軟土地基的加固措施

【摘 要】軟土地基加固處理方法很多，在設計和施工中，要根據場地的各項參數指標來選擇合適的加固處理方案，以達到安全、方便和經濟的施工目標。

【關鍵詞】軟土地基；排水固結法；深層攪拌法；壓密注漿法；強夯法

由于地層形成的特殊性，地基下經常存在深厚的軟土層，軟土地基承載能力極低，處理不當將會引起地基深陷，這極大地影響了工業民用建筑的長期穩定和安全使用，下面介紹一些軟土地基的處理方法，為類似工程提供有價值的參考。

1 排水固結法

排水固結法是軟基處理的首選方法，具有方法簡單、費用低廉的優點，同時在本工程中堆載荷重也是回填材料，可以節約部分堆載運輸費用；其缺點是施工周期長。

通過布置垂直排水井，改善地基的排水條件，采取加壓、抽氣、抽水或電滲等措施，加速地基土的固結和強度增長，提高地基土的穩定性，并使沉降提前完成。適用于處理厚度較大的飽和軟土和沖積土地基。

軟土層厚而滲透性小時，軟土地基的自然固結將很慢。有效的加速固結措施是在軟土層內引入排水單元。豎向排水法是在地基內設置豎向排水井，縮短排水距離，加速固結排水。豎向排水井的材料可用砂(稱作砂井排水法)或塑料排水板(稱作塑料排水板排水法)。

砂井排水法可采用打入式、振動式、螺鉆式、射水式或袋裝式等方式施工，并經常與分階段施工法或超載預壓法等并用。這種方法對于均勻的厚黏土地基效果最好，地基中夾有砂層或泥炭質地基的效果較差。

砂井可按三角形或正方形布置。布置在路堤邊坡下地基內的砂井，主要改善穩定性，而布置在路基頂寬范圍下地基內的砂井，其主要改善效果是固結沉降。砂井設計時，先選擇施工方法、砂井直徑、砂井間距和處理范圍(深度和寬度) ，而后進行穩定性和沉降分析。如果安全系數和剩余沉降量不能滿足容許值，則調整砂井的間距和處理范圍，再次進行穩定性和沉降分析。

2 深層攪拌法

利用深層攪拌機，將水泥漿與地基土原位拌和，形成復合增強體，提高地基承載力、減少沉降、增加穩定性和防止滲漏等。此法適用于處理正常固結的淤泥、淤泥質土、粉土、素填土、黏性土以及無流動地下水的飽和松散砂土等地基。該方法的優點是可以最大限度地利用原土，攪拌時無側向擠土，無震動，無噪聲，無污染。

深層攪拌法水泥土固化原理是利用水泥系作為固化劑通過特殊的深層攪拌機在地基深處就地將軟黏土與水泥漿強制拌和后，首先發生水泥分解，水化反應生成水化物，然后水化物膠結與顆粒發生粒子交換，因粒化作用，以及硬凝反應，形成具有一定強度和穩定性水泥加固土，從而提高地基承載力及改變地基土物理力學性能，達到加固軟土地基效果。

該施工工藝要求嚴格。施工使用的固化劑和外摻劑必須通過加固土室內試驗方能使用。固化劑漿液應嚴格按預定的配比拌制。配備好的漿液不得離析，泵送必須連續，拌制漿液的罐數、固化劑與外摻劑的用量以及泵送漿液的時間等應有專人記錄。應保證起吊設備的平整度和導向架的垂直度，攪拌樁的垂直度偏差不得超過1.5%，樁位偏差不得大于50mm。攪拌機預攪下沉時不宜沖水，當遇到較硬土層下沉太慢時，方可適量沖水，但應考慮沖水成樁對樁身強度的影響。攪拌機噴漿提升的速度和次數必須符合施工工藝的要求，應有專人記錄攪拌機每米下沉或提升的時間，深度記錄誤差不得大于50mm，時間記錄誤差不得大于5s，施工中發現的問題及處理情況均應注明。

