建筑工程施工中的软土地基处理技术

文／成桂华 北京万兴建筑集团有限公司 北京 102600

1、引言

在施工开始前，应该对建筑土地的土壤土质和施工环境进行勘验和分析，根据分析结果出具相关的土质报告。软土地基需要在建筑施工前被设计单位进行特殊处理来解决软土地基易变性的缺点。建筑施工过程中遇到软土地基，需要合格的施工技术人员严格按照设计图纸施工，地基的质量对整个建筑来说是起关键性作用的，因此相关的监管部门应该对地基在施工中进行严格，合理的管控，一方面对软土地基进行勘测，一方面进行处理，确保施工质量保证人身安全。

2、软土地基的定义与工程特点

软土地基一般指天然含水率高、可压缩性高、承载能力较低的软塑性流动塑性粘土，如：淤泥、淤泥质土以及其他高压缩饱和黏性土、粉土等，软土是淤泥和淤泥质土的总称。软土地基是指强度低、压缩性高的软土层，其中大多含有一定的有机物。

软土地基工程特点：第一，高含水性和高压缩性。天然含水量高是软土最基本的特征，天然含水量大于液限。软土高含水性的基本特性决定了软土具有高压缩性、低强度的性能，因此软土的空隙率较大，易被压缩且不稳定。第二，低透水性。软土的渗透性低，软土的液限没有可以区分性的特征，使得建筑物沉降时间长且初期的空隙水压力较大，影响建筑物的结构稳定。第三，固结速度缓慢。固结是指土体受到荷载作用，起初外力全部由孔隙水压力承受，当水分逐渐排出，土骨架逐渐承受荷载而产生有效应力，这种孔隙的压力减小有效应力增大的过程称为土的固结。在荷载的长期发展作用下，土体的体积会随时间开始发生变化，体系的水压力逐渐减小，土体逐渐被压缩，因为软土透水性低、排水较缓慢、空隙水压力的消散缓慢，因此土体固结速度缓慢。第四，触变性。触变性是指原状土在未受到破坏时，总是具有一定的结构强度，但一旦受到扰动造成结构破坏，土体强度就会迅速下降，土体很快就会进入稀释状态。因此，软土地基容易受到振动荷载的影响，造成侧滑、沉降、两侧挤出等问题。第五，不均匀性。因为软土中含有腐殖质，微生物以及粉细砂等，所以土体在垂直和水平方向都不均匀，进而导致沉降也不均匀。

3、建筑施工中对软土地基进行处理的重要性

施工完成度和施工质量是建筑是否完成的关键。在软土地基工程施工中的完成度和质量都是一个大的挑战。软土地基结构的不稳定性使它不能直接成为建筑工程的施工对象，它的不可预测性、含水量大等特点很可能对建筑结构产生负面影响，因此，必须对其进行换填，保证建筑结构符合施工特点，促进施工顺利开展。施工前施工单位应指派专业技术人员对施工现场的环境和土质土壤进行检测，发现软土地基时应该采取新技术、新设备对其进行处理，从而为后续的工程建设打下良好的基础。同时，监管部门也要充分发挥其监督管理职能，确保软土地基处理的有效性。解决软土地基施工出现的问题会使工程施工有一大的突破。

4、建筑工程施工中的软土地基处理技术

4.1 粉喷桩加固法

粉喷桩是地基加固的重要技术手段，相较于其他的加固技术，具有工艺复杂、加固效果好、适用范围广等方面的特征。在技术应用的准备阶段，需要对地质检验报告、材料配比方案等进行综合分析，对施工方案进行有效评估后，确定粉喷桩的施工位置、尺寸等数据。在施工前期，需要事先对现场环境进行清理，确保作业面平整、土壤表层处理到位、软土置换质量检验合格，然后根据技术方案对粉喷设备进行检测、调试，在材料使用前进行性能检测，经检验合格后允许使用。该项技术可以改善地质结构较为恶劣的地基，对于施工材料的配比与设备应用有着较为严格的要求，在实际施工阶段，需要强化设备、材料与人员的管理，保证技术应用的规范性与可靠性。

