岩土工程中的软土地基处理技术探究

摘要：随着我国很多省市的经济建设得到突飞猛进的发展，涌现出一大批市政交通工程和大型建筑工程，同时岩土工程所带来的诸多问题也逐渐凸显出来，其中较为普遍的问题之一就是软土地基问题。文章就岩土工程中的软土地基处理技术展开了探讨。

关键词：岩土工程；软土地基；地基处理；市政交通工程；建筑工程 文献标识码：A

中图分类号：TU447 文章编号：1009-2374（2016）33-0139-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.33.068

随着社会的不断发展，科学技术水平不断提高，工程建设中岩土工程的重要性逐渐凸显出来。在这种形势下，施工单位必须重视淤泥质软土地基的处理加固工作，完善施工管理，如工程进度管理、施工安全管理和工程质量管理等，都要纳入到施工单位管理系统中。如果施工单位没有做好地基处理或者基础施工，那么就会影响上部结构施工甚至整个工程的进度和安全性，对工程项目总体施工管理也会造成不利影响，造成工程功能和结构安全存在缺陷，针对岩土工程的软地基处理的研究具有重要的理论现实意义。

1 淤泥质软土地基的基本概念

软土就是淤泥质土和淤泥的总称，指的是含有较多天然水、压缩性较高并且承载能力不强的、由淤泥沉积物和少量腐殖质组成的土壤。软土的结构特征较为复杂，主要体现在抗剪强度不高、渗透性较小、压缩性强、天然含水量较大。软土的主要成分为黏土粉粒，还含有有机物质等。一些黏土的粉粒含量能够达到60%～70%以上，并且黏土矿物质颗粒较小，呈现出薄片状，可以表面带有负电荷，黏土颗粒会将大量偶级化分子吸附在颗粒周围，软土层沉积后会形成絮凝状结构，这也是含水量较大的原因之一，软土也具有较大的吸附力和吸力。确定地基是否属于软土地基，不能仅靠对地基的观察，而是要经过科学的检验和测量，结合施工具体条件确定地基的具体状况，因此施工单位有必要认真研究建筑物的形式、种类、规模和地基特性等基础条件，总结处理软土地基的具体方法，处理软土地基的主要目的是提高地基的承载能力和稳定性。

2 软土地基处理技术概述

2.1 研究现状

对于目前的建筑物来说，对地基的要求主要体现在：要求地基具有较强的稳定性和能够满足需求的承载力；不存在不均匀沉降、均匀沉降和水平位移等问题；不存在固结和渗透等问题。经过勘查和分析，如果天然地基不满足上述三个条件时，需要处理天然地基，这样才能满足建筑物对地基的需求，确保建筑工程建设能够顺利进行。近40年来，我国在地基处理技术方面有了巨大的进展，如20世纪60年代发明了加筋法以提高土壤的抗拉强度；发展了塑料排水带、砂井预压和土工聚合物等提高了排水固结的水平；发展了振动水冲法和强夯法以提高击实力。现代科学技术的发展和工业水平的提高，也为软土地基处理技术的发展提供了空间，如我国已经有能力制造几十吨以上的强夯起重机械；发明了潜水电机能够使用振动水冲法等器械；发明了真空泵实现了真空预压法在建筑工程中的应用；生产气压高于20000千帕的空气压缩机，在建筑工程中能够使用高压喷射注浆法等施工技术。对于软地基的处理方法，目前已有90余种，可以根据地基处理原理进行分类，不同的处理方法适用于不同情况的地基，在确定地基处理方法前，要综合考虑工程工期、工程造价、工程使用材料的来源、机械设备条件、施工环境等施工因素，分析软土地基处理方案的成本和技术水平，选择最佳的处理方法。

2.2 常见的软土地基处理方法

我国现在有很多种地基处理方法，对于同一种软土地基，可以采取若干种处理方法，每一种方法都有其局限性、适用性和优缺点，并且不同的建筑工程，地质条件、水文条件都不尽相同，需要选择不同的施工技术、施工机械和施工材料等，因地制宜选择软土地基处理技术。对于建筑工程来说，可行的软土地基处理方法可能有若干种，而综合考虑经济性、技术可靠性等多个方面的因素，可以选择的合理的处理技术则可能只有一个，某些情况下也可以将两种或者两种以上的处理技术综合起来。考虑到地基对建筑物的重要程度，选择的软土地基处理方法是否合适将直接影响到工程工期、工程造价、对周边环境的影响等，因此要在现有的软土地基处理技术的基础上进行优化和创新，让软土地基处理技术更加安全可靠、成本更低、适用范围更广。目前我国应用较多的软土地基处理技术主要有：（1）碾压夯实法，这种方法主要使用机械进行碾压和夯实，将地基的表层土压实，利用夯实机械产生的巨大的冲击力使土壤变得密实紧固；（2）换土垫层法，使用强度较高的材料如灰土、砂石等，将软土地基中的软弱土置换下来，提高地基持力层的承载力，降低地基沉降；（3）振密挤密法，使用技术措施如挤密和振动，减少地基土壤中的空隙，提高地基的强度，也可以在振密挤密过程中，使用灰土、填砂等材料回填，将原有的地基替换为混合地基，减少地基沉降，提供地基的承载能力。

