建筑基礎工程建設中軟土地基施工技術研究

文／陳翼顯 招商局蛇口工業區控股股份有限公司 廣東中山 528403

引言：

伴隨著城市化進程的不斷加快，建筑工程越來越多，而當前的建筑工程主要是以高層建筑為主，高層建筑的建筑技術標準要和要求更高，在施工建設的過程中，必須建立起更加科學完善的技術保證體系和使用質量管理體系。其中基礎工程是高層建筑施工的重要組成部分，是整個高層建筑施工技術實施和質量管理的基礎部分。而在建筑基礎工程施工當中，軟土地基的處理非常重要，處理不當會極大的影響建筑工程的施工進度和質量，甚至會威脅施工安全和建筑使用安全。伴隨著施工技術的不斷進一步軟土地基處理，技術也在不斷的提升，新的處理技術不斷出現。但是在應用的過程中，依然需要針對具體情況進行選擇，所以有必要對軟土地基施工進行更加深入細致的探討與分析。

1、軟土地基的特性分析

所謂的軟土地基是指地基強度達不到規定的標準和要求，整個地層過軟，無法進行基礎施工。軟土地基的形態是多種多樣的，在實踐當中主要是因為土質過于松軟或者是因為流水等諸多因素導致的。其特點主要集中在以下幾個方面。第一，低透水性，所謂的低透水性是指軟土地基因為空隙比較多，具備較強的儲水功能，含水量超過了規定的標準，其中的水分不能像周邊滲透，導致地基強度偏低并呈現不穩定性的特征。第二，不可預測性，正常的地級市可以預測，包括沉降預測等等，但是軟土地基的預測受多種因素的影響，主要是環境因素的影響，預測與實際狀況可能會存在較大的偏差，比如說在建筑工程基礎施工當中，由于施工因素的影響，打破了原有的固態結構，導致土壤液化或軟化，這種情況下根本無法進行基礎施工，如果進行基礎施工，會對整個結構的平穩性和安全性造成不利影響。第三，可壓縮性，可壓縮性也是軟土地基的一個非常重要的特性，因為軟土地基的質地較軟，其中存在的空隙比較多，所以說在壓力的作用下可以被壓縮，壓縮以后可以將其中的水分擠出來。如果施加一個無法承載的重力軟組織，機會發生明顯的沉降，而沉降超標是威脅建筑安全的一個最重要的因素之一。

2、軟土地基對建筑的影響及施工目的

2.1 軟土地基對建筑的影響

2.1.1 引發地基沉降

從建筑工程施工的角度來講，地基沉降是威脅建筑工程施工安全和施工質量的最重要的因素之一，為了保證施工安全和施工質量，必須最大程度的控制地基沉降，將其控制在一個合理的范圍之內。當然任何情況下都會發生一定的沉降，但是沉降在規定的范圍之內，其對建筑安全和建筑質量的影響是非常小的，但是如果沉降超標及對建筑安全和建筑質量的影響就會比較明顯。軟土地基具有明顯的可壓縮性的特性，從前面的分析中可以看出，如果是加一個超出其承載能力的壓力，就會發生明顯的沉降。如果不對軟土地去進行處理，在軟土地基上進行建筑基礎工程建設，施工過程中，因為沉降可能會出現裂縫等諸多施工質量問題，嚴重的情況下，可能會出現斷裂等施工安全問題。當然，如果當時地基沉降雖然超標，但是超標不是很多，這種情況下也可能基礎施工完成以后，進入主體工程施工的時候出現沉降加劇，最終影響建筑結構的穩定性也給后期的維護維修工作帶來諸多不便。

2.1.2 損害工程結構

從建筑工程施工建設的角度來講，要想保證建筑工程的施工質量，必須保持工程結構的穩定性，因為每一個建筑工程的受力分布都是經過精心的測算的，但是這種計算都是建立在地基穩定性的前提和基礎之上的。如果說地基的沉降超出了規定的標準和要求，這種情況下整個建筑的受力點和結構力學分布都會發生相應的變化，如果出現了應力集中，可能會對整個工程結構帶來不利影響。這不僅體現在施工過程中，在使用過程中也是如此。比如說在施工過程中，因為雨天地下水位上升，地下水長期堆積在某一個位置，基礎的受力結構出現變化以后，其沉降超標較為明顯，已完成施工部分的結構穩定性就會受到很大的影響。當然，即便是工程施工結束以后，地基沉降超標也會出現這一問題，并且施工結束以后這些問題更加明顯。在沉降超標的作用之下，可能會出現開裂等嚴重的質量問題，有的質量問題可以通過維修的方式解決，但是更多的質量問題無法通過維修的方式解決，這種情況下，如何保證建筑的使用安全就成為項目施工建設單位需要解決的一個核心問題。