4.2 胶结材料处理技术

在对软土地基进行处理时，由于其具有含水量高的特点，可以采用胶结处理技术，将其与胶结材料搅拌混合。在正常的建筑施工中碰到软土地基时，通常会给其中混入水泥砂浆，但施工人员需要注意水泥砂浆的配合比，要有效保证建筑结构的稳定性，提升建筑工程的安全质量。除此之外，有的建筑工程在应对软土地基时也会在其中融入石灰、粉煤灰等无机胶凝材料，它是通过改变地基化学性能的方式，使其由本身的软土地基转化为复合型地基，从而使其不被腐蚀，进一步提升地基的稳定性，使其具有良好的承载能力，这对建筑本身的安全性将起到很大的积极作用。胶结材料技术在软土地基施工中是一种比较普遍的技术，常见的胶结技术有灌浆法，高压注浆法等。高压注浆法一般对技术的要求比较高，它主要是运用高压设备将浆液喷出，进而冲散软土，使其完美融合，之后等到凝结硬化时也就提升了软土地基的强度，稳定了建筑安全。

4.3 强夯法

强夯法主要适用于饱和度的粉土、黏性土及填土地基，较深层湿陷性黄土地基，具有施工速度快、处理深度大、质量易控制、造价成本低、处理效果好等优势，适合进行局部或大面积场地施工。其具体施工步骤如下：做好前期调研工作，确保工作场地范围内无地下构筑物，测量、标出场地中第一遍夯点位置，误差控制在20cm以内；准备好起重机，夯锤对准夯点位置，当夯锤达到预期高度时，使其自由脱钩，并测量锤顶高程；确保每个夯点夯够6击，直至完成第一遍夯击后，用推土机将夯坑填平测量场地高程；按照规定间隔时间，完成余下三次夯击；完成夯击后在基底地面铺设一层厚度为0.20m的灰土，并在灰土上铺设一层防渗复合土工模；做好边坡加固工程。值得注意的是，在使用强夯法进行施工时，要依据施工进度科学划分施工区域，确保各区域之间不留缝隙，且搭接宽度保持在1m以上，避免出现漏锤的情况；施工时噪音巨大，要避免在闹市区施工；冬季施工时，提前做好冻土层清理工作；倘若遇到雨季，做好排水工程，挖好排水沟，避免雨水进入施工现场；当原地面含水量较大时，要提前铺设10～20cm厚的碎石。

4.4 换填地基处理技术

采用换填地基处理技术对软土地基进行处理时，应该确保换填材料的性能能够达到建筑施工的标准。它主要是依靠改变土质从而提升地基的强度和承载力，从而有效保障建筑工程的整体性能。作为一种基础的地基处理技术，换填地基在软土地基处理中的应用尤为广泛。在制定地基换填方案之前，设计组应该实地考察，对施工地的土壤、土质等进行综合分析和评估，并根据得出的报告选择符合施工场地要求的选填方案。在正式进行选填工作时，一定要确保选填材料具有良好的性能，并且在选填现场对选填材料进行取样，并送往相关单位进行检验，确保选填材料具有符合施工要求的力学性能，保证建筑整体的质量。在具体的施工过程中，首先要将那些不符合施工要求的土质挖出，然后将换填的材料填充进去，通常使用沙石或者碎石等力学性能稳定的物质，最后要对填充进去的土质材料进行压实，接着运用灌沙法对它的压实度进行实验，确保换填的材料土质层符合建筑施工要求。可以说换填地基从根源上改变并降低了软土地基对于建筑结构的不良影响，但它的成本较高，因此施工单位在进行换填技术时，一定要选择综合分析各种材料和价格，选择性价比高的换填材料，这样既控制了施工的成本，而且也提升了建筑的整体质量。

