建筑基础工程建设中软土地基施工技术研究

文／陈翼显 招商局蛇口工业区控股股份有限公司 广东中山 528403

引言：

伴随着城市化进程的不断加快，建筑工程越来越多，而当前的建筑工程主要是以高层建筑为主，高层建筑的建筑技术标准要和要求更高，在施工建设的过程中，必须建立起更加科学完善的技术保证体系和使用质量管理体系。其中基础工程是高层建筑施工的重要组成部分，是整个高层建筑施工技术实施和质量管理的基础部分。而在建筑基础工程施工当中，软土地基的处理非常重要，处理不当会极大的影响建筑工程的施工进度和质量，甚至会威胁施工安全和建筑使用安全。伴随着施工技术的不断进一步软土地基处理，技术也在不断的提升，新的处理技术不断出现。但是在应用的过程中，依然需要针对具体情况进行选择，所以有必要对软土地基施工进行更加深入细致的探讨与分析。

1、软土地基的特性分析

所谓的软土地基是指地基强度达不到规定的标准和要求，整个地层过软，无法进行基础施工。软土地基的形态是多种多样的，在实践当中主要是因为土质过于松软或者是因为流水等诸多因素导致的。其特点主要集中在以下几个方面。第一，低透水性，所谓的低透水性是指软土地基因为空隙比较多，具备较强的储水功能，含水量超过了规定的标准，其中的水分不能像周边渗透，导致地基强度偏低并呈现不稳定性的特征。第二，不可预测性，正常的地级市可以预测，包括沉降预测等等，但是软土地基的预测受多种因素的影响，主要是环境因素的影响，预测与实际状况可能会存在较大的偏差，比如说在建筑工程基础施工当中，由于施工因素的影响，打破了原有的固态结构，导致土壤液化或软化，这种情况下根本无法进行基础施工，如果进行基础施工，会对整个结构的平稳性和安全性造成不利影响。第三，可压缩性，可压缩性也是软土地基的一个非常重要的特性，因为软土地基的质地较软，其中存在的空隙比较多，所以说在压力的作用下可以被压缩，压缩以后可以将其中的水分挤出来。如果施加一个无法承载的重力软组织，机会发生明显的沉降，而沉降超标是威胁建筑安全的一个最重要的因素之一。

2、软土地基对建筑的影响及施工目的

2.1 软土地基对建筑的影响

2.1.1 引发地基沉降

从建筑工程施工的角度来讲，地基沉降是威胁建筑工程施工安全和施工质量的最重要的因素之一，为了保证施工安全和施工质量，必须最大程度的控制地基沉降，将其控制在一个合理的范围之内。当然任何情况下都会发生一定的沉降，但是沉降在规定的范围之内，其对建筑安全和建筑质量的影响是非常小的，但是如果沉降超标及对建筑安全和建筑质量的影响就会比较明显。软土地基具有明显的可压缩性的特性，从前面的分析中可以看出，如果是加一个超出其承载能力的压力，就会发生明显的沉降。如果不对软土地去进行处理，在软土地基上进行建筑基础工程建设，施工过程中，因为沉降可能会出现裂缝等诸多施工质量问题，严重的情况下，可能会出现断裂等施工安全问题。当然，如果当时地基沉降虽然超标，但是超标不是很多，这种情况下也可能基础施工完成以后，进入主体工程施工的时候出现沉降加剧，最终影响建筑结构的稳定性也给后期的维护维修工作带来诸多不便。

2.1.2 损害工程结构

从建筑工程施工建设的角度来讲，要想保证建筑工程的施工质量，必须保持工程结构的稳定性，因为每一个建筑工程的受力分布都是经过精心的测算的，但是这种计算都是建立在地基稳定性的前提和基础之上的。如果说地基的沉降超出了规定的标准和要求，这种情况下整个建筑的受力点和结构力学分布都会发生相应的变化，如果出现了应力集中，可能会对整个工程结构带来不利影响。这不仅体现在施工过程中，在使用过程中也是如此。比如说在施工过程中，因为雨天地下水位上升，地下水长期堆积在某一个位置，基础的受力结构出现变化以后，其沉降超标较为明显，已完成施工部分的结构稳定性就会受到很大的影响。当然，即便是工程施工结束以后，地基沉降超标也会出现这一问题，并且施工结束以后这些问题更加明显。在沉降超标的作用之下，可能会出现开裂等严重的质量问题，有的质量问题可以通过维修的方式解决，但是更多的质量问题无法通过维修的方式解决，这种情况下，如何保证建筑的使用安全就成为项目施工建设单位需要解决的一个核心问题。

