关于地基持力层软弱土层的处理方法探究

周海耿

摘要：随着城市建设迅速发展，房屋建设规模逐渐扩大，人们对建筑物质量要求也逐渐提高，且地基稳定性对保障建筑物质量有着重要作用。通常情况下，土层呈一层一层分布状，而在地基建设中，建筑物基础下面直接接触的土层即为持力层，主要起承载建筑物负荷作用。但在市水利及建筑工程建设中，常会遇到软弱土层，严重影响地基持力层承载能力，降低建筑工程质量，因此，本文即对软弱地基形成原因进行简要阐述，并根据软弱层中存在的问题，制定合理处理措施，以降低地基持力层软弱层对建筑工程质量影响程度，延长工程使用寿命，保证市民安全。

关键词：建筑工程;地基持力层：软弱土层

现代市水利工程及建筑建设中，地基持力层稳定性对保证工程质量及安全性意义重大;软弱地基由于其含水量高、强度低，土质松软，易沉降等特点[1]，其承载能力较低，但在实际建设中，需改善地基变形及稳定条件，提高土层粘合度，减小岩层孔隙，保证土粒有效胶结。软弱地层处理效果将直接关系建筑工程整体质量，并将影响工程建设速度。因此在T程建设中对地基持力层软弱地层的处理工作则显得尤为重要。

1.软弱地基形成原因

软弱层指由淤泥、部分冲填土、杂填土层及其他高压缩性土堆积而成的软弱土层;而由软弱层作为持力层的地基则为软弱地基[2]。为不良特殊性土层。软弱地基通常具有孔隙大、含水量高、流变性强等缺点，此类地基压缩性较高，强度较低，易发生加强沉降变化，其稳定型极差，另外对桩基础会产生负摩阻力。拟建建筑，在软弱层作为地基持力层进行工程建设时，极易因软弱岩层强度不足，而发生变形，难以满足工程建筑质量需求，因此，需合理制定处理措施，提升软弱地层稳定型，避免地基沉降、变形等事故发生，保证建筑質量。

2.软弱地基处理方式

2.1预压法

预压法多适用于冲填土、淤泥质土等黏性土地基，可分为堆载预压法及砂井预压法两种类型。其中堆载预压法多适用于软弱土质<4m岩层，主要是借助外载作用，提升软弱土质排水固结，增强地基持力层抗剪强度能力;并可根据预压目的不同，合理选择预压方式[3];当借预先荷载施压，可降低建筑物沉降量;而借助建筑物自身载荷进行分级预压，可提升地基强度，并增强软弱地基承载能力。砂井预压则是通过在软弱岩层中分段设立砂井，以调整软土层排水条件，可加速软弱土质固结速度，减少预压时间。

2.2深层搅拌法

现代施工建设中，深层搅拌法可分为旋喷注浆法（湿法）及粉喷柱法（干法），主要是借助深层搅拌机械对水泥、石灰等固化材料进行搅拌，将软土与固化材料均匀混合，使其发生一系列化学、物理反应，促使软弱土硬结为石灰、水泥等土柱体，使软弱层硬化为一整体，且具有较高承载能力的复合地基，可大大提升软弱层天然强度，并显著降低土层渗水性及压缩性;在原料堆场、高等级公路加固、码头岸壁等高厚度饱和软黏土层建设应用广泛[4]。

2.3挤密法

挤密法主要是通过向软弱层中打人桩管成孔，在孔管中充填砾石等建筑材料，并将借助振动、挤密等措施将孔管中砾石捣实，使软弱层深层土质密实，降低土层土粒间隙，进而实现提升地基强度目的，可分为表层原位压实法、爆破挤密法、振冲密实法等多种类型。此方式在含有大量瓦屑、砂粒等杂填土的松散地基中应用广泛;但不适用于黏性较大的饱和软土地基。

2.4高压喷射注浆法

高压喷射注浆法主要是通过强烈喷射压力，将水泥浆液由管路中喷射至出，并可通过切割、破坏土质，使软弱软弱土层与浆液均匀拌和，发生相互置换作用，经自然冷却、凝固后，将成为高强度拌和土桩体，可根据地基建设需求，形成良好复合地基。

2.5强夯法

强夯法主要是以几十吨/米甚至百吨/米的巨大夯击力，将碎石、块石等击穿软弱层，使其沉底形成墩桩，与软弱层形成共同体，使软弱层压缩性缩小，提升地基强度[5]，实现加固软弱层作用，并可有效提升软弱层抗液化能力，大大降低软弱土质湿陷性;且强夯法不受地表填土影响，同样具有加速软弱层固结沉降作用，多使用于承载能力强、软土层较厚且下方存在坚实土层及对沉降要求较高场地，如机场停机坪等。