4.5 挤密桩法

挤密桩法，也称碎石桩法、灰土桩法等，主要利用成孔过程中的横向挤压作用，达到密实桩间土的效果，随后在桩孔内的分层填入素土并进行夯实，以达到设计要求。一般适用于软弱黏性土和杂填土地基、地下水位深度为5～10m的湿陷性黄土等，施工难度较大，造成成本也比较高，不适用于大面积场地处理。挤密桩法工作原理包含以下几点：一是排水减压，采用碎石桩加固后的地基，形成了一个良好排水通道，有效缓解了超静孔隙中水压力，防止土体液化，加快土体固结速度；挤密振密，将桩管沉入后，会将等同于桩管体积的土颗粒挤向周围土体，对其造成巨大横向挤压作用，使得土颗粒空隙减少，密度增大，有效提升土体密实度，从而达到消除地基湿陷性的效果；减振抗震，碎石桩桩体强度高于桩间土，这导致在相同荷载力作用下，应力会向桩体集中，使得桩间土剪切力减小，从而达到减震目标；加强桩体，灰土硬化后形成的桩体占原有土桩面积的8～23%，桩间土面积的77～92%，显著提升了桩体强度，间接提高了复合地基承载力，从而消除了地基湿陷性变形可能性。

4.6 堆载预压法

在实施施工项目的过程中，施工技术人员最习惯应用的软土地基处理技术为堆载预压法。在施工过程中，施工技术人员需结合现场实际情况采取合理的控制措施。在针对房屋进行建造的过程中，考虑蠕变性等性质都会对软土地基的稳定性产生一定程度的影响，由此会对建筑物自身质量产生影响，甚至还会增加安全风险。应对这类情况，采用堆载预压法不仅可针对地基展开预压处理，同时也可在一定程度上增加沉降的空间，以此大幅提高土壤的紧密度，确保其紧密度符合实际的施工要求。此外，应用该施工技术可确保横向和纵向的排水管道工程顺利进行施工。在具体的施工过程中，常用的施工工程为竖向管道施工，其可有效避免土体产生过度压缩，同时也要保障土质具有饱和性和均匀性。在具体的施工过程中，可应用真空堆载预压法针对软土地基进行处理，同时，还要针对松软地基进行加固，需应用袋装砂井和塑料排水板，同时也要在砂结构中放置相应的防渗膜，这样不仅可保障土壤间间隙良好，同时也可确保软土地基加固质量。但需注意的是，采用这样的方式处理软土地基流程，相对复杂且成本较高。但该处理技术的优点也非常明显，如可延长建筑物的使用寿命。

4.7 预应力管桩处理法

在软土地基的处理中，预应力管桩处理法主要是通过埋设预应力管桩从而改变软土地基。在施工前期设计人员应该在施工现场进行考察，对于软土的力学性能和受力情况确定管桩的埋填位置，从而改善软土的承载能力。施工中对施工人员的选择也应该具有明确要求，对于需要使用复杂技术的人员选择首先应该看其是否具备从事该技术的资质和条件，是否具有相应的证书和相关处理经验，从而确保施工的有效性。解决软土地基问题的最基本最有效的方法就是从根本上找出原因，专业的工作人员在施工前去现场记录数据和分析具体产生软土地基的问题是什么。找出问题更容易对症下药，预应管桩处理也能够合理发挥作用。而且在正式的施工中，也要做好安全防护，确保施工人员的安全。

4.8 土工合成材料法

土工合成材料是一种人工合成的聚化物，将这种聚化物添加到软土地基的土层中，对其进行处理，可达到对软土地基进行过滤、排水和防护的作用。最重要的是能很好地使软土层地基含水量减少。与换填地基法类似，这种方法在使用时也需要将地基结构中的软土层挖出，然后在挖出软土的地基结构中铺设钢筋垫层，检查土层与钢筋垫层间的摩擦力，最后通过加固措施使地基结构强度得到增大变强。除了降低地基土层的含水量，土工合成材料法的合理运用能很好地优化土壤的性质，使其内部结构得到改进，进而可以使地基的载荷力得到增强。

