軟土地基處理方法的選擇
文章編輯：【河南中豫強夯基礎工程有限公司】發布日期：2023-10-18 14:33:53
各種地基處理方法有各自的機理和適用范圍，在選擇處理方法時，須根據地質條件、上部結構類型、使用要求、對周圍環境的影響、材料供應情況、施工條件以及技術經濟指標等因素作綜合考慮，做到技術先進、經濟合理、安全適用、確保質量。
1、選擇地基處理方法的步驟：地基處理方案的確定可按下列步驟進行
1）準備工作：根據實際情況，搜集詳細的工程地質、水文地質及地基基礎的設計資料。
2）初選方案：根據結構類型、荷載大小及使用要求(即處理目的)，結合地形地貌、地層結構、土質條件、地下水特征、周圍環境和相鄰建筑物等因素，初步選定幾種可供考慮的地基處理方案。另外，在選擇地基處理方案時，應同時考慮上部結構、基礎和地基的共同作用；也可選用加強結構措施(如設置圈梁和沉降縫等)和處理地基相結合的方案。
3）比較確定：對初步選定的各種地基處理方案，分別從處理效果、材料來源及消耗、機具條件、施工進度、環境影響等方面進行認真的技術經濟分析和比較。根據安全可靠、施工方便、經濟合理等原則，因地制宜地選擇最佳的處理方法。必須指出：每一處理方法都有一定的適用范圍、局限性和優缺點，沒有一種處理方法是萬能的，必要時也可選擇兩種或多種地基處理方法組成的綜合方案。
4）進行現場試驗和試驗性施工：對已選定的地基處理方法，應按建筑物重要性和場地復雜程度，可在有代表性的場地上進行相應的現場試驗和試驗性施工，并進行必要的測試以驗算設計參數和檢驗處理效果。如達不到設計要求時，應查找原因、采取措施或修改設計以達到預期效果。
2、幾種常用處理方法的討論比較：以下就國內目前常用的幾種方法進行實用性討論和比較
1）排水固結法：這是一種使用多年的方法。至今仍被普遍采用，其主要特點是理論成熟，施工設備簡單，費用低。如砂井排水法，對于盛產砂料的地區，當是首選方案。但由于排水固結法需要預壓荷載，且預壓時間長，對工期緊迫、缺乏壓載條件的工程是難以采用的。此外，排水固結法只能加速固結沉降而不能減少固結沉降量，對于對沉降和不均勻沉降要求嚴格的工程必須慎重選擇。大量的實測資料表明，排水固結法的有效處理深度約為12.15m，超過這一深度，孔隙水壓力消散相當困難和緩慢，故設計時應加以考慮。當地基中有下伏透水層時，排水速度將大大加快。近年來，塑料排水板應用日廣，施工機械應以靜壓插板機為好，而實際工程中多采用振動插入法，這對靈敏度高的軟土來說，擾動太大，破壞了軟土的結構強度。所以，無論是砂井或塑料排水板，其間距均不易太密。
2）水泥土攪拌法：水泥土攪拌法是最新軟土加固方法之一，分為噴粉法(或稱干法)及噴漿法(或稱濕法)兩種，這兩種方法的加固機理和設計方法相同，僅施工方法不同，因而從實用條件出發也宜分別采用。天然含水量小于30％的軟弱土層，例如雜填土及粉粒含量高的粉土、砂土宜采用噴漿法；如地基土為天然含水量大于30％、塑性指數大于10的軟土則宜采用噴粉法。從攪拌效果看，相對于同樣的攪拌時間，噴粉法比噴漿法獲得的強度高，且強度離散性小。但噴漿法施工簡單，質量容易控制，尤其在加固料的計量方面，水泥漿的計量比水泥粉的計量容易得多。水泥土攪拌法不僅可以較大地提高地基土的承載力，而且在加固深度內可以減少原地基沉降量的l/3至2/3，沉降較快趨于穩定，在方案選擇時，具有明顯優勢。與其他處理方法相比，水泥土攪拌法一般造價較高，水泥用量大。所以，尋求更經濟合理的配方以降低工程費用，是亟待解決的課題。目前國內有些單位已著手研究，例如在水泥中摻入粉煤灰、生石灰等，取得良好效果，但對適用地層、材料配方等方面尚有待繼續研究。還須指出的是，水泥土攪拌法所獲得的加固體雖成樁形或柱形，人們常稱為攪拌樁或粉噴樁，但決不能理解為樁基，將它視為復合地基更為妥當。因此，這些加固體即使在某些部位有缺陷，卻不影響整體加固效果，這與樁基是完全不同的。
3）強夯法：亦稱動力固結法，近年來用強夯法處理地基的工程較多，有成有敗，因而學術界和工程界爭論較多。強夯法施工設備簡單，不需加固材料，費用低、周期短。但應注意，強夯法有嚴格的土質適用范圍，主要適用于處理素填土、雜填土、砂土、低飽和度粘土、粉土和黃土地基。軟土的飽和度接近1，是不宜使用強夯法的，但在有些地區，軟土中夾多層松砂，具“千層餅”狀構造，為夯擊時高孔隙水壓力的消散提供了條件，故成功的實例也不少見。所以，采用強夯法首先應考慮的是地層構造。
4）振動碎石樁法：碎石樁法是在砂井基礎上發展起來的，與砂井不同的是，碎石樁不僅具有砂井的排水固結作用，而且具有置換擠密作用，故亦稱振沖置換法及振沖擠密法。振沖置換法適用于不排水抗剪強度大于20Kpa的粘性土、粉土、砂土和填土地基；振沖擠密法適用于粘粒含量小于10％的松散砂土或粉土地基。對于軟土地基，由于軟土側向約束作用微弱，透水性差，高靈敏度的軟土被“擠密”破壞了原結構，以致達不到預期的加固目的，故失敗的工程亦不鮮見。所以采用時必須十分慎重，并進行仔細的方案比較。
5）石灰樁法：利用生石灰加固土體在我國具有悠久的歷史，在盛產石灰的地區，當是一種首選方法。但石灰樁法在國內仍未推廣使用，其主要原因是施工機具和施工工藝尚不能滿足要求。據研究，解決石灰樁的“軟心”問題，必須在石灰中摻入粉煤灰等其他摻入料，投入孔中的石灰必須粉碎并壓密，以提高樁身強度。生石灰的運輸、保管都比較困難，這些涉及施工機具和施工工藝問題都有待解決。
6）鋼渣樁法：利用工業廢料鋼渣制樁是近年來采用的新方法之一，與水泥土攪拌法一樣，也是一種復合地基。有人擔心鋼渣的后期膨脹作用，作為換土墊層，鋼渣宜作一定處理，如令其充分膨脹再使用，作為制樁材料，這種膨脹、吸水作用顯然有利元弊。采用鋼渣樁法應注意：鋼渣來源應就地取材，否則，運輸費過大，造價提高，失去“價廉”的優越性；鋼渣化學成分不穩定，各鋼廠的鋼渣成份差別很大，使用前應作調查研究；鋼渣必須粉碎，保證合理的粒徑級配。
最后，必須強調指出：上述加固處理方法的選擇采用，均應周密考慮多方面的因素。在軟土土質方面，對滲透性與靈敏度更應予以重視，因為這些特殊性常常成為一些方法成敗的關鍵。只有在特殊條件下才能采用強夯、振沖樁、電滲、硅化，在軟土含砂較多而有較強的滲透性，或不因受沖擊、擾動而強度有較大的降低時，才有可能取得較理想的效果，所以采用這些加固方法時應特別慎重，應周密考慮多方面因素的影響。