2.6加筋法

加筋法主要是通过在软弱层埋设强度较高、抗腐蚀能力、耐拉伸能力良好的拉筋、土工聚合物、受力杠杆等物质，增强地基承载能力，降低沉降，以提高建筑物稳定性;同时，应用高强度土工合成材料，可大大提升地基持力层抗拉能力，降低地基断裂风险，进一步增强地基刚度及整体性，并可改善软弱岩层整体应力场及应变场，提升地基承载能力;多适用于各类高填土及软土地基。

2.7换填垫层法

换填垫层法即换土垫层法，主要是使用物理力学性质良好的岩土、建筑材料，置换原本地基持力层软弱岩中的天然软土层，并将置换后的岩土材料逐层夯实，形成低压缩性、高密度地基持力层[6]。此方式适用于湿陷性黄土、淤泥质土、杂填土等土层浅层处理。常见换填材料可选择砂土、粉质粘土、灰土、矿渣、土工合成材料等。现行施工思路为，但软弱层较薄时，可全部挖去置填;软弱层较厚时，可部分挖去置填，并以换料置填垫层作为地基持力层，以提升地基承载能力，改善土质压缩性，避免地基变形;且换填垫层厚度（Z）需根据下卧土层承载能力制定，需保证作用于垫土层的白重应力及附加应力之和小于等于软弱软弱岩层土承载力特征值（如图1），满足faz≥Pz+Pcz，其中faz：垫层底面土层经深度修正后，地基承载力特征值;Pz：载荷标准组合垫土层附加压力;Pcz：垫层地面土白重压力;通常情况下，垫层厚度需高于0.5m，但不可超过3mm。

3.工程设计优化措施

在加强地基持力层软弱层加固处理的同时，可进一步优化建筑工程设计处理，以降低建筑物不均匀沉降程度，并可在保证工程建设质量的同时，显著降低建筑工程建设成本。因此，在建筑工程设计中，需在不影响建筑使用功能的前提下，将工程设计简单化;对于结构较为复杂建筑物，可根据其实际使用情况，将建筑物合理划分为多单元建设形式;对于同区域内差异较大建筑物，可适量扩大建筑物间距离;并可使用白有沉降连接等方式对不同单元进行连接，以提升建筑工程对地基不均匀沉降调整能力，增强建筑工程强度、刚度[8];在开挖基槽过程中，若发现地基持力层出现淤泥、淤泥质土时，不用干扰其原本结构;并在工程建筑施工期间，根据实际施工情况，优先覆盖建筑物重点部分，并综合分析建筑沉降程度，合理调整各部分建筑设计，降低建筑工程沉降差异。

4.结语

在地基持力层软弱层处理建设中，需事先明确局部软弱层地基异常种类及范围，综合分析软弱层实际原因，并结合施工区域内建筑无地基组成及持力层软弱层力学性质，选择适当处理方式，并持续对软弱岩层进行局部加固处理，以增强地基强度及承载能力，保证建筑物各部位沉降趋势一致，避免不均匀沉降发生，全面保证工程质量，提升工程施工建设速度，使工程建设经济合理，又能满足设计要求，全面提高建筑工程经济效益及社会效益。

参考文献：

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[2]苗长春，张平顺，任讯波西安地区以细中砂为持力层采用天然地基的某33层高层建筑设计[J].建筑结构，2017（2）：101-104.

[3]江毅，向志群.对地下水位以下强风化泥岩作地基的持力层的探索[J].工程建设与设计，2017（1）：56-58.

[4]张家柱，代世军.短粉喷桩端嵌入持力层深度对复合地基承载力影响研究[J].江淮水利科技，2017（1）：28-29。

[5]许红叶，杨维国，俞丽婷.持力层核心指标与基桩质量的关系——基于钻芯检测法定量评估基桩质量的研究之六[J].中国科技信息，2016（11）：105-106.

[6]杨光华，徐传堡，李志云，et al.软土地基刚性桩复合地基沉降计算的简化方法[J].岩土工程学报，2017，39（S2）：21-24.

[7]李善珍，马学宁，田兆斌.路堤荷载下长短桩加固黄土地基影响因素的分析[J].铁道科学与工程学报，2017，14（2）：241-249.

[8]张政东，ZHANGZheng- dong.曹妃甸一南堡地区工程地质特征及工程建筑地基适宜性分析[J].河北能源职业技术学院学报，2016，16（1）：71-73.