2.2 软土地基施工的目的

2.2.1 提升地区的抗剪强度

传统积极的生活目的有很多，但是其中一个最重要的事故目的就是提高底气的抗减强度。从软土地基施工建设的角度来讲，在基础工程施工当中，随着开挖深度的增加，受到土层压力的影响越来越明显，如果软土地基抗剪力不强，或者受到其他外力破坏作用，会出现坑底隆起、边坡试问坍塌等严重施工安全问题。解决这个问题的关键就是先对软土地进行处理，在处理过程中增加源头，积极的抗检能力，焊接能力提升了，这些因素对整个工程施工安全的影响就会降低。

2.2.2 降低地基土的压缩性

从前面的分析中可以看出软土地基具有可压缩性的特性，而可压缩性特性是导致软土地基在载荷超标的情况下出现沉降超标的关键。衡量软土地基的压缩性，主要是通过压缩模量进行的，压缩模量越大，其可压缩性也就越强。而不均匀沉降是导致建筑开裂或塌陷等严重质量问题的主要原因之一。所以在软土地基施工的过程中，首先需要解决的就是压缩性过大的问题，在技术上降低软组织积极的可压缩性，增加元素机器的抗压性能，这是失误当中需要解决的关键问题。解决这个问题的方法有很多，比如说灌注混凝土或者是换填等方式就行。当然，选择具体方式的时候，需要根据软土地基的特性进行，充分体现出软土地基的特点。

2.2.3 改善地基的透水特性

软土地基的形成原因是比较复杂的，含水量过高地下水位过高都是软土地基形成的一个主要原因。而在地质勘测过程中，在施工区域内不可能对所有地方的地下状况进行全面细致的勘测，这种情况下当工程位于水源地附近或者是受地下水侵蚀地基的情况下，都可能会遇到软土地基的施工问题。软体地基具有明显的透水性特性，而透水性过高会对基础工程施工的安全造成极大的影响，也会影响基础工程和施工制度。比如说在施工区域内软土土层内夹有薄层粉砂或者是粉土，在失误的过程中会发生观影或流沙现象，这对基础施工人员的施工安全会带来巨大的隐患。当然从施工质量的角度来讲，如果说水分过多，受压力等作用的影响，可能会出现边坡失稳导致坍塌的施工，安全问题的出现。所以说解决软土地基问题的关键在于改善其透水性，比如说通过排除积压水的使用是先将施工区域内的地下水水位降到软土地基以下，或者是在施工当中通过人工方式或自然沉降的方式，减少软土鸡鸡的透水性等等。

3、建筑基础工程中软土地基施工处理技术

3.1 换填法

换填法是指将的承载力不符合建筑基础工程施工标准和要求的部分，置换成能够满足建筑工程施工的标准和要求的土壤，达到建筑基础工程的施工标准和要求。换填法在使用的过程中要先根据地质勘探的结果，确定软土地基的具体范围，在确定具体范围以后，将承载力较弱的部分挖除，然后再置换成承载力较好的土层。从这种技术施工的角度来讲对软土地基的性质没有过多的要求，包括湿陷性黄土、淤泥土等在内的软土地基都可以使用这种方法解决。回填材料的必须要具备较好的承载力，常选择的回填料，包括碎石、卵石和粉煤灰等，这些回填料的质地比较坚硬，粒径比较粗，或者是性质相对比较稳定，并且获取的成本相对比较低，回填以后不容易与地基土层当中的成分物质发生业应，回填以后还需要经过压实，经过压实以后他们的承载力基本上可以达到规定的标准和要求。但是这种方法在使用的过程中也存在着一定的弊端，因为挖掘和回填的工程量比较大，植物的成本比较高，在这种情况下如果是大型的建筑基础工程，在施工过程中采用这种方法其施工成本是非常高的。所以一般情况下只有中小型建筑基础工程，并且软土层相对比较薄的情况下才使用这种方法。在回填的过程中，一般采用分层回填的方式，每一层都需要进行压实，在每一层压实并达到规定标准和要求以后，才能进行下一道工序的施工，整个施工过程相对比较繁琐，施工时间比较长。所以说一般情况下大型建筑基础工程施工当中很少使用这种方法来处理软土地基。

