摘要:闡述了軟土的概念,總結(jié)了軟土地基的特性,并結(jié)合相關(guān)技術(shù)規(guī)范及施工經(jīng)驗(yàn),介紹了碾壓法與夯實(shí)法、排水固結(jié)法、換土墊層法、擠密法和振沖法等常用軟土地基處理方法及其各自的適用范圍,以供施工人員參考借鑒。
　　關(guān)鍵詞:軟土的概念，軟土地基,處理方法，強(qiáng)度,1軟土地基性質(zhì)簡(jiǎn)介
　　1.1軟土的概念
　　軟土是指以水下沉積的軟弱粘性土或淤泥為主的地層,有時(shí)也有少量的腐泥或泥炭層。軟土、沼澤的劃分為軟粘土、淤泥質(zhì)土、淤泥、泥炭質(zhì)土及泥巖五種類(lèi)型。習(xí)慣上常把淤泥、淤泥質(zhì)土、軟粘土總稱(chēng)為軟土,而把有機(jī)質(zhì)含量高的泥炭、泥炭質(zhì)土總稱(chēng)為沼澤。
　　1.2軟基特性軟土地基一般是指在靜水或緩慢水流環(huán)境中沉積的飽和粘性土,并常夾有泥炭、貝殼及生物殘骸。特性如下:
　　1)天然含水量和孔隙比大。天然含水量高,一般大于35%,接近或大于液限;天然孔隙比一般大于1,多數(shù)在1.0~2.0之間。
　　2)透水性差。軟土親水性強(qiáng),透水性差,具有明顯的方向性,軟土的粘粒含量、有機(jī)質(zhì)含量和液限越大,滲透系數(shù)就越小,k一般為10-7cm/s~10-8cm/s,因此決定了內(nèi)部水分滲水條件不良,對(duì)地基排水不利。
　　3)壓縮性高。軟土由于孔隙比大,土粒間連接結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,具有高壓縮性的特點(diǎn),且隨液限的增加而增加。
　　4)抗剪強(qiáng)度低。不排水剪切時(shí),內(nèi)摩擦角接近于0,一般情況下,內(nèi)摩擦剪應(yīng)力小于19.92kPa,排水剪切時(shí),抗剪強(qiáng)度隨固結(jié)
　　5)觸變性和蠕動(dòng)性大。軟土結(jié)果未被破壞以前具有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,一經(jīng)擾動(dòng),強(qiáng)度迅速降低,但隨靜置歷時(shí)增加,強(qiáng)度將逐漸恢復(fù)。
　　2常用軟土地基處理方法及適用范圍
　　我國(guó)現(xiàn)有的地基處理方法很多,對(duì)于同一種軟弱地基可以采用的方法常常有數(shù)種之多。每種地基處理方法都有一定的適用范圍、局限性和優(yōu)缺點(diǎn)。由于工程地質(zhì)和水文條件千變?nèi)f化,各地的施工機(jī)械、技術(shù)水平、建材品種及價(jià)格差異很大,在選用地基處理方法時(shí)要因地制宜。
　　目前,常用的軟土地基處理方法主要有:碾壓及夯實(shí)、排水固結(jié)法、換土墊層法、擠密法和振沖法、高壓噴射注漿法與深層攪拌法、鋪設(shè)土工聚合物及其他方法。
　　2.1碾壓法與夯實(shí)法
　　碾壓法與夯實(shí)法是修路、筑堤、加固地基表層最常用的簡(jiǎn)易處理方法。軟土地基通過(guò)處理,可使填土或地基表層疏松土的孔隙體積減小,密實(shí)度提高,從而降低土的壓縮性,提高其抗強(qiáng)度和承載力。目前我國(guó)常用的有機(jī)械碾壓、振動(dòng)壓實(shí)和重錘夯實(shí),以及20世紀(jì)70年展起來(lái)的強(qiáng)夯法。機(jī)械碾壓法是利用壓路機(jī)、羊足碾、平碾、振動(dòng)碾等碾壓機(jī)械將地基土壓實(shí)。振動(dòng)碾壓法是通過(guò)在地基表面施加振動(dòng)把淺層松散土振實(shí)的方法。重錘夯實(shí)法是利用起重機(jī)械將夯錘提到一定高度后,使錘自由落下并重復(fù)夯擊以加固地基的方法。強(qiáng)夯法與重錘夯實(shí)法在表面上看起來(lái)沒(méi)有大的區(qū)別,只是前者錘重和重錘起吊高度更大。碾壓法與夯實(shí)法適用于碎石土、砂土、粉土、低飽和粘性土、雜填土等。
