软土地基处理技术解析

软土地基处理技术解析

作者：姜建文

来源：《城市建设理论研究》2013年第24期

摘要：本文就软土地基处理技术进行了细致的讲解，阐明了地基处理的目的，总结了一些软土地基处理的基本方法，为以后相关工程的实施提供了借鉴。 关键字：软土；地基；处理技术

中图分类号： TU47 文献标识码： A 文章编号： 1地基处理的目的

地基处理的目的系针对在软土地基上建造工业与民用建筑，进行基坑开挖，隧道掘进等工程或作业时可能产生的种种间题，J诸如沉降、承载力、基坑边坡的稳定，隧道开挖面的稳定、坑底隆起、涌水和流砂等，采取适当的对策，加以处理以改善地基条件。这些对策主要是下述几种类型。

1.1改善剪切特性，即提高抗剪强度，固结松软地层，提高承载能力和稳定性。减少主动土压力增加被动土压力。

1.2改善压缩性能，即减少丛础、构筑物及邻近房屋建筑、进路、地下管线的沉降量和不均匀沉降值。

1.3改善透水性，即降低地层的渗透性以防止渗水、涌水、涌砂和减少水压力。 1.4消除区域性土的湿陷性、膨胀性和冻胀性。 1.5弥补因设计或施工所造成的缺失部位。 2地基处理的应用范围

地基处理既司作为一种永久性的措施亦可作为一种临时性的、辅助性的措施在下述范围内加以应用。

2.1基础处理:对工业与民用建筑或其他构筑物基础下适应范围内的地层进行处理以提高其承载能力，同时减少其沉降量。

2.2基坑开挖:对各类基坑开挖中的挡上支护结构进行补强或取而代之，以经处理后的地基作为挡土支护结构。当在支护结构外侧的地基进行处理时，其目的在于降低作用在支护结构上

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的主动水土压力。有时仅用以切断地下水的水流，防止涌水、涌砂。当在支护结构内侧的地基进行处理时，其目的在于提高地基的被动土压力以减少支护结构的变形和位移。当在基坑底部的地基进行处理时，其目的在于保持坑底稳定，防止隆起、管涌等可能危及基坑安全以及支护结构的过量位移、变形。

2.3隧道开挖:对各类隧道开挖过程中所穿越的地层进行处理，防止涌水、涌砂，稳定开挖面，防护隧道上方的管线、道路、房屋、构筑物等等。当在十分软弱的地层中，有时还可通过地基处理改善隧道衬砌结构的受力情况，提高地层的抗力。

2.4竖井开挖:对各类竖井的开挖，尤其是在十分软弱的地层中或深度很大且地下水甚为活跃的地层中开挖竖井往往要对井壁外周的地基进行处理才能确保开挖安全。有时为保护邻近管线、房屋或构筑物亦需进行地基处理。

2.5边坡稳定:对各类放坡开挖工程的边坡，有时对工程附近，可能危及工程安全的自然坡，需要进行地基处理才能保持边坡的稳定，防止滑坡。 3地基处理的基本方法 3.1置换法

这是一种最为简单、原始的地基处理方法。其基本原理就是挖除不良的地毖，诸如十分软弱的淤泥、暗洪暗沟、腐蚀质含量过高的人工填土、湿陷性黄土等等，用其他材料回填密实。用于置换的材料因地而异，因事而异。一用好土置换是最普通的，但必须严格控制回填土的含水量和压密程度。在地下水较深的地方常用三七灰上分层夯实作为置换材料。有条件时用砂、粉煤灰、石屑、碎石作为回填材料，其效果更住。当不良地尽埋藏较深，不易挖除时，则常用其池方式加以置换，如振冲、砂桩等。 3.2加筋法

这是一种在软弱地层中采用其他材料对薄弱区域予以加强的办法。例如采用土钉S01L NAIL、微型桩MICRO PILE,高强度塑料条带等作为加筋以增强地层的稳定性，减少或防止土体变形。

所谓土钉实质上是密布在土层中的钉子。钉子通常是一个由水泥砂浆裹着的螺纹钢筋所构成的小桩，桩径一般为10-15cm,既司是垂直的，又可倾斜的，倾角视需要而定。它的做法是先用钻姆在地层中形成孔洞，往孔中注入水泥砂浆并插入一根螺纹钢筋即成。