4.9 注浆地基法

注浆地基法在所述案例中得到了应用，加强了边坡的稳定性。是一种施工起来比较容易的加固软土地基的方法，其原理是将水泥浆料和软土地基通过一种压力作用很好地融合起来，提升地基结构的质量。注浆地基法在使用过程中需说明的是在注浆前，要对水泥浆料的配比进行严格的把关控制，而且要对注浆的压力进行精准的控制，只有这样才能达到最好的融合力度，使软土层中的水分得到有效排除，从而使地基的稳固性得到增强，进而可使最终建筑物的质量得到保证。

5、软土地基处理技术注意事项

5.1 明确软土地基施工要点

在正式开展施工前需要做好施工准备工作，特别是现场检查，对现场土壤特性加以准确掌握，借助有关设备收集有效、准确的数据信息，按照收集的信息科学制定施工计划。若出现计划方案和实际情况存在出入情况，需要第一时间对不恰当部分进行调整和纠正，优化计划方案。实际施工中应当遵守有关要求与标准，监测单位应当开展有效的监测工作，对施工工作加以规范。研究人员需要对地质勘查结果进行跟踪，根据数据明确软土处理措施。另外，相比于常规的地基，软土地基具备特殊性质，对于软土地基的处理需要选择更加先进的方式。因此，在实际施工中应当按照项目要求，制定科学合理的施工方案，并按照项目具体情况对施工计划进行调整优化。

5.2 改善软土地基土的湿陷性及膨胀性

地基土的湿陷性是指土体受到水分浸润后在一定压力下土体结构改变，造成地基土下沉的能力。一般黄土地基会产生这种现象，因为黄土中存在的可溶盐的胶结物遇水可以溶化，溶化后的土体内部骨架强度降低，土体孔隙变大，部分土颗粒进入孔隙中，使得地基塌陷。因此，如果在施工过程中没有处理好地基土的湿陷性，会大大提高建筑工程的施工难度，在后期使用过程中也会有巨大的安全问题，影响用户的人身安全。地基土的膨胀性是指土体内的蒙脱石或伊力土等膨胀土在土体内部含水量增加时土体液化，导致地基不稳，影响建筑工程的稳定性。因为膨胀土既具有膨胀性又具有收缩性，所以无论这类土体在地基中是处于较干的状态还是潮湿的状态都会对地基造成一定影响。如果土体较干，在出现下雨天气时，其可以吸收很多水分，破坏地基土的基本结构。如果土体已经比较潮湿，虽然其不会再继续膨胀，但是在土体内部水位下降时，有可能会变干，从而影响地基的稳定性。因此，施工团队需要在施工之前对土体进行勘测，确定土体内部膨胀土的特性及变化条件，预估其可能发生的变形，并采用相应软土地基处理技术对其进行处理。

5.3 明确软土地基处理原则

按照自然沉降原则，使地基自然沉降，保证地基稳定性。对于软土地基的处理，虽然自然沉降方式能够减少软土地基处理成本投入，但因为受征地与支付等因素影响，难以得到长期的推广应用。另外，软土地基处理主要应用在大型工程项目中，处理软土地基的工程技术可以在一定的施工时间内实现，然后，可以使用相关措施对其进行处理，以确保实际的施工质量。

结束语：

总之，在建筑工程施工中，应该特别注意对软土地基的处理，确保其稳定性和承载能力符合建筑施工标准，从而保证施工安全。在选用软土施工技术时，应该实地考察施工现场的情况，选择适宜的处理方案，施工单位在进行软土地基改造时应该提供处理软土地基的专业人才，让其在施工中能够起到指挥和引导作用，从而确保施工的有效性和安全性。施工单位在软土地基处理过程中应该发挥监管作用，并且根据具体情况制定详细且完整的监管方案，将责任具体落实到个人，提高施工人员的责任意识，从而有效降低施工中容易产生的安全隐患。