摘要：在現(xiàn)代工程建筑中，軟土地基處理加固問題已經突出擺在我們面前，成為工程建設中的核心和技術關鍵，并在很大程度上控制著整個工程的投資總量和質量保證。本文著重介紹軟土地基處理加固的新技術靜動力排水固結法，并提倡將其運用在實際的工程建設中。

　　關鍵詞：軟土,地基處理加固,靜動力,排水固結

　　引言

　　在橋梁、路基和建筑物的工程建設中，不可避免的會遇到地質條件不好的軟弱地基，這種地基不能滿足結構物的要求，需要人工處理和加固，再修建基礎。靜動力排水固結法是近些年來發(fā)展起來的一種軟土地基處理新技術，它具有處理效果好、造價低、施工工期短的顯著優(yōu)點，尤其對淤泥和淤泥質土的處理，優(yōu)勢非常明顯。本文將從原理上介紹靜動力排水固結法。

　　靜動力排水固結法

　　近些年人們結合軟土的工程性質，在保留動力固結法優(yōu)點的同時，著重于改進傳統(tǒng)的強夯法(動力固結法)和靜力排水固結法。它利用強夯法(動力固結法)的夯擊器具與排水固結法中的排水系統(tǒng)進行對軟黏土地基處理，該法就稱之為靜動力排水固結法。

　　靜動力排水固結法工期短、造價低，不但彌補了傳統(tǒng)單純的強夯法不適合處理飽和軟黏土地基的不足，克服了不能有效排除軟土中的超靜空隙水壓力的缺點;而且與靜力排水固結法相比大大簡化了復雜的加壓系統(tǒng)，縮短了工期，有效提高了地基承載力，節(jié)省工程投資。

　　靜動力排水固結法原理

　　一.靜動力排水固結法的基本思想：

　　其基本思想是：

　　通過設置水平排水體系和豎向排水體系，改善地基土的排水條件;土層在適量的靜力、變化的動力荷載及其持續(xù)的后效力(動力殘余力，即動力作用后，在軟弱土體靜態(tài)覆蓋力下仍保持的殘余力，該殘余力對促進土體的排水固結必不可少)的超載作用下，形成了孔隙水高壓力梯度，在人工排水體系及動載下產生的裂紋排水系統(tǒng)下。多次發(fā)生孔隙水壓力的升降，孔隙水不斷排出，孔隙體積減小，有效應力增加。土的強度就不斷增加，空隙比也不斷減小，土體預先發(fā)生部分沉降，這樣工后沉降大大降低，地基土成為超固結土，從而達到了軟地基加固的目的。

　　其特點是：

　　(1)夯擊前，保證軟土頂面有一定厚度的預壓層，處理的土層利用適量的靜力荷載、沖擊荷載及其持續(xù)的后效力作為加載系統(tǒng)。

　　(2)設置與加載系統(tǒng)相適應的排水系統(tǒng)，保證軟土層在復合力作用下產生的超靜空隙水壓力能迅速消散，使土體固結。這是軟土強度提高的一個基本條件。

　　(3)保證沖擊荷載作用下不對軟土結構造成破壞。軟土結構遭受破壞后，其滲透性大幅度降低，超孔隙水在停夯后很難快速排出，極有可能形成“橡皮土”導致工程失敗。

　　(4)該法強調通過信息化施工，進行施工質量的過程的控制、處理平面或空間內的點控制。

　　還需要指出的是，在一些人看來，靜動力排水固結發(fā)似乎是強夯法和靜力排水固結法的結合，但無論從加固原理還是從工藝流程來說都有很大的不同。靜動力排水固結法工程設計與施工中，堅決反對使用“強夯”。而是采用“夯擊”來代替，以免產生不良后果。

　　該法處理后的地基是一均勻地基，地基承載力可大大提高以滿足包括道路在內的建筑物的承載力與變形要求，有效防止地基工后沉降及不均勻沉降造成的各種危害并充分發(fā)揮地基土的自身的作用。如：①消除及減少不均勻沉降造成的附加應力及可能產生的裂紋;②防止建筑物附近地坪、道路開裂及局部下陷;③消除松軟地基對各類樁的負摩阻效應，特別是對于填土厚度、淤泥厚度變化交大的情況。

　　二.加固機理

　　靜動力排水固結法雖然在實踐中得到了廣泛應用，但目前還沒有形成一致的認識，下面從四個方面對靜動力排水固結法機理問題進行討論：

　　1. 能量轉換

　　夯錘沖擊瞬間，沖擊荷載一般為是夯錘重量的十幾倍至幾百倍，夯擊能量一部分消耗在地表面向四周輻射傳播;。另一部分消耗在夯錘氣墊作用和土體摩擦過程中;余下部分以瞬間沖擊力形式夯坑底面往深部傳播。沖擊完后，沖擊能量以動力殘余力的形式儲存在土層中。

　　2. 部分水性發(fā)生變化

　　強大瞬間沖擊力的剪切波作用使土體弱結合水甚至部分強結合水變成自由水，并激發(fā)超靜孔隙水壓力;夯擊完后，在土體中保持著殘余應力。隨著夯擊次數(shù)的增加，殘余應力不斷增大，影響深度與范圍增加，土骨架壓縮，由于軟黏土的滲透性低，孔隙水無法在短時間內排出。

　　3. 土體排水固結

　　靜動力排水固結形成了有利的排水壓力條件與邊界條件，主要表現(xiàn)為：

　　①靜力荷載、沖擊荷載及其持續(xù)的后效力產生的高應力造成土體孔隙水壓力梯度大，形成了有利的壓力條件。

　　②土體在強大的夯擊能作用下，土中出現(xiàn)了很大的應力和沖擊波，致使地表面形成了豎向裂隙，并在地基土內部出現(xiàn)定向裂紋，形成了排水網絡，土的滲透系數(shù)增加，大大改善了土體的排水邊界條件。

　　③通過設置人工材料組成的有利的快速排水體系排水。

　　4. 固化

　　當孔隙水壓力消散后，達到小于土顆粒間的橫向壓力時，地基土內部裂隙閉合，土體的有效應力增加，土體的抗剪強度提高。工后沉降降低，地基土成為超固結，從而達到了加固的目的。

　　結語

　　靜動力排水固結法自產生之后便具有了強大的生命力和廣泛的適用性，使其地基處理范圍進一步擴大。科學地運用這一方法，可以在較短時間內從根本上改善地基土的物理力學性質。然而，由于軟黏土工程性質復雜，加之這項技術應用時間并不長，對其設計及施工仍停留在經驗積累階段。相信隨著理論研究的發(fā)展和實踐經驗的積累，靜動力排水固結法必將在軟土地基處理工程中取得更好的效果。

　　參考文獻

　　[1] 李彰明編著.軟土地基加固的理論、設計與施工.北京：中國電力出版社，2006.

　　[2] 池淑蘭，張國林主編.基礎工程.北京：中國鐵道出版社，2004.