土建工程施工中的软土地基的处理技术探究

廖利琼

摘要：随着国内建筑行业的不断发展，土建工程基础设计中面临的弊端与问题也日趋严峻，越来越多的土建工程项目需要在地质条件极为复杂的地区进行。传统的地基设计理念与技术已经难以适应实际需求，相关设计单位和技术人员一定要加强工艺和技术的革新和完善，进而促进国内土建工程地基设计水平和质量的整体提升。

关键词：土建工程；软土地基；房建；水利；道路；处理技术

中图分类号：C35文献标识码： A

一.软土地基的工程特性以及处理必要性

1软土地基的工程特性

大部分软土具有渗透性弱、压缩性高以及抗剪强度低的特性，由于软土这些特有的性质，所以无法直接作为土建工程的路基。软土的天然含水量一般为50%～70%，最大甚至超过200%，几乎处于饱和状态，再加上该类土渗透系数小，不但使土体的固结过程延缓，而且在加荷初期，容易出现较高的孔隙水压力，变形大而不均匀，对地基强度有显著影响。各种土质的抗剪强度与加荷速度及排水固结条件密切相关，并且与其侧压力大小无关，软土本身的含水量高使得抗剪强度很低。

2软土地基的处理必要性

路基的稳定性会直接影响土建工程的工期、工程造价以及质量和安全性。软土地基的强度低、抗剪能力差以及承载能力弱的特点使得软土地基上的土建工程沉降变形较大、沉降速率大以及沉降稳定时间较长，容易使地面结构层出现裂缝并且在结构物之间形成差异沉降，从而使外土地隆起，造成桥梁、道路以及建筑物的不稳定，不但影响工程质量，而且将大量增加使用维护费用。所以在进行软土地基施工之前对地基条件、施工要求以及处理技术都要进行精确严格的分析研究，从而确保软土地基的安全性和稳定性。

二、土建工程各领域对软土地基的处理技术

1水利工程中软土地基的处理

近年，国家十分重视水利工程的建设工作，所以水利工程中对软土地基的处理技术也面临着很多挑战。经过长期的施工实践以及不断的探索分析，也成功探得了一套有效的施工方法以及完善的施工工艺，确保工程建设的质量和安全性。下面将介绍在水利工程中提高软土地基的强度和沉降量控制的几种处理技术。

换填土管理法就是用机械将原有的软土地基全部挖出，进而再换填入满足施工要求的无侵蚀性的低压缩性散体材料，这些材料一般由卵石、碎石、粗砂、中砂等组成，然后在换填完成后对换填地基进行夯实，使从而得替换后的土质的承载能力能够达到施工中的各项承载能力要求。一般来说，换填土由砂和砂垫层以及素土和灰土垫层三层组成，垫层的主要作用是提高地基的抗剪强度并且能够降低地基的压缩性能，在不同的换填工况可以根据换填管理选择不同的换填材料。在进行水利工程软土地基的换填工作时要充分利用产生的空隙进行排水工作，加快软土的固结速度。 排水固结法是水利工程中对软土地基处理的重要方法之一，是指利用排水设备在各种对土层进行加压时排出水分，加强软土地基的稳固性。与换填管理法相比，排水固结法比较复杂，主要适用于具有高的含水量并且硬度和强度偏弱的软土地基，一般的排水装置有沙井排水和塑料水管排水。常见的加压方式有真空预压法、堆载预压法以及降水预压法三种，在具体的运用过程中必须根据不同的地质勘测数据结合各种排水固结法的优缺点和特点进行准确选择，针对不同的加压方式采取不同的防护措施确保具有良好的加压效果。

化学固结法处理技术就是利用一系列的化学方法进行软土地基的处理，加强地基硬度和承载能力，尽管这种方法暂时没有得到广泛地应用，但是有着良好的发展前景。常见的化学固结法有灌浆加固法、高压喷射注浆法、深层搅拌法。三种方法的基本原理是利用水泥石灰等固化剂注入到软土介质中，经过一系列的物理加固和化学反应，使软土得到充分硬化从而结合成整体，具备一定的水稳定性，起到增大软土强度和抗剪切的作用。软土的性质根据地理位置的差异也各不相同，所以在固结方法上要灵活得做出选择，使软土地基得到更好的固结作用。

2房建工程中软土地基的处理

在房建工程中同样会遇到软土地基的处理问题，软土地基上的房屋建筑多数面临着沉降稳定时间过长、沉降量大以及沉降速率较大的问题。进行房建工程中软土处理必须进行精确的现场勘测并制定出完善的施工方法，严格按照规定与操作规程进行施工。

深层水泥搅拌桩是用水泥来充当固化剂的主剂，充分利用深层搅拌机械把固化剂与软土在软土地基的较深部位就进行拌和，以提高房屋建筑工程的软土地基强度，使软土发生硬结，在处理淤泥、泥炭土和粉土时具有十分明显的效果。在房建中对软土地基进行深层水泥搅拌桩时首先要进行试桩，从而确定施工过程中最优的搅拌次数、泵送时间及压力、搅拌机提升速度、水泥浆的复合比以及下钻速度等参数。然后要将施工环境进行清理，清除周围的障碍物，营造一个安全、平整的施工环境。最后在施工前要对水管进行清洗，排查堵塞，然后根据设计的施工流程进行工作，对于成型的水泥搅拌桩要进行质量的检测。