　　2.2排水固結(jié)法
　　排水固結(jié)法是利用地基排水固結(jié)的特性,通過(guò)施加預(yù)加載荷,并增設(shè)各種排水條件,以加速飽和軟粘土固結(jié)的一種地基處理方法。飽和軟粘土地基在載荷作用下,孔隙中的水被慢慢排出,孔隙體積慢慢減小,地基發(fā)生固結(jié)變形,同時(shí),隨著超孔隙水壓力逐漸消散,有效應(yīng)力逐漸提高,地基土的強(qiáng)度逐漸提高。排水固結(jié)法包括堆載預(yù)壓法、砂井堆載預(yù)壓法、塑料排水板法以及
　　真空預(yù)壓法。這種方法在處理淤泥、淤泥質(zhì)土及其他飽和軟粘土中占有統(tǒng)治地位,但對(duì)于滲透性極低的泥炭土,必須慎重對(duì)待。
　　2.3換填墊層法
　　當(dāng)軟弱土層厚度不很大時(shí)，可將地基面以下處理范圍內(nèi)的軟弱土層部分或全部挖除，然后換填強(qiáng)度較大的土或其他穩(wěn)定性能好、無(wú)侵蝕性的材料（通常是滲水性好的中粗沙）稱(chēng)為換填墊層法。當(dāng)然由于換沙工程造價(jià)較高，比較經(jīng)濟(jì)的做法也可以就地取材，一以換填泥土為宜，換土法應(yīng)回填有較好壓密特性土進(jìn)行壓實(shí)或夯實(shí)。施工時(shí)應(yīng)注意坑邊穩(wěn)定，保證填料質(zhì)量，填料應(yīng)分層夯實(shí)。換填墊層法處理的高度一般為2~3m，此法常用于基坑面積寬大和開(kāi)挖土方量較大的回填土方工程，一般適用于處理淺層軟弱土層與低洼區(qū)域的建筑,適用于處理淺層非飽和軟弱土層、素填土和雜填土等。但如果軟弱土層厚度過(guò)大，采用換填法會(huì)增加棄土方量與取土方量，從而增大工程成本。通過(guò)換填具有較高抗剪強(qiáng)度的地基土，從而達(dá)到增強(qiáng)地基承載力，減少沉降量，滿(mǎn)足構(gòu)筑物對(duì)地基要求的目的。主要的加固方法有換填、拋石擠淤、墊層、強(qiáng)夯擠淤這幾種。墊層法根據(jù)材料的不同可分為砂(礫石)墊層、碎石墊層、粉煤灰墊層、干渣墊層、土(灰土、二灰)墊層等。干渣分為分級(jí)干渣、混合干渣和原狀干渣；粉煤灰分為濕排灰和調(diào)濕灰。常用機(jī)械碾壓、平板振動(dòng)和重錘夯實(shí)進(jìn)行施工。它的代表方法有砂墊層法和換填法。砂礫墊層:采用砂礫(砂)墊層，是指在填土與基底之間設(shè)一排水面，從而使地基在受到填土荷載后，迅速將地基土中的孔隙水排出，加快固結(jié)速度，提高地基承載力，減少沉降，防止地基局部剪切變形。但要注意控制填土速度，所用的材料為含泥量不大于5%的潔凈中粗沙，或最大粒徑小于5cm的天然級(jí)配砂礫。換填法:在軟土厚度不大于2m時(shí)，利用滲水性材料(砂礫或碎石）進(jìn)行置換填土，可以降低壓縮性，提高抗剪強(qiáng)度，提高承載力，改善動(dòng)力特性，加速土層的排水固結(jié)。換土墊層法是將基礎(chǔ)下一定深度內(nèi)的軟弱土層挖掉,回填強(qiáng)度較高的砂、碎石或灰土等,并夯至密實(shí)的一種地基處理方法。當(dāng)建筑物載荷不大、軟弱土層厚度較小時(shí),采用該法能取得較好的效果。當(dāng)前,常用的墊層有:砂墊層、砂卵石墊層、碎石墊層、灰土或素土墊層、煤渣墊層、礦渣墊層以及用其他性能穩(wěn)定、無(wú)侵蝕性材料做的墊層。這種方法比較適用于處理暗溝暗塘等軟弱土地基。
　　2.4擠密法和振沖法