3 壓密注漿法

壓密注漿法是地基加固處理中的一種注漿工藝。該工法是通過特殊的注漿泵壓送一種流動性較差的砂漿，砂漿在泵壓下，經過輸漿管路與注漿管被壓入到設計深度的地層中形成球泡狀，隨著注漿管的提升或下降，形成葫蘆狀或圓柱狀的固結砂漿樁體。砂漿樁體原位所置換出的土體向四周擠壓移動，壓密注漿點周圍的土體，從而達到在一定位置、一定深度范圍內加固地基土體的目的。

壓密注漿法主要適用于軟弱粘性土、具有大孔隙或孔穴的地基土，中砂，濕陷性黃土地基。

使用壓密注漿法要注意：（1）孔深誤差小于l0cm，垂直度誤差小于1%； (2)限于現場條件，設計孔位可根據實際情況進行適當調整； (3)嚴格控制漿液配比，重量誤差小于5%，并在現場配方掛牌； (4)注漿泵壓力表應通過鑒定認證，確保讀數正確，以便隨時觀察壓力，控制壓力在允許范圍內； (5)每孔注漿時均有施工記錄，應記錄孔位、時間、注漿量和注漿壓力等參數； (6)施工時應根據控制要求進行自檢、互檢、專檢和抽檢，并作檢驗記錄 (7)竣工后鉆孔取芯，測試其28天強度，應不小于2.5MPa。

4 土工合成材料法

土工合成材料具有特有的工程性質，利用其較高的抗拉強度性質、良好的透水水理性質和耐久性，將具有一定剛度和抗拉力的土工合成材料鋪設在軟土地基表面，再在其上填筑一定厚度的砂墊層(砂土或礫石土)，在荷載的作用下產生地基沉降，同時在其周邊地基產生側向形變和部分隆起時，使基礎底部的土工合成材料產生拉應力;而作用于土工合成材料與地基土間抗剪阻力就能相對地約束地基的位移;并且作用在土工合成材料上的拉力，也能起到支承荷載的作用。同時土工合成材料具有較高的延伸率，從而可使上部荷載應力擴散，相應提高原地基的承載力。

一般情況下土工合成材料與砂墊層聯合使用，建筑物荷載通過墊層傳遞到軟土地基中，它既是軟土地基固結時的排水層又相當于建筑物結構的柔性基礎，土工合成材料作為基礎底面的墊層，不僅提高地基承載力和增加地基穩定，還可以減少基礎底部的差異沉降，減少使地基變形的不均勻性。

5 強夯法

強夯法地基處理具有效果明顯、設備簡單、施工方便、節省材料、經濟易行等優點，因而在工程中已廣泛應用。目前，強夯法適合于碎石土、砂土、黃土、填土和非飽和粘性土地基處理，已有相當成熟的實踐經驗。對地下水位較高的飽和粉土、粉質粘土等軟土地基，普通強夯處理效果不明顯，一般采用強夯置換的方法進行。但強夯置換法通常置換墩材料用量較大，產生費用較高。通過對普通強夯法工藝進一步改良，在飽和粉土、粉質粘土地基上鋪墊1．5 m厚含水量較低的素土，然后采取主夯+復夯+滿夯的方式，增大地基土的密實提高地基的承載能力。根據靜載試驗、標準貫人試驗、土工試驗、動力觸探試驗等成果綜合評價檢測點的檢測指標合格，經強夯處理后的地基承載力特征值和壓縮模量滿足設計院提出的要求。在沿海軟弱地基處理采用強夯置換法復合地基的方法技術上可行，施工上是有保障，工程造價是經濟，能有效的提高地基承載力，控制基礎的沉降量和沉降差；對土層中壓縮厚度較大的地基進行加固，效果顯著。

通過上述各種方法的闡述，知道各種方法都有不同的適用范圍及優缺點，軟土地基處理的目的是增加地基穩定性，減少施工后的不均勻沉陷，所以設計及施工的技術人員必須意識到軟土地基的危害性，堅持以數據說話，認真測定基底的承載力，并根據不同的土質情況、不同的投資和工期要求，采用切實可行的處理方案。

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