2.2 軟土地基施工的目的

2.2.1 提升地區的抗剪強度

傳統積極的生活目的有很多，但是其中一個最重要的事故目的就是提高底氣的抗減強度。從軟土地基施工建設的角度來講，在基礎工程施工當中，隨著開挖深度的增加，受到土層壓力的影響越來越明顯，如果軟土地基抗剪力不強，或者受到其他外力破壞作用，會出現坑底隆起、邊坡試問坍塌等嚴重施工安全問題。解決這個問題的關鍵就是先對軟土地進行處理，在處理過程中增加源頭，積極的抗檢能力，焊接能力提升了，這些因素對整個工程施工安全的影響就會降低。

2.2.2 降低地基土的壓縮性

從前面的分析中可以看出軟土地基具有可壓縮性的特性，而可壓縮性特性是導致軟土地基在載荷超標的情況下出現沉降超標的關鍵。衡量軟土地基的壓縮性，主要是通過壓縮模量進行的，壓縮模量越大，其可壓縮性也就越強。而不均勻沉降是導致建筑開裂或塌陷等嚴重質量問題的主要原因之一。所以在軟土地基施工的過程中，首先需要解決的就是壓縮性過大的問題，在技術上降低軟組織積極的可壓縮性，增加元素機器的抗壓性能，這是失誤當中需要解決的關鍵問題。解決這個問題的方法有很多，比如說灌注混凝土或者是換填等方式就行。當然，選擇具體方式的時候，需要根據軟土地基的特性進行，充分體現出軟土地基的特點。

2.2.3 改善地基的透水特性

軟土地基的形成原因是比較復雜的，含水量過高地下水位過高都是軟土地基形成的一個主要原因。而在地質勘測過程中，在施工區域內不可能對所有地方的地下狀況進行全面細致的勘測，這種情況下當工程位于水源地附近或者是受地下水侵蝕地基的情況下，都可能會遇到軟土地基的施工問題。軟體地基具有明顯的透水性特性，而透水性過高會對基礎工程施工的安全造成極大的影響，也會影響基礎工程和施工制度。比如說在施工區域內軟土土層內夾有薄層粉砂或者是粉土，在失誤的過程中會發生觀影或流沙現象，這對基礎施工人員的施工安全會帶來巨大的隱患。當然從施工質量的角度來講，如果說水分過多，受壓力等作用的影響，可能會出現邊坡失穩導致坍塌的施工，安全問題的出現。所以說解決軟土地基問題的關鍵在于改善其透水性，比如說通過排除積壓水的使用是先將施工區域內的地下水水位降到軟土地基以下，或者是在施工當中通過人工方式或自然沉降的方式，減少軟土雞雞的透水性等等。

3、建筑基礎工程中軟土地基施工處理技術

3.1 換填法

換填法是指將的承載力不符合建筑基礎工程施工標準和要求的部分，置換成能夠滿足建筑工程施工的標準和要求的土壤，達到建筑基礎工程的施工標準和要求。換填法在使用的過程中要先根據地質勘探的結果，確定軟土地基的具體范圍，在確定具體范圍以后，將承載力較弱的部分挖除，然后再置換成承載力較好的土層。從這種技術施工的角度來講對軟土地基的性質沒有過多的要求，包括濕陷性黃土、淤泥土等在內的軟土地基都可以使用這種方法解決。回填材料的必須要具備較好的承載力，常選擇的回填料，包括碎石、卵石和粉煤灰等，這些回填料的質地比較堅硬，粒徑比較粗，或者是性質相對比較穩定，并且獲取的成本相對比較低，回填以后不容易與地基土層當中的成分物質發生業應，回填以后還需要經過壓實，經過壓實以后他們的承載力基本上可以達到規定的標準和要求。但是這種方法在使用的過程中也存在著一定的弊端，因為挖掘和回填的工程量比較大，植物的成本比較高，在這種情況下如果是大型的建筑基礎工程，在施工過程中采用這種方法其施工成本是非常高的。所以一般情況下只有中小型建筑基礎工程，并且軟土層相對比較薄的情況下才使用這種方法。在回填的過程中，一般采用分層回填的方式，每一層都需要進行壓實，在每一層壓實并達到規定標準和要求以后，才能進行下一道工序的施工，整個施工過程相對比較繁瑣，施工時間比較長。所以說一般情況下大型建筑基礎工程施工當中很少使用這種方法來處理軟土地基。