　　擠密法是指在軟弱土層中擠土成孔,從側(cè)向?qū)⑼翑D密,然后再將碎石、砂、灰土、石灰或爐渣等填充料充填成密實(shí)的柔性樁體,并與原地基形成一種復(fù)合型地基,從而改善地基的工程性能。振沖法又稱(chēng)振動(dòng)水沖法,是以起重機(jī)吊起振沖器,啟動(dòng)潛水電機(jī)帶動(dòng)偏心塊,使振動(dòng)器產(chǎn)生高頻振動(dòng),同時(shí)啟動(dòng)水泵,通過(guò)噴嘴噴射高壓水流,在邊振邊沖的共同作用下,將振動(dòng)器沉到土中的預(yù)定深度,經(jīng)清孔后,從地面向孔內(nèi)逐段填入碎石或不加填料,使其在振動(dòng)作用下被擠密實(shí),待達(dá)到要求的密實(shí)度后即可提升振動(dòng)器,如此重復(fù)填料和振密直至地面,從而由在地基中形成的大直徑的密實(shí)樁體與原地基構(gòu)成復(fù)合地基,最終提高地基承載力,減少沉降和不均勻沉降。此方法比較適用于處理松砂、粉土、雜填土及濕陷性黃土。
　　2.5高壓噴射注漿法與深層攪拌法
　　高壓噴射注漿法又稱(chēng)旋噴法,它利用鉆機(jī)把帶有特殊噴嘴的
　　注漿管鉆進(jìn)至土層的預(yù)定位置后,用高壓脈沖泵將化學(xué)藥劑(如水泥漿液、以水玻璃為主的漿液、以丙烯酸胺為主的漿液、以紙漿液為主的漿液等)通過(guò)鉆桿下端的噴射裝置,向四周以高速水平噴入土體,借助液體的沖擊力切削土層,使噴射流程內(nèi)土體遭受破壞,與此同時(shí)鉆桿一邊以一定的速度旋轉(zhuǎn),一邊低速徐徐提升,使土體與水泥漿充分?jǐn)嚢杌旌?膠結(jié)硬化后即在地基中形成直徑比較均勻、具有一定強(qiáng)度的圓柱體,從而使地基得到加固。深層攪拌法是利用水泥(石灰)等化學(xué)藥劑作為固化劑,通過(guò)深層攪拌機(jī)在地基深部就地將軟土和固化劑強(qiáng)制拌和,利用固化劑和軟土發(fā)生一系列物理、化學(xué)反應(yīng),使其凝結(jié)成具有整體性強(qiáng)、水穩(wěn)性高和較大強(qiáng)度的水泥加固體,最終與天然地基形成復(fù)合地基這兩種方法原理與作用一樣,適用于粘性土、沖填土、粉砂、細(xì)砂等地基狀況。
　　2.6鋪設(shè)土工聚合物
　　鋪設(shè)土工聚合物處理軟土地基的原理即在地基土中埋設(shè)強(qiáng)度較大的土工聚合物,使地基土能夠承受抗拉力,防止斷裂,保持整體性,提高剛度,改變地基土體的應(yīng)力場(chǎng)和應(yīng)變場(chǎng),從而提高地基的承載力,改善地基的變形特性。土工聚合物包括土工纖維(即土工織物)、土工膜、土工格柵、土工墊以及各種組合的復(fù)合聚合材料。土工聚合物具有良好的力學(xué)、水理及抗腐蝕性能,它主要起排水、反濾、隔離和加固補(bǔ)強(qiáng)的作用。適宜處理軟弱土地基、填土及高填土、砂土地基等。總之,軟土地基含水量高、孔隙比大、滲透性小、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低、觸變性等不利的工程性質(zhì)決定了軟土地基處理的重要性和復(fù)雜性。軟土地基的處理也一直是土木工程中比較活躍的一個(gè)領(lǐng)域,具有很大的挑戰(zhàn)性,相信將來(lái),地基處理技術(shù)會(huì)在普及的基礎(chǔ)上得到較大的提高,發(fā)展到一個(gè)新的水平。
　　3結(jié)束語(yǔ)
　　本文只介紹了幾種比較常用的軟弱地基土的處理方法,僅供大家參考,當(dāng)然還有一些軟弱地基土的處理方法,比如化學(xué)加固法、樁基法、沉井法、側(cè)向約束法、反壓護(hù)道法、冷熱處理法、膠結(jié)法等�？傊�，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，不僅要選擇好軟土地基處理方法，而且還要考慮其建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而達(dá)到合理、經(jīng)濟(jì)、安全的目的。