建筑軟土地基基礎的處理方法研究

文/張寶歡 天津渤海化工集團規劃設計院 天津 300450

建筑軟土地基基礎的處理方法研究

文/張寶歡 天津渤海化工集團規劃設計院 天津 300450

軟土具有抗剪強度底、透水性弱、壓縮性高、力學性質差等缺點，因此會對土木工程的耐久性、穩定性產生不利影響。為此，筆者結合多年實踐經驗，淺析建筑軟土地基基礎的處理，以保障軟土地基基礎工程建設的順利推進。

軟土地基；強夯置換法；樁基法

一、引言

軟土是一種天然含水量高、壓縮性高、孔隙比大、抗剪強度地的土層，如灘涂或水下沉積的飽和軟黏土、淤泥質土、淤泥等。未經加固處理的軟土地基一般無法承受工程結構的荷載，即需采用人工加固處理的方法來改善軟土地基的性質，由此提高地基的承載力、增加穩定性及抑制地基變形。軟土地基基礎加固的方法很多，常見的有預壓法、強夯與強夯置換法、換填墊層法、水泥土攪拌法、振沖碎石樁法、樁基法及水泥粉煤灰碎石樁法等。在本案，筆者首先介紹幾種最為常用的軟土地基基礎處理方法，然后再舉例加以補充說明。

二、軟土地基基礎的處理方法

軟土地基基礎的處理是建筑工程建設的重要步驟，決定著建筑工程的穩定性與耐久性。當下，軟土地基常見的處理方法很多，且各種處理方法的施工原理、適用范圍、技術特點及優缺點均有所差異，因此選擇一種更能適應工程建設的方法尤為重要。為此，本文側重介紹下列幾種軟土地基處理方法。

（一）強夯與強夯置換法

強夯法是指在夯擊的沖擊力作用下，剪切破壞原有土體，形成夯洞，同時對四周土體進行擠壓，使得深層軟土液化、固結，從而增加土體的密實度及提高軟土地基的承載力。研究表明，低飽和度的粘性土、粉土、濕陷性黃土、砂土、雜填土及素填土等地基均可采用強夯法進行處理。

強夯置換法包括下列兩種形式：

1.墩柱式置換法，即首先利用強夯沖開或擠密軟土，然后再分數次填入碎石等質地堅硬的材料，最后再夯擊密實，從而形成柱狀砂石墩式復合地基。墩柱式置換法多用來處理高壓縮性的軟粘土地基等。

2.整體式置換法，即以高密度的點構成面置換或線置換，亦或說首先利用強夯的沖擊力擠開低抗剪強度、高含水量、觸變性高的淤泥，然后再用透水性好、級配良好、抗剪強度高的碎石、塊石或石渣，從而形成承載力高、應力擴散性好、壓縮性低及密實度高的墊層。整體式置換法多用來處理淤泥質或淤泥軟土地基。

（二）振沖碎石樁法

所謂振沖碎石樁法，是指利用振動器振動及振動器兩側高壓水沖擊等方式，鉆孔至持力層之后，填入碎石，然后再分段振沖密實，由此形成直徑較大的碎石樁體。實踐表明，采用置換與振動排水固結的方法可有效增強軟土地基的強度。振沖碎石樁法多用來處理素填土、粉質黏土、粉土、砂土等地基。

（三）樁基法

樁基法分為鉆孔灌注樁、鋼筋混凝土預制樁兩種：

1.鉆孔灌注樁，即按下列步驟成樁：用專業的機械成孔→泥漿護壁→下鋼筋籠→水下灌注混凝土→形成鋼筋混凝土樁。鉆孔灌注樁多用來處理地下水位高、淤泥層較厚、地質復雜的地基，但此種軟基處理方法具有工程長、泥漿處理繁雜的缺點。

2.鋼筋混凝土預制樁：當下，鋼筋混凝土預制樁多為預制管樁，具體分為錘擊、靜壓兩種，即利用機械將管樁錘擊或壓至持力層。上述兩重預制管樁的區別是錘擊樁主要利用貫入度控制，而靜壓樁靠壓樁力控制。多數軟土地基均可采用鋼筋混凝土預制樁進行處理，除難以穿透的夾層及障礙物、孤石較多的地質外。大量實踐表明，鋼筋混凝土預制樁具有施工方便、成樁速度快、承載力高等優點，因此倍受現代大型建筑工程的青睞。

三、工程應用

（一）工程概況

某三層框架結構建筑物高13.5m，建筑面積為1608m2。據地質勘查資料顯示，擬建場地土層依次為：素填土（厚1.7m，包含條石、碎石、碎磚塊、粘性土等）、粉質粘土（厚1.6m，中等壓縮性土）、淤泥（厚8.6m，局部夾雜粉細砂薄層）、粉質粘土（厚1.2m，中等壓縮性土）、卵石（厚5.2m，承載特征值為300kPa，包含55-65%的卵石、10-25%的礫粒及砂粒、10%的泥質）、殘積砂質粘性土（厚3m，承載力特征值為190kPa、中等壓縮性土）、全風化花崗石（厚4m、承載力特征值為300kPa）、砂土狀強風化花崗巖（厚7m，承載力特征值為500kPa）。場區內素填土下方1m處分布著高水位的地下水，且場區南側約5m處分布著河道、東西側分布著建筑群、北側分布著城市主干道。

（二）軟土地基基礎的處理方案

經分析可知，此項工程的持力層為卵石層，單柱荷重最大值為2000kN。考慮到本工程的工期較緊，且場區內地下水位高、四周地質環境復雜等，工程施工方決定對此工程的軟基處理方案進行如下取舍：

鉆孔灌注樁與預壓法的施工時間較長，予以排除；四周分布著建筑群，淤泥厚度大且場地小，振沖碎石法及強夯與強夯置換法予以排除；水泥粉煤灰碎石樁的樁體強度低，予以排除；換填墊層法要求挖去全部淤泥及實施基坑支護、井點降水，予以排除；水泥攪拌樁樁端需深入卵石層2m之上，而攪拌機械難以進入卵石層，故予以排除；預制管樁具有施工速度快、單樁承載力高、施工機械不受場地限制等優點，因此本工程最終決定采用錘擊管樁與片筏基礎形式相結合的軟基處理方案，其中管樁選用Φ500-125-AB樁，具體按單樁單承臺單柱的形式布置25根長13m的管樁，且管樁樁端均需深入卵石層2.5m之上。

四、結束語

軟土地基基礎處理是現代土木工程界的重要研究課題，它對建構筑物的耐久性、穩定性起著決定性的影響，因此普遍受到社會各界的關注。軟土地基基礎的處理方法較多，且各種方法的施工原理、適用范圍、優缺點各不相同，因此在實際應用中，應根據具體工程的地質條件、地形環境、施工要求及技術的施工特點、優缺點等進行綜合考慮，由此最終確定最佳的軟土地基基礎處理方案。

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