软土地基处理施工方案(建筑工程软土地基处理常用的施工方法)

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建筑工程软土地基处理常用的施工方法

软土主要是由天然含水量大、压缩性高、承载能力低的淤泥沉积物及少量腐殖质所组成的土。软土是指滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。

一、工程特性

软土工程的特性主要有以下几点：

a、不稳定性。当软土受到扰动时会变成稀释流动状态。

b、高压缩及不均匀沉降。由于软土的压缩系数很大，当垂直压力达到一定值时，软土会发生压缩变形，导致建筑沉降量较大及沉降不均匀。

c、低渗漏性。软土渗透系数小，固结所需时间较长。

d、沉降速度快。

软土地基上的建筑通常沉降量较大且沉降稳定需要的时间较长，所以处理是否合理，将关系到工程质量、进度。因此，科学、合理、有效地选择合适的地基处理方法对工程建设具有重要的意义。

二、软土地基处理方法

换填

当软弱土地基的承载力或变形满足不了设计要求，而软弱土层的厚度又不是很大时，基础地面下处理范围内的软弱土层部分或全部挖除，然后分层换填强度较大的砂或其它性能稳定、无侵蚀性的材料，并压实至要求的密度为止，这种地基处理方法称为换土垫层法，简称为换填法。它适用于处理淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基。对软土厚度小于3米的情况，一般可采用全部挖除换填的方法。对厚度大于3米的情况，通常只采取部分挖除换填的方法。全部挖除换填从根本上改善了地基，不留后患，效果最佳，是最为彻底的措施。

强夯法

它一般是用50t左右的强夯机，将大吨位(100~400KN)的夯锤起吊到6~40米的高度，自由落下，对地基土施加强大的冲击能，在地基土中形成冲击波和动应力，使地基土压密和振密，以加固地基土，达到提高强度、降低压缩性、改善砂土的抗液化条件、消除湿陷性黄土的湿陷性目的。

强夯法施工设备简单，不需加固材料、费用低、周期短，经济易行和节省材料，有利于环境保护等特点。但应注意，强夯法有严格的土质适用范围，主要适用于处理素填土、杂填土、砂土、低饱和度粘土、粉土和黄土地基。软土的饱和度接近1，是不宜使用强夯法的。但在有些地区，软土中夹多层松砂，具“千层饼”状构造，为夯击时高孔隙水压力的消散提供了条件，故成功的实例也不少见。所以，采用强夯法首先应考虑的是地层构造。

土工织物加固法

通过在土层中埋设强度较大的土工聚合物、拉筋、受力杆件等，使这种人工复合的土体，可承受抗拉、抗压、抗剪或抗弯作用，以提高地基承载力，减少沉降和增加地基的稳定。它适用于各种软弱地基。加固法的基本原理是通过土体与筋体间的摩擦作用，使土体中的拉应力传递到筋体上，筋体承受拉力，而筋间土承受压应力及剪应力，使加筋土中的筋体和土体能较好发挥各自的作用。

排水固结法

排水固结法是处理软粘土地基的有效方法之一。基本原理是软土地基在附加荷载作用下，逐渐排出孔隙水，使孔隙比减小，产生固结变形。在这个过程中，随着土体超静孔隙水压力的逐渐消散，土的有效应力增加，地基抗剪强度相应增加，并使沉降提前完成或提高沉降速率。

对于天然地基，该法或是先在地基中设置砂井或塑料排水带等竖向排水体，然后利用建(构)筑物本身重量分级逐渐加载；或是在建(构)筑物建造以前，在场地先进行加载预压。因此，一般排水固结法是由排水系统和加压系统两部分组合而成。排水系统目前主要有袋装砂井和塑料排水板等竖向形式，并辅以砂垫层作横向排水体，而加压系统主要利用建筑物本身重量逐级加载或利用场外材料加载预压。加压系统与排水系统二者缺一不可，没有加压系统，孔隙水不能自然排出，而没有排水系统，孔隙水又不能快速而顺畅地被排出。