3.2 樁基處理法

樁基礎語法也是建筑基礎施工當中軟土地基處理技術的一種重要方法，相對于換填法這種處理方法和技術在施工效率等方面要高得多。裝機處理法是在施工當中通過注漿或噴射的方式打造樁基，樁基穩定并凝固以后可以轉移部分地區的承受荷載，地基的承受荷載減少了，其變形的概率也就會明顯下降。當然裝機也可以與地區形成一個穩定的樹立整體，樹立的過程中主要是以樁基為主，以地基為輔，所以可以在短時間之內提高地基的承載能力，使地基能夠在較短的時間內達到建筑基礎施工的標準和要求，對后續施工創造良好的條件。在樁基處理法當中，樁的類型有很多，主要包括鉆孔灌注樁，這種主要是以鋼樁、灌注樁和混凝土預制樁等形式進行。其中鉆孔灌注樁在實踐當中運用的最為廣泛，這種施工技術在施工的過程中先用鉆孔機鉆孔成孔以后，然后灌注混凝土，在混凝土固化以后形成樁基，從而對施工區域內的地基起到加固作用。當然也可以使用預應力管樁，在使用的過程中先進行測量確定樁的位置，然后再進行打樁作業，安裝預應力管樁，從而提高整個地基的承載能力。在這一過程中，為了提高施工的效率，可以使用液壓操控的設備進行輔助作業，相對于換填土法這種方法的施工效率非常高，可以較好的保證工程的施工進度及目標的實現。當然這種使用技術的施工復雜性比較高，施工過程中需要耗費大量的施工材料，所以說施工成本相對于換填法也是居高不下，但是其在增強地基承載能力上的效果卻非常明顯，尤其是可以較好的保證基礎工程的施工進度，為后續施工的開展創造良好的條件。并且這種施工技術方法適用于大多數軟土地基的處理，其實是優秀，比較高。

3.3 強夯法

強夯法也是建筑基礎工程，軟土地基處理當中的一種常用技術之一，這種方法的施工技術原理比較簡單，也就是通過強制方式的方式，提高地基的承載能力，對地基強度的改善效果也非常明顯。在施工的過程中，一般都是使用80 ～400 平的重錘，使用吊裝設備將其吊裝到一定高度以后，借助于重錘的重力自由落體以后與地基產生強大的沖擊，從而使地基發生物理力學性質上的變化，在航機的作用之下提高凸起的強度、密度和濕陷性，解決土壤當中的不良空氣問題，使整個土壤部分更加密實，通過業復的行情作業，可以顯著提高土壤的強度和承載力。但是這種方法在實驗當中具有明顯的限制，適合使用這種方法的軟土地基非常少，一般情況下只適合黃土地基、低飽和度的粉土與黏土、沙土地基等，這些軟土地基的一個非常重要的特性就是含水量比較低，如果含水量比較高的軟土地基是不適合采用這種方法的，比如淤泥質土地基，這種地基的含水量非常高，即便是進行搶行作業，也很難改善和提高氣象。另外，夯擊機械設備的選擇和使用等對作業效果的影響非常明顯。

3.4 DDC 灰土擠密法

這種方法在實踐當中并不是很常見，但是也是處理軟土地基施工問題當中一個非常重要的方法和手段，并且這種方法在使用的過程中不能單獨使用，一般需要與強夯法配合使用才能達到預期的效果。在使用的過程中要先在地基內鉆眼打孔，然后將灰土分層夯入的深口當中，將地基土夯實成樁，然后進行業復的沖擊基樁，這樣樁中間的土壤能夠與樁緊密的結合在一起，成為一個緊密的受力體，從節目情況來看是一個比較典型的復合地基，這種地基的穩定性也比較高。這是因為灰土具有吸收水分的特點，其打入到地基當中可以快速的吸收土壤當中的水分，借以改善土壤的含水量，當土壤的含水量降低到醫院標準以后，其承載能力就會明顯的下降。從這種方法的使用情況，配合強夯法在實踐當中可以起到不錯的應用效果，非常適合在濕陷性黃土地區使用，可以顯著的解決軟土地基濕陷問題。但是這種方法在使用的過程中，那些存在一定的性，如果含水量非常高，這種情況下也不適合這種方法，只有在含水量超過一定標準，但是并不是很嚴重的情況下。另外這種方法的作業過程也比較復雜，生物量也比較多，施工成本控制也是一個非常難的問題。

