巖土工程中軟土地基處理技術(shù)的運(yùn)用研究

文/曹瑞鈉 遼寧省建筑設(shè)計(jì)研究院巖土工程有限責(zé)任公司 遼寧沈陽(yáng) 110005

1、軟土概述

我國(guó)幅員遼闊，在建筑工程建設(shè)中常會(huì)遇到軟土。軟土是指天然孔隙比大于等于1.0，且天然含水量大于液限的細(xì)顆粒土。包括淤泥、淤泥質(zhì)土、泥炭、泥炭質(zhì)土等。軟土主要由天然含水量高、壓縮性高、承載能力低的泥沙沉積物和少量腐殖質(zhì)組成的土。軟土具有典型的海綿蜂窩結(jié)構(gòu)，是造成軟土孔隙率大、含水率高、滲透率小、壓縮性高、強(qiáng)度低的主要原因之一。軟土具有觸變性高，當(dāng)原狀土受到振動(dòng)或擾動(dòng)后，土體結(jié)構(gòu)遭到破壞，強(qiáng)度會(huì)大幅度降低；軟土具有流變性，軟土在長(zhǎng)期荷載作用下，除產(chǎn)生排水固結(jié)引起變形外，還會(huì)發(fā)生緩慢而長(zhǎng)期的剪切變形；軟土具有高壓縮性，軟土地基上建筑容易產(chǎn)生較大的沉降量；軟土具有低強(qiáng)度性，軟土地基的承載力底，軟土邊坡穩(wěn)定性差；軟土具有低透水性，對(duì)地基的排水固結(jié)不利；軟土具有不均勻性，由于軟土沉積環(huán)境的變化，土質(zhì)均勻性差，作為建筑地基易產(chǎn)生不均勻沉降。所以，軟土地基對(duì)巖土工程危害較大，需進(jìn)行處理。

2、軟土地基對(duì)巖土工程的危害性

2.1 不均勻沉降

軟土地基的具有土質(zhì)軟、均勻性差、含水量高等特點(diǎn)，在進(jìn)行軟土地基處理時(shí)，必須根據(jù)軟土地基的特點(diǎn)選擇合適的地基處理方法。一旦采用錯(cuò)誤的處理方法，軟土地基的處理效果將達(dá)不到要求，地基的不均勻沉降將對(duì)工程的質(zhì)量和安全構(gòu)成較大的威脅。

2.2 承載力不足

軟土地基承載力特增值一般在60kPa～80kP a，一般難以滿足設(shè)計(jì)要求。在工程建設(shè)一旦出現(xiàn)地基承載能力不足等問(wèn)題，不僅會(huì)導(dǎo)致不均勻沉降大而建筑結(jié)構(gòu)開(kāi)裂，甚至?xí)?dǎo)致地基失穩(wěn)而威脅到整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的安全。因此，在建筑工程施工中，人們需要消除軟土地基對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的危害。

3、巖土工程中軟土地基處理技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 換填處理技術(shù)

在巖土工程軟土地基處理方法中，換填處理技術(shù)是最有效的處理技術(shù)之一。換填處理技術(shù)是指挖除地基上軟弱土層，然后用一些更堅(jiān)固的材料代替。換填的材料一般是礫砂、中粗砂、級(jí)配砂石、灰或礦渣等壓縮性較低的材料。換填完成后，還需進(jìn)行壓實(shí)處理，形成堅(jiān)實(shí)穩(wěn)定的基礎(chǔ)墊層。此外，換填處理法能有效地提高地基土的壓縮性，解決地基沉降大的問(wèn)題。在軟土地基處理過(guò)程中，換填處理技術(shù)比其他技術(shù)更方便、更快，操作非常方便。然而，該方法一般用于處理深度不超過(guò)3米的軟土地基。對(duì)于深度處理深度超過(guò)3m的軟土地基，換填處理法涉及工作量大，需要較高的經(jīng)濟(jì)成本，因此應(yīng)考慮采用其他處理技術(shù)。

3.2 固化處理技術(shù)

