房建施工过程软土基础处理方法分析

2019-11-02王清云

四川水泥 2019年9期

王清云

（福建岩土工程勘察研究院有限公司厦门分公司，福建厦门 361004）

0 引言

软土表示谷底、沙滩、湖泊、滨海所沉积的具有天然孔隙比大于或等于1.0、且天然含水量大于液限的细粒土，具高压缩性、低承载力与抗剪强度低的软塑至流塑状态细粒土。一般情况下，若e 为（1.0-1.5）时，则表示为淤泥质土，由淤泥质粘土与淤泥质粉土组成；若e 超过1.5，表示为淤泥。若土的燃灼量为（5%-60%），且e 超过1.5，则表示泥炭质土；若土的燃灼量超过60%，且e 超过5，则表示泥炭。随着现代建筑业发展以及施工工艺进步，在施工中遇到软土地基时常存在，根据拟建物荷载及结构安全等级和工程重要性结合场地内软土工程地质条件选择相应经济可行地基处理方案，按地区工程建设经验：采用浅层处理方法和深层处理方法。

1 浅层处理方法

1.1 换层法

软土基础在施工过程中，常用的一类技术为换土法，地基换土法广泛应用于具有坍塌的湿陷性软土与埋深浅淤泥中，软土层较薄也可采用此方法进行处理，具有显著的效果。若软土地基比较厚，应当结合实际情况进行适当开挖，避免因地基换土而引发变形[7]。常用换填材料有：砂垫层、砂石级配垫层、碎石层、灰土层、煤渣垫层等，其次换填垫层必须满足宽度和厚度要求，且厚度一般不宜大于3m。宽度b,=b+2ztgθ。θ-换层压力扩散角、z-垫层厚度、b-基础底面宽度、b,-换填垫层底面宽度。处理后地基承载力100-200kpa。

Z/b 中砂、粗砂、砾卵石、矿渣粉质粘土、粉煤灰灰土 6 23 28 0.25 20 ≥0.50 30

1.2 强夯法

强夯法表示为了促进软弱地基承载力有效提高，利用重锤的自身作用，在一定高度处下楼，使得地基可迅速固结，又名为动力固定法。强夯法具有较多优点，例如：使用土类广、加固效果好、施工方便、施工期短、设备简单、施工费用低、节省劳力、施工文明、节约材料等优点，但对周边环境产生振动影响较大，应做好防震措施，如挖防震沟等，在世界各地迅速传遍。强夯法除了不适用于厚层淤泥与淤泥质土层以外，对部分类型软土进行强夯具有显著效果。对土性质进行分析，地基土孔隙比大小、粒径级配、含水量决定了软土的强夯效果。强夯参数如何确定应根据加固效果和软土性质综合考虑，如加固有效影响深度H 可初步采用梅那公式M-夯锤重（t）、h-落距（m）夯击次数应根据现场试夯来确定，遍数一般2-3 遍，间隔时间一般3-4 周。

1.3 垫层法

取砂、石渣、建筑土头等压缩性低、强度高、易压实、透水性好等的材料作持力层，将原软土挖除，具有价格便宜、操作简单、就地取材等优点。该方法直接在场地软土表面覆盖一层土质好的材料并经压实后满足复合地基承载力要求。垫层厚度一般1-2m。

1.4 加载法（预压法）

加载法分为堆载预压法和真空预压法，是利用预先堆积荷载增加压力，使得土体的固结应当首先完成，有助于促使地基土的承载力提高；另外，若软土厚度为4m 以内时，可应用天然预压法进行处理，若软土厚度为4m 以上时，可应用堆载预压与竖向排水相结合的方法；竖向排水可选用砂井、袋装沙井、塑料排水带，其中普通沙井直径约为300-500，袋装沙井的直径约为70-120，用塑料排水带代替砂井或袋装砂井时，排水带当量换算直径，其中d 表示直径，δ-塑料排水带宽度，b 表示塑料排水带宽度。预压荷载大小应根据设计要求确定；预压荷载顶面范围应当与建筑物的外缘轮廓相等，甚至更大。地基强度决定了加速率，若天然土地基强度能够使得预压荷载下的地基稳定性有关要求得到满足时，可通过一次性加载，或者分级主次加载。一旦前期预压荷载作用下地基土强度的增强情况能够使得下一集荷载地基稳定性有关眼球得到满足，便可加载。