深层石灰搅拌桩一般运用在对塑性指标高的软土地基的加固处理上，用石灰来充当固化剂，充分利用深层搅拌机械把石灰与软土在地基的较深部位就进行拌和，以提高房屋建筑工程的软土地基强度，使软土发生硬结，减少工后沉降，其加固效果一般要好于水泥加固。进行石灰材料的选取时要注意挑选细磨、纯净无杂质的石灰，并且对氧化镁以及氧化钙的含量有着严格的要求。

砂垫层与砂石垫层换填是应用最广泛的房建软土地基处理方法之一，其施工要求低，施工过程简单。将压实的砂垫层或石垫层来完全替换软土地基基础下部的部分软土层，从而使地基强度与承载力得到大幅提升，能够有效减少沉降量，加快软土层排水固结。值得注意的是砂垫层与砂石垫层必须分层铺垫，而且要进行分层压实，确保换填加固工作的质量。

3道路工程中软土地基的处理

在道路的扩建以及拓建工程中，软土地基处理后会面临下沉速度不同而造成的横向裂隙以及新旧土层偏移的现象。目前用来处理道路工程中软土地基的技术主要有以下几种方法：

强夯法就是利用机械夹具将重锤举升到一定的高度，然后利用在地面形成的夯压力与软土本身的内压力相互作用夯实软土地基的方法。强夯法经过大量工程实践的研究已经成为最广泛的道路软土地基的处理方法，但是在施工的过程中容易造成巨大的夯击波并产生振动，对周围的人、植物以及建筑物有着严重的危害，因此在施工前必须做好调研工作，保证附近居民以及建筑物的健康安全。

反压护道的使用。在进行道路施工前，在道路两侧建筑一定高度和宽度的护道，从而改善原施工路基的荷载方式，增强软土地基向两侧滑移的抵抗能力，使得地基两侧的隆起趋势得到缓解，保证软土地基的稳定性。尽管这种施工方法简单，也不需要特殊的材料和设备，但是占地面积大，后期的沉降大，在工后要进行大量的保养。

排水法、换填法以及搅拌桩的方法也被广泛应用到道路软土地基的处理中，由于在水利工程和房建中我们已经进行详细的研究分析，并且无论是从材料还是施工过程来看，大同小异，所以就不再介绍。

三、工程实例分析

近年来，在国内的土建施工中，频繁出现各类工程质量与安全事故，其主要原因是地基设计方案的不合理，进而导致施工中存在较大的质量和安全隐患。本文仅列举国内华南某地区的高层建筑土建施工为例，简要分析湿陷性黄土地基在设计中普遍存在的问题及对策，并且提供了具有参考价值的技术方案。我国华南地区某在建高层综合楼工程，建筑总面积为21500㎡，建筑的主体结构为钢筋混凝土框架结构，地上14层，局部11层，地下2层，地下结构为附属用房和停车场。经过工程项目建设前的地质勘查，得出此地大部分地基结构的土质为湿陷性黄土，而且软土层的厚度相对较大。在专业勘察单位提供的相关的检测报告中显示：此处地基的承载力标准值为150KPa左右，而工程项目建设标准中要求的地基承载力则为240KPa以上，因此，在土建工程的地基设计方案中必须注重解决软土地基的承载力问题。在进行地基设计工作前，设计人员必须对湿陷性黄土的性质和分布情况进行全面分析，进而逐步制定与之相适应的技术方案。在本工程项目的地基设计中，设计人员从专业理论与实际相结合的角度出发，提出了以下几项可行的技术方案：

（1）在桩基的处理中，设计人员初步制定了人工挖孔桩或钻孔灌注桩两种操作方案，但是鉴于综合工程项目的总体工期、造价、技术标准、抗震要求等问题，选择了孔灌注桩的桩基处理方案；

（2）垫层法：为了保证地基施工的质量和效果，设计人员初步拟定了采用垫层法的土建工程施工方案，即在挖除湿陷性黄土层的同时，及时换填一定厚度的砂石垫层或灰土，进而弥补项目所在地地基部分灰土垫层强度不足的弊端。但是经过初步的经济核算，采用垫层法的总造价约为23万左右，建设方认为总体造价过高，不建议采用或尽量避免采用此技术；

（3）强夯法：设计人员经过测量和计算发现工程项目所在地的层底起伏较大，可以采用强夯法，并且在地基顶部加垫450—550mm的砂石褥垫层，以保证地基部分不均匀性砂石褥垫层的压实系数达到国家规定的标准。由于本工程项目的地下构筑物，以及各种地下管线的位置及标高要求较为严格，在设计方案中一定要采取必要的防护措施，以免因强夯施工而造成破坏。为了避免有可能出现的各类安全隐患和纠纷，建设方提出了要慎重使用强夯法的建议。为了保证在土建工程软土地基的施工中，设计单位能够加深对于湿陷性黄土地基的重视程度，设计人员在设计图纸中的关键部分和重要施工环节均进行了准确的标注，并且加强了与施工单位技术、质量，以及监理单位的施工前技术交底，对于重点技术问题进行了详细的讲解和论述。

总结

土建工程关系到全国人民的安全问题，若没有很好的进行软土地基的处理工作，给人们的生命安全将带来巨大的威胁。尽管软土地基的处理技术已经得到巨大发展，也已经拥有多种成熟的处理方法，但是在实际的处理过程中，必须结合实际的施工情况进行大量的实验分析，选择合适的处理方法，严格执行施工计划，以确保施工质量及安全性！

参考文献：

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