法：它一般是用50t左右的强夯机，将大吨位（100～400kN）的夯锤起吊到6～40米的高度，自由落下，对地基土施加强大的冲击能，在地基土中形成冲击波和动应力，使地基土压密和振密，以加固地基土，达到提高强度、降低压缩性、改善砂土的抗液化条件、消除湿陷性黄土的湿陷性目的。

3） 固结的方法

这个方法是将固化剂注入土的孔隙中，或是在土中进行混合，使土固结以改善土的剪切特征、压缩性能以及透水性。

① 石灰桩法：是在地基中打入生石灰桩，利用生石灰所具有的种种作用处理粘性土地基的方法。即除了石灰桩本身的固结而外，还利用生石灰的吸水及发热，使周围土的含水量降低，利用生石灰吸水产生的膨胀压力起剂实作用，以及利用生石灰和粘土矿物间产生的化学反应使周围土的固结。

② 喷射混合法：是采用固化剂，以高压喷射，利用喷嘴上下移动或旋转使处理剂和地基土混合，形成截水墙和柱状的固化体，从而使地基强度增大和变成不透水的处理方法。

③ 拌合法：是将水泥、生石灰等与土搅拌混合处理地基的方法。拌合法分为在浅层地基处理和深层地基处理。

④ 冻结法：是在土中买入冻结管使土中水冻结以增加地基的强度及截水性能，以便在冻结期间进行工程施工的一种临时性的处理方法。

3.2土的置换法

土的置换方法是将软土层换填为良性土的一种方法。这种方法对在地表附近存在有非常软的粘性土层时是最有效的方法，但当软土层很厚时则工程费用高，不经济。由于一般多砂质土及碎石土换填，故对土的剪切特征及压缩性能的改善是有效的，但是，当要求地基不透水时便不合适。此外，所置换的砂如未能充分剂实，则对防止液化可能反而不利。另外，如换填材料不均，将产生不均匀沉降，应予注意。

3.3土的补强

土的补强法，是采用薄膜、绳网、板桩等约束住地基土，或者是在土中放入抗拉强度高的补强材料形成复合地基以加强和改善地基土的剪切特性的方法。

1） 铺设薄膜法及绳网法，都是靠约束住地基土表面，以防止软基产生滑动破坏及侧向流动变形的方法。例如在软基上进行填土时，在填土的底部将产生裂缝，使填土发生沉降，地基产生侧向变形。如在地表面铺设薄膜和绳网，由于作业在薄膜上的摩擦力约束住地基土的侧向变形，提高了地基的承载力。此外，该方法也经常用于大面积吹填地的表层处理。

2） 复合补强法是在土中放入钢板、钢筋、钢网、合成树脂等，利用土颗粒及补强材料之间的摩擦力形成复合土的补强方法。

4、地基处理方法的选定

因地基处理方法较多，如何选定合适的地基处理方法非常重要。

选定地基处理方法，应从地基条件、处理的指标及范围、工程费用、工程进度及材料的来源条件、当地环境等许多方面进行考虑和研究。

地基条件是指要进行处理的地基的综合条件，除地形条件外，还包括地基类型、土质情况、地下水的情况等。

处理的指标及范围是指处理后要求地基达到的指标。例如剪切强度要求达到什么指标以及构造物建成后剩余沉降控制在怎么样的指标。所谓范围，除平面范围外，还包括要求处理到什么深度。

这样，自然条件和处理要求是地基处理方法选定的关键。对此，应根据多种处理方法的处理原理及其施工成果，将几种比较合适的方法作为选择的对象。然后，对这些方法的工程费用、工程进度、材料来源等条件进行研究。综合选定最优的处理方法。

5、结论

软土地基处理，是保证建（构）筑物使用质量与寿命的关键环节，是建（构）筑物施工的重压环节，合理利用软土地基的处理方法，恰当使用合适的加固技术，既能保证建筑基础的稳定，同时也能提高建（构）筑物的使用质量，保证建（构）筑物应有的服务水平。