真空预压：必须设置排水竖井，如果不采用排水竖井，真空预压效果极差。

2 深层处理方法

2.1 高压旋喷桩和水泥搅拌桩

在如今的房屋建设施工中，地基处理为常见应用技术之一，在应用此技术时，往往会出现一些无法避免的问题。加固体的强度是由置换程度、地基土质与喷射压力决定。正常情况下，不同土质抗压强度存在差异，其中软土为5-10Mpa，砂砾土、砂土为8-20Mpa。单桩竖向承载力RA=ηfcuAp 或Ra=up

复合地基承载力fapk=m Ra/Ap+β（1-m）fak。水泥搅拌桩广泛应用于正常固结的素填土粘性土、粉土、饱和黄土、淤泥质土、淤泥等地基的处理中，同时在无流动地下水饱和松散砂土处理中具有显著作用。加固体形状可分为柱状、壁状、格栅状或块状。

2.2 灌浆处理

软土基础在施工工程中，常用的一种方法为灌浆法。通过应用灌浆法，科学有效的巩固土体软淤泥，同时有效提升土体承载性能。在实际的灌浆操作过程中，应当控制好气压与液压，并将其灌入土体架构。近年来，在灌浆法操作中，常采用的材料类型包括黏土、砂水泥浆、化学砂浆，另外灌浆应用材料还有聚氨酯灌浆、硅酸盐、特有木质素，在施工过程中，应当根据实际情况科学选择；这种压力灌浆一般采用分层压力施工方法：从下部开始逐步向上进行，控制好压力及每分钟注浆量。

2.3 抛石挤淤法

抛石挤淤法常见于低洼地带，特别是常年积水，此类房建在排水施工作业中十分困难，具有较薄的表土层，表现为流动状态，另外，部分片（块）石能够在底部泥沼下沉，又或者在厚度为3cm 以内的软土路段下沉。抛石挤淤法对所使用的片（块）石大小有一定要求，粒径超过30cm，若存在部分粒径为30cm 内的片石，其含量也应当低于总含量20%。在施工时，由地基路面开始，向前抛投并向两侧依次展开，由两侧将所存在的淤泥挤出，在重型压路机的作用下，反复碾压，压实为止，并在上面使用反滤层进行铺设，随后填土碾压。抛石挤淤法是一种效果显著的加固方法；主要适用于道路施工。

2.4 排水固结法

排水固结法在淤泥、淤泥质土及软可塑饱和粘土中较为适用，可处理软土地基，其排水系统包括竖向排水体与水平排水砂垫层，具有地基原有排水边界条件的改变作用，可使地基孔隙水排水距离缩短，促进软土基础的固结过程加快。对于竖向排水，往往选择塑料排水板或者袋装砂井，在施工之前，使用厚砂垫层（厚度为30cm）铺设，横坡为3%-4%，随后在施工时将排水体竖向。

2.5 水泥粉煤灰碎石桩（CFG 桩）

水泥粉煤灰碎石桩复合地基处理方法具有地理处理效果好、施工条件方便、使用范围广、形成碎石桩承载力高、质量比较有保证等优点，具有非常广泛的应用范围，此技术逐渐发展成为当前最为成熟、普及的软基础处理方法。在上世纪八十年代，由中国建筑科学研究院的院士带领，开展该地基处理技术有关讨论，并实施了大量的实践、试验分析。经过几十年的应用实践与研究探索，水泥粉煤灰碎石桩技术获取了显著成就，适用于细砂土、粘土、淤泥、粉质黏土、淤泥质土等地层。