3.2 桩基处理法

桩基础语法也是建筑基础施工当中软土地基处理技术的一种重要方法，相对于换填法这种处理方法和技术在施工效率等方面要高得多。装机处理法是在施工当中通过注浆或喷射的方式打造桩基，桩基稳定并凝固以后可以转移部分地区的承受荷载，地基的承受荷载减少了，其变形的概率也就会明显下降。当然装机也可以与地区形成一个稳定的树立整体，树立的过程中主要是以桩基为主，以地基为辅，所以可以在短时间之内提高地基的承载能力，使地基能够在较短的时间内达到建筑基础施工的标准和要求，对后续施工创造良好的条件。在桩基处理法当中，桩的类型有很多，主要包括钻孔灌注桩，这种主要是以钢桩、灌注桩和混凝土预制桩等形式进行。其中钻孔灌注桩在实践当中运用的最为广泛，这种施工技术在施工的过程中先用钻孔机钻孔成孔以后，然后灌注混凝土，在混凝土固化以后形成桩基，从而对施工区域内的地基起到加固作用。当然也可以使用预应力管桩，在使用的过程中先进行测量确定桩的位置，然后再进行打桩作业，安装预应力管桩，从而提高整个地基的承载能力。在这一过程中，为了提高施工的效率，可以使用液压操控的设备进行辅助作业，相对于换填土法这种方法的施工效率非常高，可以较好的保证工程的施工进度及目标的实现。当然这种使用技术的施工复杂性比较高，施工过程中需要耗费大量的施工材料，所以说施工成本相对于换填法也是居高不下，但是其在增强地基承载能力上的效果却非常明显，尤其是可以较好的保证基础工程的施工进度，为后续施工的开展创造良好的条件。并且这种施工技术方法适用于大多数软土地基的处理，其实是优秀，比较高。

3.3 强夯法

强夯法也是建筑基础工程，软土地基处理当中的一种常用技术之一，这种方法的施工技术原理比较简单，也就是通过强制方式的方式，提高地基的承载能力，对地基强度的改善效果也非常明显。在施工的过程中，一般都是使用80 ～400 平的重锤，使用吊装设备将其吊装到一定高度以后，借助于重锤的重力自由落体以后与地基产生强大的冲击，从而使地基发生物理力学性质上的变化，在航机的作用之下提高凸起的强度、密度和湿陷性，解决土壤当中的不良空气问题，使整个土壤部分更加密实，通过业复的行情作业，可以显著提高土壤的强度和承载力。但是这种方法在实验当中具有明显的限制，适合使用这种方法的软土地基非常少，一般情况下只适合黄土地基、低饱和度的粉土与黏土、沙土地基等，这些软土地基的一个非常重要的特性就是含水量比较低，如果含水量比较高的软土地基是不适合采用这种方法的，比如淤泥质土地基，这种地基的含水量非常高，即便是进行抢行作业，也很难改善和提高气象。另外，夯击机械设备的选择和使用等对作业效果的影响非常明显。

3.4 DDC 灰土挤密法

这种方法在实践当中并不是很常见，但是也是处理软土地基施工问题当中一个非常重要的方法和手段，并且这种方法在使用的过程中不能单独使用，一般需要与强夯法配合使用才能达到预期的效果。在使用的过程中要先在地基内钻眼打孔，然后将灰土分层夯入的深口当中，将地基土夯实成桩，然后进行业复的冲击基桩，这样桩中间的土壤能够与桩紧密的结合在一起，成为一个紧密的受力体，从节目情况来看是一个比较典型的复合地基，这种地基的稳定性也比较高。这是因为灰土具有吸收水分的特点，其打入到地基当中可以快速的吸收土壤当中的水分，借以改善土壤的含水量，当土壤的含水量降低到医院标准以后，其承载能力就会明显的下降。从这种方法的使用情况，配合强夯法在实践当中可以起到不错的应用效果，非常适合在湿陷性黄土地区使用，可以显著的解决软土地基湿陷问题。但是这种方法在使用的过程中，那些存在一定的性，如果含水量非常高，这种情况下也不适合这种方法，只有在含水量超过一定标准，但是并不是很严重的情况下。另外这种方法的作业过程也比较复杂，生物量也比较多，施工成本控制也是一个非常难的问题。

