软弱地基处理方法

2013-08-15张丽媛

河南科技 2013年8期

王威张丽媛

(郑州大学土木工程学院，河南郑州 450000)

1 软弱地基的主要处理思路

考虑到实际的施工难度和经济条件，目前地基处理的主要思路是通过改变已有地基土的成分、状态或结构，增强土体结构完整性和稳定性，降低土体含水量，减少孔隙，改善土的分层和流变问题，以增强土颗粒之间的连接、增大内聚力、减小压缩性、增强抗剪强度，来达到改善土体性质的目的。

2 处理软弱地基常用方法

处理软弱地基常用方法主要包括:预压法、换填垫层法、高压喷射注浆法、强夯法、CFG桩法、挤密法、加筋法、深层搅拌法、排水法等，以下主要介绍前5种方法。

2.1 预压法

预压法可以分为堆载预压、真空预压和联合预压法。堆载预压是在建筑场地预先堆载相当于设计荷载大小的重物使地基尽快的排水固结，真空预压通过设置排水竖井，上铺砂层和薄膜，通过抽气使薄膜表面以下一定深度内处于真空状态，水在负压力作用下上升从而达到预先排水固结的目的。当设计地基预压荷载大于80kpa时，应在真空预压的同时施加定量的堆载。

适用范围:淤泥、淤泥质土、冲填土等饱和粘性土地基，主要用来解决地基的沉降及稳定问题。当软土层厚度小于4m时，可采用天然地基堆载预压法处理，当软土层厚度超过4m时，为了加速厚层软土的固结，缩短预压时间，在地基中按一定间距作孔，孔内填砂以形成砂井，然后在地面加铺砂垫层加以沟通，近年来，土工织物日益发展，已开始采用纤维编织的袋装砂井和在排水纸板上发展起来的塑料板排水。对于真空预压工程，以大气压作为预压荷载，对地基土进行抽气，在土中造成一定的真空度，形成大气压力与真空压力的差值作用，将土中一部分水抽出，从而使地基土固结而加固，如果设置排水砂井，还可将孔隙内的水加速排出。

2.2 换填垫层法

换垫层法主要分为两类，一类是在天然底层上直接铺设垫层作为持力层，另一类则是先将原有软弱层挖除，再铺设垫层。其加固原理是根据土中附加应力分布规律，让垫层承受上部较大的应力，软弱层承担较小的应力，换填后的垫层经过分层夯实后，压缩性较低，受力性能较好。

适用范围:适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、杂填土、暗沟、暗塘的浅层处理。换填垫层法施工工艺成熟，方法简单，造价较低，可迅速提高地基承载力，但不适合处理软土层软土层较厚、埋深大的地基，一般换填法的处理深度控制在3m以内，但是也不宜小于0.5m，因为垫层太薄换土垫层的作用不明显，对于地下水位高、易渗水路段，由于抽排水费用高，换填法费用高。

2.3 高压喷射注浆法

高压喷射注浆法属于化学加固法的一种，施工时现将钻机就位进行钻孔，钻孔结束后抽出岩芯管换上旋喷管，边射水边插管，将旋喷管插入预定的深度然后就行喷射，通过控制注浆材料和注浆压力可以处理不同的土质环境，喷射完毕后将浆液换成水在地面喷射，清洗泥浆泵和旋喷管内的泥浆。在进行喷射浆液的过程中，如果喷嘴以一定的速度旋转提升，将形成水泥土圆柱体，若喷嘴只提升不旋转，则形成墙状固化体，这些固化体将与桩间土一起形成复合地基，提高地基承载力。

适用范围:处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、黄土、素填土等地基。当土中土中含有较多的大粒径块石、大量植物根茎或者地下水流速过大和已涌水的工程，要根据现场实验确定其适用性。

2.4 强夯法

强夯法又称为动力固结法，通过起吊设备将10到25吨的重锤提升至10到25米高处使其自由下落，依靠强大的冲击能，在地基土中形成冲击波和动应力，使地基土压实和振密，达到提高强度、降低压缩性、改善砂土抗液化条件、消除黄土湿陷性的目的。

适用范围:处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基;但是对于高饱和度的软粘土，如淤泥和淤泥质土，直接采用强夯法处理，效果很差，应慎用。

2.5 CFG桩法(水泥粉煤灰碎石桩法)

水泥粉煤灰碎石桩简称CFG桩，通过在碎石桩基础上加一些石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌合形成的高粘结强度的桩，并且通过调整水泥掺量及配比，其强度等级可以在C15－C25之间变化，是介于刚性桩与柔性桩之间的一种桩型。

适用范围:CFG桩法既可以用来处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基，还适用于条基、独立基础、箱基、筏基等基础形式，可用来提高地基承载力和减少变形。采用CFG桩法会加快施工进度，可达到较大的加固深度，显著提高软基承载力和减少沉降，但是造价较高，淤泥质地基慎用。

3 软弱地基处理方法的选择

选择处理方法应根据现场调查研究结果，权衡各种方法的优缺点和适用范围，结合当地建筑道路地基处理的经验，同时考虑上部结构、基础、地基的共同作用。同时不同方法对环境的影响不同，如采用填土堆载时要有大量的土料运进运出工地，会影响交通和环境卫生;使用换填垫层法会挤压原有道路、房屋，产生侧向位移或附加沉降;使用强夯法时施工噪音大，靠近居民点会扰民;打灰桩、灌注药物或采用电渗排水时，会污染地下水，应慎重对待。