在應(yīng)用固化處理技術(shù)的過(guò)程中，需要使用一些專業(yè)的化學(xué)溶液，這可以提高軟土地基的穩(wěn)定性和抗壓能力。除了使用的化學(xué)溶液外，也使用粘結(jié)劑。另外，應(yīng)充分利用該技術(shù)進(jìn)行澆注或混合，可大大促進(jìn)土壤層中的化學(xué)溶液和粘結(jié)劑，并與軟土地基的相關(guān)材料充分融合，從而產(chǎn)生物理反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)，具有明顯的增強(qiáng)作用。采用這種固化處理技術(shù)的原理是將不同的固結(jié)材料應(yīng)用于軟土的孔隙中，使填充物得到良好的處理。這有效地提高了軟土顆粒間的粘附度。常用的膠結(jié)材料包括紙漿、水泥、水玻璃等。通過(guò)固化處理技術(shù)，可提高軟土的耐壓性能，有效提高軟土的抗剪強(qiáng)度。通過(guò)充分應(yīng)用該固化處理技術(shù)，可以提高軟土地基的強(qiáng)度，同時(shí)降低滲水性能，從而避免相關(guān)問(wèn)題的發(fā)生。固化技術(shù)有不同的應(yīng)用包括深攪拌、壓力灌漿和噴漿等方式。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，粉樁法得到了廣泛的應(yīng)用。粉樁法使用的材料一般包括石灰粉和水泥粉。粉末材料在一定的作用下會(huì)改變自己的形態(tài)，并在風(fēng)壓的作用下，被噴灑到軟土地基中，再通過(guò)機(jī)械設(shè)備深層攪拌，使這些材料與軟土地基土進(jìn)行較大程度的融合，進(jìn)而產(chǎn)生物理和化學(xué)效應(yīng)，促進(jìn)地基的固化，有效提高軟土地基的穩(wěn)定性和抗剪強(qiáng)度。

3.3 高壓旋噴樁施工技術(shù)

高壓旋噴樁處理技術(shù)應(yīng)用在巖土工程的軟土地基處理過(guò)程中，可以充分發(fā)揮其機(jī)械體積小和機(jī)動(dòng)性能強(qiáng)的特點(diǎn)，在軟土地基中引5～35cm的小孔，成孔后高壓旋噴能形成0.5～4m的柱狀增強(qiáng)體，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)軟土地基的處理。高壓旋噴樁處理技術(shù)中采用的原材料一般水泥、粉煤灰、礦渣等較廣泛的材料，施工較容易實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際的施工過(guò)程中，施工的方向和角度都是可以調(diào)節(jié)的，能夠有效的提升漿液的利用率。高壓旋噴樁處理技術(shù)的使用范圍比較廣，對(duì)一些淤泥、粉土等地基土都比較適用。取某一具體多層住宅為例，其建筑面積2106m2，建筑高8層，其具體的施工場(chǎng)地為軟土地基。

具體的施工步驟如下:第一，準(zhǔn)備工作。準(zhǔn)備工作主要是對(duì)地基進(jìn)行清理，確保地基無(wú)垃圾、雜物等，將施工中應(yīng)用的材料等進(jìn)行妥善的保管，并且配備發(fā)電機(jī)，確保施工中的電力需求。同時(shí)，對(duì)需要進(jìn)行處理的地基進(jìn)行測(cè)量放樣，找準(zhǔn)高壓旋噴樁的準(zhǔn)確位置。第二，鉆孔施工。將鉆機(jī)固定，防止出現(xiàn)偏移，在完成鉆孔之后，要對(duì)孔的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。第三，漿液攪拌。高壓旋噴樁的漿液配置要符合施工的標(biāo)準(zhǔn)，漿液的水灰比達(dá)到1∶1，并且在漿液中加入3%的速凝劑和5%的減水劑，攪拌的時(shí)間在4min左右。第四，噴射注漿。借助調(diào)整噴射速度、旋擺速度和方向等，保障樁長(zhǎng)和樁徑情況。在施工完成之后要對(duì)作業(yè)的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行清理，為下次的施工做好準(zhǔn)備。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，近年來(lái)，隨著我國(guó)建筑行業(yè)的迅速發(fā)展，人們對(duì)相應(yīng)的建筑施工技術(shù)要求也越來(lái)越高。在此過(guò)程中，軟土地基中地基處理人民經(jīng)常遇見(jiàn)的一個(gè)建設(shè)步驟，其質(zhì)量情況與建筑結(jié)構(gòu)的安全、穩(wěn)定性息息相關(guān)。由于地基條件不同，施工人員需要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)情況，選擇合適的地基處理技術(shù)，確保地基承載力和地基變形滿足設(shè)計(jì)要求。