淺談軟土地基的危害及處理方法

章貴金

陜西建工第一建筑工程有限公司

引言

軟土是指具有低強度和高壓縮性的軟弱土層，這種土質含有一定量的有機物質，沉降量非常大，給工業與民用建筑行業帶來很大的影響。根據軟土的特征，主要可以將其歸納為軟黏性質、淤泥性質（包括淤泥）、泥炭性質（包括泥炭）等幾種主要類型。

地基位于基礎以下，并且承受著上部荷載。軟土地基，則主要是由淤泥、沖填土、雜填土等高壓縮性土層構成的地基，具有天然含水量較大，透水性較差，承載能力較低等缺陷。并且，軟土地基的土體具有比較明顯的結構性與流動性，往往無法支撐結構荷載較大的建筑物。我國現行制度強調要節約耕地，同時還要解決當前的人口問題，改善不容樂觀的房建現狀，因此多數地區開始采用增大建筑物層數的方式緩解上述難題，隨之而來的問題就是地基承載力的不斷加重。

為了解決軟土地基帶來的諸多問題，人們開始研究如何處理和改善軟土地基，旨在避免產生局部或者整體剪切破壞，以滿足工業與民用建筑的強度要求和穩定性要求，防止建筑物發生不均勻沉降或較大的沉降，保證建筑結構達到設計要求。

1 軟土地基的形成原因

追溯歷史，軟土是一種近代沉積物，并且擁有較長的地質年齡。巖石風化產物是軟土的主要來源，因此母巖決定了軟土的主要成分。從軟土的有機物質含量來看，主要有兩種類別：一種是含有少量有機物質的軟粘土，另一種則是含有大量有機物質的泥炭土。不論哪種軟土，都是在淡水或鹽水等地質環境中沉積而來的，并且其特征也受到沉積環境以及水動力條件的不同而有所差異。

關于軟土地基的形成原因，需要根據軟土的不同類型分別進行研究。軟黏土主要是淤泥或者淤泥質的黏土，它主要存在于瀕臨水域的水運工程的淺部地層，經緩慢的流水環境或靜水環境進行沉積，進而形成以淤泥質土為主的混合土，這就是軟黏土；填土則主要存在于港區的陸域，是人們通過人工回填方式沿江沿灘進行圍墾，其中：素填土是由碎石、砂或粉土、黏性土等1種或幾種構成的填土，沖填土是利用水力將治理和疏通航道時挖出的泥砂沖填到陸地或岸灘所形成的沖積土，雜填土來源于人類活動形成的成分復雜的無規則堆積物；再就是松散砂土和粉土，主要指自然沉積或者人工回填的砂質粉土、飽和粉砂土和飽和細砂土，這類土僅能夠在靜載作用下保持較高的強度，遇到機械振動、波動荷載以及反復作用時，將會產生較大的震陷變形，致使地基喪失承載能力。

2 軟土地基的主要危害

軟土地基會造成勘察設計不準確或者不詳細，忽視本應該做軟土地基處理的施工地段，容易造成地基失穩。概括地說，軟土地基較高的壓縮性會使建筑物發生不均勻沉降，以致開裂和損壞。軟土地基對工業與民用建筑的勘察、設計、施工等都帶來一定的問題和危害，尤其是地基的抗剪強度比較低，當其抗剪強度明顯低于上部結構的自重以及附加載荷時，軟土地基就會表現出很強的流性，導致地基出現局部或者整體剪切破壞。這種剪切破壞往往表現為地基的較大沉降或不均勻沉降變形，影響進一步施工和使用，如果地基上部結構的自重和附加外部載荷的作用超出其最大限度，將會導致更為嚴重的沉陷、塌方、失穩或者建筑物基礎結構的開裂破壞，甚至造成事故。

盡管軟土地基的天然含水量普遍大于液限，但其透水性卻非常差，這就導致土體在載荷的作用下呈現出很高的孔隙水壓，對地基的壓密固結帶來不良影響。在排水不夠通暢的軟土地基處，積水很容易浸入地基內層結構，在地基土體的自重、外界附加荷載、以及水溫變化等因素作用下，會引起地基表面產生裂縫，積水滲入裂縫后往往會導致地基表面出現凹陷、積水、顛簸等“翻漿”情況。

3 軟土地基的處理措施

根據對軟土地基的形成原因以及主要危害的研究，人們逐漸摸索出軟土地基的處理措施，在這里，對幾種比較常見的軟土地基處理技術進行探討：

3.1 反壓法處理軟土基地

利用反壓法進行軟土地基處理主要是依靠反壓土體的重量來改變地基的應力狀態和變形條件，有效壓制不均勻載荷造成的塑性變形，固結軟土地基，提高反壓平臺下部地基的強度。采用反壓技術處理軟土地基時，不僅可以穩定地基，還能夠起到防滲作用，同時可以有效改善排水條件相對較好的薄層軟土的結構，使其具有較高的強度。反壓法施工簡便，材料易得，尤其適用于對變形要求不高的道路工程、水利工程等。但是，反壓法需要面積較大的反壓平臺，因此占地面積較大，不適用于農耕區等用地受限制的地區。

對于該項技術，最為核心的內容是反壓平臺的設計，當前我們常采用圓弧滑動法進行設計計算，通過工程實踐可以看到它與其他方法相比更符合實際。

3.2 換土墊層法處理軟土地基

換土墊層法就是用優質土來替換軟土，以確保填土的穩定，減少地基的沉降量。在填土過程中，要注意應該從中心向兩側分層填充層厚約15cm的優質土，并及時壓實。具體而言，換土墊層法首先要將軟土地基淺層的軟弱土和不良土挖除，然后分層進行重錘夯實和機械碾壓，再用砂石墊層、碎石墊層、干渣墊層、煤粉灰分墊層等回填材料進行填土作業。

與反壓技術相比，換土墊層法能夠更好地提高地基持力層的承載能力，有效減少地基在負載情況下的沉降量。換土墊層法適用于處理軟土地基2m～3m的淺層軟弱土層和低洼區域。

3.3 粉體攪拌法處理軟土地基

粉體攪拌法是通過壓縮空氣傳送水泥或石灰等具有加固特性的粉體材料，使其拌入地基土中，經物理、化學反應形成具有較高強度的粉噴樁。粉噴樁的樁身質量較好，強度相對較大，能夠有效改善土壤，提高軟土地基的強度。由于這種方法不需要摻入較多的固化劑，因而加固土的容重相對大于地基土的容重，如果忽略地基土的附加載荷，則可以認為地基加固后不存在附加載荷。并且，粉噴樁是干法施工，其所需水量是從地基中吸取的，因此進一步提高了地基的加固效果。

3.4 強夯法處理軟土地基

顧名思義，強夯法就是依靠重達百噸的重錘從數十米的高處自由下落，對軟土地基進行反復夯擊，強制壓密土體，減小壓縮特性，提高承載能力，改善地基性能。

從物理學角度看，強夯法主要是將重錘的重力勢能轉化為強大的沖擊能量，瞬間作用于軟土地基，使其土體各層次的孔隙進一步被壓縮，孔隙水和氣體從四周的縫隙中溢出，達到壓密和固結土體的作用。強夯法是一種常用的深層地基處理方法。

4 總結語

地基質量嚴重影響和制約工業與民用建筑的性能，因此要特別注意軟土地基的設計與施工，采取合理的手段和措施對軟土地基進行有效處理，增加軟土地基的穩定性，減少施工后的不均勻沉陷。

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