4、建筑基礎工程軟土地基處理技術施工建議

4.1 根據工程的施工建設情況選擇合理的施工方案

從前面的分析中可以看出軟土地基的處理技術有很多不同的屬于基礎適合的軟土地基，實際狀況也存在較大的差異，選擇不斷可能會影響軟土地基的處理效果。所以說在軟土地基處理的過程中，必須根據工程的實際狀況來選擇合理的處理技術。當然同一種軟土地基可能適合不同的軟土地基處理技術，這樣在選擇的過程中需要考慮以下幾點。第一，技術的應用成本，不同的軟土地基處理技術的成本存在巨大的差異，有的軟土地基處理技術的施工成本比較高，有的可能比較低，在使用的過程中，需要根據現場的不同狀況進行選，項目部再根據前期地質勘測情況的相關數據和資料的基礎上，可以制定多個軟土地基處理方案，然后再對不同的元素地基處理方案進行比較分析，從而選擇出一個最佳的處理方案。第二，要適當的考慮項目部的施工經驗和所需的施工機械設備，從軟土地基處理情況來看一些軟土地基處理技術和方法，需要借助于一定的施工機械設備，才能進行有的施工器械設備，可能項目部并沒有需要對外租賃才能滿足施工建設的要求，有的軟鎖基金處理技術，可能項目部并沒有此方面的施工經驗，在缺乏施工經驗的情況下就需要盡量避開此種施工方法，因為如果在缺乏經驗的情況下，應用可能會出現應用失誤導致軟土地基的處理效果不見。第三，要考慮施工成本問題，施工成本是任何一個軟土地基處理過程中都需要考慮的一個因素，有的人土地基處理項目的施工成本比較高，有的施工處理技術相對比較低，要綜合考慮軟土地基的處理技術效果的基礎上，從眾多的方案當中選擇最優成本控制方。當然，在選擇的過程中施工工期也是需要考慮的一個因素，因為只有完成了軟土地基的處理，才能為后續的基礎工程施工創造良好的條件。

4.2 重視和加強現場施工質量管理

從建筑基礎工程軟土地基處理的角度來講，即便是項目部制定了比較詳細的施工方案，所制定的施工方案也確實能夠解決軟土地基問題，但是從施工實踐的角度來講，這些方案是否能夠發揮出應有的作用與施工質量有密切的關系，如果施工質量不達標，很難真正的做好施工質量管理工作，所處理的軟土地基可能仍然不能滿足基礎工程施工的標準和要求，在這種情況下只能進行再次返工。為了避免返工的情況出現，就必須做好軟土地基處理過程的現場施工管理工作。項目部應該指派現場負責人，具體負責施工過程中的質量管理與控制，對軟土地基處理的每一個環節進行精確的分析，并認真做好施工質量檢查工作，當然在施工現場還要與施工監理做好協同和配合，因為施工監理是現場施工質量管理的重要參與者，在具體的施工技術控制與質量管理工作當中，要積極聽取施工監理的意見。當然項目部還要制定詳細的施工質量管理責任體系，對參與現場軟土地基處理的所有施工管理人員和建設人員進行有效的管理和控制，通過項目部制定的績效考核指標體系，對他們的工作過程和效果進行全面細致的評價，確保他們在工作當中能夠認真履行自己的工作職責，為實現預期的工程質量管理目標創造良好的條件。

結語：

總之，建筑基礎工程軟土地基處理是一項非常復雜，系統的工作在施工過程中對項目部的施工能力和水平要求比較高。項目部必須根據地址勘測情況，制定詳細的軟土地基處理方案，在對軟土地區進行技術處理以后，進行詳細科學的城鄉建設，在沉降監測達標以后才能進行基礎施工，只有這樣才能為基礎工程施工創造良好的條件，確保工程施工質量達到規定的標準和要求。