所谓微型桩本质上和钻孔灌注桩是相同的，所不同的是其直径介乎钻孔桩和土钉之间，通常为20-30cm。因直径比土钉为大，故用混凝土取代水泥砂浆，用钢筋笼取代单根螺纹钢筋。微型桩有时亦称树根桩ROOT PILEo在土中放入高强度塑料条带或其他网状、带状材料利用土

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颗粒和加筋材料之间的摩擦力使地基卜得到补强，形成整体的办法在国外多用于挡土墙、边坡或高填土的补强。 3.3预压法

预压法或谓为预固结法，即在构筑物建造之前就用比设计荷载为大或相当的荷载施加于需处理的地基之上，促使地基产生固结，从而提高其强度，减少今后的沉降值。因施加荷载的方法不同，预压法又可分为加载预压和真空预压两大类。加载预压通常是在天然地基上填土或堆重物加载，有时为加快地基的固结，亦可加设砂井或塑料排水板。真空预压通常是地层中产生真空，利用大气压力进行加载的方法。为在地层中产生真空，必须利用井点法。凡地表有一层天然弱透水性地层时，利用井点在地层中形成的真空度，就可达到预压目的。当地表缺失弱透水层时则需在地表铺设塑料膜以防漏气。真空预压的膜下或地层中的真空度宜保持80kpa以上，如能保持这个真空度，无异于在地表堆放76.5kN/m的荷载。用井点实施真空预压，还具有排水固结的作用。

预压法适用于粘性土的地基如冲积层及吹填层等，一般多用于贮液罐、构筑物、建筑物的地基处理。当用于贮液罐基础，主要为增加地基强度和完成沉降;当用于构筑物或建筑物，且作为天然地墓时，主要是提高地基的承载力和完成沉降，而作为桩基础时，主要是消除基桩表面的负摩擦力;当用于路基等高填土时，主要是完成沉降。 3,4强夯法

用强夯法处理地基的基本原理和用传统的夯实法是相同的，都是利用夯锤落下的动能所转化而成的夯击能压实、固结影响所及的土层。所不同的是强夯法所用的夯锤重量特大，通常为10-20t有时更可高达40t，以致必须用吊车才能起吊。夯锤的落距甚至可达30m。由于单击的夯击能可达12OOOkN/m，因之有效加固深度可达10m以上，地表可沉下1m以上。 强夯法一般适用于碎石土、砂土、低饱和度的粉土和粘性土。对于饱和度较高的粘性土，一般加固效果不显著，但可往夯锤形成的坑穴中回填砂、石料在表层起动力置换的作用。 3.5砂井法和塑料板排水法

砂井法和塑料板排水法都是在软粘土地层中用人工埋设的砂井或塑料排水板形成垂直排水通路，人为地为软粘土的固结提供排除孔隙水的条件。在软粘土地基上建造房屋、构筑物或进行填土、堆料时，地基会因固结和剪切变形产生很大的沉降，甚至会产生破坏。根据土壤固结理论，软粘土固结所需的时间与排水距离的平方成正比。由此可见用砂井或塑料排水板来减少软粘土地基固结的排水距离是缩短固结时间，及早得到处理的简便办法。打设砂井的典型方法可分为套管法和射水法，前者和砂桩施工相似，后者和井点施工相似。打设塑料排水板的方法亦可分为套管法和裸打法两种。 3.6石灰桩法

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石灰桩法是在软粘土中用人工形成圆柱状的充满生石灰块的桩体。处于软粘土层中的生石灰一方面吸收邻近土中的孔隙水，使土的物理力学性能得到明显的改善;另一方面体积产生膨胀，进一步将周边的粘土挤压密实。最终形成强度大为提高的复合地基。

石灰桩的打设方法基本上和打设砂井相同，就是将管端装有自动启闭管靴的钢套管用落似。打设塑料排水板的方法亦可分为套管法和裸打法两种。锤、柴油锤或振动锤打到设计深度。待套管打入后，接着向套管顶部投入生石灰，其粒径为30mm以下。生石灰投料后在管顶送入压缩空气，一面拔管，一面压出生石灰，最后形成石灰桩。用石灰桩处理软粘土，效果十分明显，但在砂性上中以及在超高含水量的地层中，其效果并不理想。 4结论

软土地基在工程中非常常见，也是技术处理中的一个非常关键的环节，如何做好软土地基的处理已经显得尤为重要。随着技术的进步，这些难题都会随之解决的。 参考文献

[1] 陆跃飞,软土路基沉降灰色预测模型的几个关键问题研究,2008,3:38. [2] 祝启坤,张小敏.地基处理方案的模糊优化.水文地质工程地质,2002,(5).