4、建筑基础工程软土地基处理技术施工建议

4.1 根据工程的施工建设情况选择合理的施工方案

从前面的分析中可以看出软土地基的处理技术有很多不同的属于基础适合的软土地基，实际状况也存在较大的差异，选择不断可能会影响软土地基的处理效果。所以说在软土地基处理的过程中，必须根据工程的实际状况来选择合理的处理技术。当然同一种软土地基可能适合不同的软土地基处理技术，这样在选择的过程中需要考虑以下几点。第一，技术的应用成本，不同的软土地基处理技术的成本存在巨大的差异，有的软土地基处理技术的施工成本比较高，有的可能比较低，在使用的过程中，需要根据现场的不同状况进行选，项目部再根据前期地质勘测情况的相关数据和资料的基础上，可以制定多个软土地基处理方案，然后再对不同的元素地基处理方案进行比较分析，从而选择出一个最佳的处理方案。第二，要适当的考虑项目部的施工经验和所需的施工机械设备，从软土地基处理情况来看一些软土地基处理技术和方法，需要借助于一定的施工机械设备，才能进行有的施工器械设备，可能项目部并没有需要对外租赁才能满足施工建设的要求，有的软锁基金处理技术，可能项目部并没有此方面的施工经验，在缺乏施工经验的情况下就需要尽量避开此种施工方法，因为如果在缺乏经验的情况下，应用可能会出现应用失误导致软土地基的处理效果不见。第三，要考虑施工成本问题，施工成本是任何一个软土地基处理过程中都需要考虑的一个因素，有的人土地基处理项目的施工成本比较高，有的施工处理技术相对比较低，要综合考虑软土地基的处理技术效果的基础上，从众多的方案当中选择最优成本控制方。当然，在选择的过程中施工工期也是需要考虑的一个因素，因为只有完成了软土地基的处理，才能为后续的基础工程施工创造良好的条件。

4.2 重视和加强现场施工质量管理

从建筑基础工程软土地基处理的角度来讲，即便是项目部制定了比较详细的施工方案，所制定的施工方案也确实能够解决软土地基问题，但是从施工实践的角度来讲，这些方案是否能够发挥出应有的作用与施工质量有密切的关系，如果施工质量不达标，很难真正的做好施工质量管理工作，所处理的软土地基可能仍然不能满足基础工程施工的标准和要求，在这种情况下只能进行再次返工。为了避免返工的情况出现，就必须做好软土地基处理过程的现场施工管理工作。项目部应该指派现场负责人，具体负责施工过程中的质量管理与控制，对软土地基处理的每一个环节进行精确的分析，并认真做好施工质量检查工作，当然在施工现场还要与施工监理做好协同和配合，因为施工监理是现场施工质量管理的重要参与者，在具体的施工技术控制与质量管理工作当中，要积极听取施工监理的意见。当然项目部还要制定详细的施工质量管理责任体系，对参与现场软土地基处理的所有施工管理人员和建设人员进行有效的管理和控制，通过项目部制定的绩效考核指标体系，对他们的工作过程和效果进行全面细致的评价，确保他们在工作当中能够认真履行自己的工作职责，为实现预期的工程质量管理目标创造良好的条件。

结语：

总之，建筑基础工程软土地基处理是一项非常复杂，系统的工作在施工过程中对项目部的施工能力和水平要求比较高。项目部必须根据地址勘测情况，制定详细的软土地基处理方案，在对软土地区进行技术处理以后，进行详细科学的城乡建设，在沉降监测达标以后才能进行基础施工，只有这样才能为基础工程施工创造良好的条件，确保工程施工质量达到规定的标准和要求。