这是一种使用多年的方法,至今仍被普遍采用，其主要特点是理论成熟，施工设备简单，费用低。如砂井排水法，对于盛产砂料的地区，当是首选方案。但由于排水固结法需要预压荷载，且预压时间长，对工期紧迫、缺乏压载条件的工程是难以采用的。此外，排水固结法只能加速固结沉降而不能减少固结沉降量，对于对沉降和不均匀沉降要求严格的工程必须慎重选择。

大量的实测资料表明，排水固结法的有效处理深度约为12~15m，超过这一深度，孔隙水压力消散相当困难和缓慢，故设计时应加以考虑。当地基中有下伏透水层时，排水速度将大大加快。

近年来，塑料排水板应用日广，施工机械应以静压插板机为好，而实际工程中多采用振动插入法，这对灵敏度高的软土来说，扰动太大，破坏了软土的结构强度。所以，无论是砂井或塑料排水板,其间距均不易太密。它主要适用于处理软粘土、淤泥和淤泥质土等地基。但当粘土层与有充足水源补给的透水层相间，有大量地下水流入时，或地质条件比较复杂时，不宜采用。

化学加固法

01、水泥土搅拌法

此种方法是通过搅拌机械将水泥或(石灰)等材料与软弱地基土搅拌成桩柱体，这种桩柱体成为水泥粘土桩、石灰粘土桩或某胶结物粘土桩，它具有一定的强度和水稳性。

搅拌桩柱体与四周软土组成复合地基，可以提高地基承载力、提高地基强度、增大地基变形模量，减少地基沉降，阻止水体流动，增强地基的稳定性，阻止地下水的渗透。水泥土搅拌法不仅可以较大地提高地基土的承载力，而且在加固深度内可以减少原地基沉降量的1/3至2/3，沉降较快趋于稳定，在方案选择时，具有明显优势。与其他处理方法相比，水泥土搅拌法一般造价较高，水泥用量大。

适用于处理正常固结的淤泥、淤泥质土和含水量较高的粘性土、粉土等软土地基，用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性时宜通过试验确定其适用性。分为喷粉法(或称干法)及喷浆法(或称湿法)两种，这两种方法的加固机理和设计方法相同，仅施工方法不同，因而从实用条件出发也宜分别采用。

天然含水量小于30%的软弱土层，例如杂填土及粉粒含量高的粉土、砂土宜采用喷浆法；如地基土为天然含水量大于30%、塑性指数大于10的软土则宜采用喷粉法。从搅拌效果看，相对于同样的搅拌时间，喷粉法比喷浆法获得的强度高，且强度离散性小。但喷浆法施工简单，质量容易控制，尤其在加固料的计量方面，水泥浆的计量比水泥粉的计量容易得多。

02、旋喷法

这种方法是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻到设计深度的土层，将浆液或水从喷嘴中高压喷射出来，形成喷射流冲击破坏土层。当能量大、速度快呈脉动状的射流，其动压大于土层结构强度时，土颗粒便从土层中剥落下来，一部分细颗粒随浆液或水冒出，其余土粒在射流的冲击力、离心力和重力等力的作用下，与浆液搅拌混合，并按一定的浆土比例和质量大小，有规律的重新排列，浆液凝固后，便在土层中形成一个固结体，可提高地基承载力，减少沉降，还可起到支挡与防渗的作用。它适用于淤泥、淤泥质土、粘性土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等地基。

03、灌浆法

这种方法是指利用液压、气压或电化学原理通过注浆管把浆液均匀的注入地层中，浆液以填充、渗透和挤密等方式，赶走土颗粒间或岩石裂隙中的水分和空气后占据其位置，一定时间后，浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体，形成一个结构新、强度大、防水防渗性能高的和化学稳定性好的“结石体”。按灌浆理论分为：渗透灌浆、压密灌浆和霹雳灌浆。灌浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高，且地基承载力标准值不大于120kPa的粘性土等地基。

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