3 岩土工程软土地基处理技术要点

3.1 重视地质勘查工作

在工程建设的准备阶段，必须详细勘察工程建设区域的地质情况，对工程建设区域的地质条件有全面的了解，才能制定科学完善的施工方案并采用恰当的施工技术。开展工程基础施工前，技术人员必须科学准确地计算软土地基的稳定性、变形程度和柔软度等参数，尽量减少施工过程中可能出现的沉降、开裂等质量问题。

3.2 软土地基的置换技术

如果地基的基底中的软土无法满足施工需求，那么就需要采用置换技术将软土挖出，并使用强度较高、透水性较好的材料如碎石、砂石等回填，这种方法的优点在于其材料获取范围较广，置换成本较低，施工较为简单，如果软土开挖范围较小并且埋深较浅，则可以采用这种方法。在应用置换技术的时候，需要严格遵照设计需求，不能出现超挖、欠挖等现象，防止造成经济损失，影响施工进度。置换法还要求回填的材料有较好的压密特性，使用机械进行夯实或者压实，提高持力层的强度和地基的承载能力，进而改善地基的稳定性和抗变形能力。在施工中应该注意坑边的稳定性，选用质量优良的回填材料，回填材料应该分层夯实，以提高每一层的密实性，提高地基的承载能力。

3.3 排水固结处理技术分析

排水固结处理技术就是在地基中设置排水体，将软土地基中渗透的水集中到排水系统中并排出，排水固结处理系统由加压系统和排水系统两部分组成，排水方式可以分为砂井排水技术、排水板排水、深度排水处理等：（1）砂井排水技术。砂井排水技术就是将垂直排水井设置在软土层上，一般是由粗砂或者中砂构成，在土壤中打入钢管，将砂子从钢管上端灌入并分层夯实，将钢管向上拱起直至砂子灌满钢管，如果地基是黏性土，则可以先将木桩打入土中，将木桩拔出后再将砂石填入孔中并夯实，需要注意的是砂井的直径和砂井位置的间距，需要根据软土地基的含水量确定；（2）排水板排水。使用排水板防止地下水和地表水进入路基范围，在路基填筑施工中，一般是软基承受荷载，地下水在毛细作用和挤压受力的情况下沿着排水板上升到砂垫层再排出，提高了地基的承载力；（3）深度排水处理。在基础施工开始前，让地基提前完成固结沉降，确保工程能够顺利进行，如果软土地基深度在50米以上，则需要采用深层排水固结或者负荷地基加固等技术，提高软土地基的承载能力，先要在软土地基上设置排水体和排水垫层，减小排水距离，提高排水效率，使用机械或者其他加压措施压缩地基，加快基地的沉降固结；（4）化学加固技术。如果软土地基的表层是黏性土，可以在表层土中加入化学材料，提高地基的强度和压缩性能，能够提高软土地基的固结效果和稳定性。常用的化学材料有水泥、熟石灰或者生石灰等。对于石灰类的添加剂，可以厂拌或者现场搅拌，一段时间后化学材料会和土壤中的成分发生化学反应，提高土壤的稳定性；（5）敷垫材料的使用。对于不均匀的地基土层，可能出现侧向变位、不均匀沉降等问题，而敷垫材料具有较好的抗拉力和抗剪能力，因此使用敷垫材料来支撑填土荷载，减少软土地基的侧向变位和不均匀沉降，提高地基的承载能力。常见的敷垫材料有土工布、无纺布等。

4 结语

综上所述，软土地基的形成原因不同，地基的厚土也不尽相同，在采取技术措施处理软土地基时，应该先对区域土质情况和水文条件进行勘查，综合各种因素采取最佳的处理方法，对每种方法的优缺点和局限性有全面的了解，才能确保软土地基的处理质量。

参考文献

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[2] 徐华轩.强夯法加固铁路松软土地基现场试验研究 [J].中国铁道科学，2010，（4）.

[3] 沈水龙.塑料排水板处理的软土地基的分析[J].岩土 力学，2014，（2）.

作者简介：程新春（1968-），男，江西九江人，供职于江西省地质矿产勘察开发局水文地质工程地质大队。

（责任编辑：秦逊玉）