浅论建筑工程软弱地基处理方法
目前城市内部高层及超高层建筑不断增多，对建筑基础也提出了更高的使用要求。软弱地基对建筑物基础造成的危害较大，必须对其采取科学合理，行之有效的处理措施。本文首先概述了软弱地基加固处理的意义，进而介绍了软弱地基的土体性质，提出了软弱地基的工程加固处理方法，可以为施工人员结合实际情况进行软基处理提供合理可靠的参考。
标签：城市道路 软弱地基 处理措施
0 引言
随着我国城市建设的发展，城市用地需求不断增长，为了合理利用城市有限的土地资源，如何在地质条件较差的软弱地基上进行建筑物施工，成为建筑工程研究热点。由于建筑物尤其是高层建筑荷载较大，对变形要求也较为严格，但是软弱地基的承载力难以满足建筑物基础承载力以及变形的设计要求，必须采取科学的处理措施对软弱地基进行加固。
1 建筑工程软弱地基处理的意义
由于软弱地基的持力层含有淤泥质土以及部分冲填上、杂填土及其它高压缩性土，承载能力较差。在软弱地基上修筑建筑物是，尤其是高层建筑，由于对地基造成的荷载压力较大，很容易产生较大的沉降量或者不均匀沉降，从而影响建筑物的正常使用，甚至造成安全事故。为了工程竣工后的建筑物使用安全，我国《建筑地基基础设计规范》规定，当地基为高压缩性土，其标准压缩系数应大于0.5MPa时，单层排架结构柱基的沉降量为200mm；高耸结构基础的沉降量，当建筑物的高度小于l00-250m时，地基变形允许值为400-200mm。实际上，建筑物的均匀沉降并不会导致建筑物出现严重问题，可以通过预估沉降值，并提高地坪标高的方法解决。然而当建筑物地基产生较大的沉降时，容易导致不均匀沉降时，从而造成墙体开裂等工程事故。因此，必须对软弱地基采取科学合理的施工措施加以处理。
2 建筑工程软弱土基的特性
软弱土基是指地基持力层中含有淤泥、淤泥质土、部分冲填土和杂填土以及其他高压缩性土。软弱土基具有以下特性：
2.1 软弱地基土质具有含水量较高、孔隙比较大的特点。由于软土成分主要由粘土粒组以及粉土粒组组成，而且内不含有少量的有机质。软土含水量一般在35~80%左右，空隙比介于1~2之间。
2.2 软弱地基土具有较强的结构性，软土土体絮状结构受到扰动以后容易破坏，导致土体强度显著降低，甚至流动失稳。因此在高灵敏土基上进行地基处理
时，应尽可能的避免土体扰动。软土扰动后，随着时间的延长强度会逐步恢复，但难以恢复至原来水平。
2.3 软土地基土质压缩性高，透水性能差。软土的压缩系数一般在0.5-1.5 MPa-1之间，随着液限的增大，其压缩性也逐步提高。由于软土含水量较高，因此软土渗透性小，其竖向渗透系数在10-6~10-8cm/s左右，因此土层难以在短时间内靠自重或荷载作用下达到完全固结。
2.4 软土抗剪强度较低，土体具有明显的流变性。根据相关试验结果，软土天然不排水抗剪强度值变化范围在5-25kPa，有效内摩擦角20~350。在持续荷载的作用下，软弱地基够排水固结可以使抗剪强度发生显著变化，排水固结速度越快，软土强度提高越大。软土承受剪应力作用下，会缓慢产生剪切变形，导致抗剪强度的降低。大量工程实测数据表明，软土土中孔隙水压力消散后，地基基础仍会继续沉降。
3 建筑工程软弱地基处理方法
软弱地基对建筑工程极其不利，由于其承载立即变形不能满足设计要求，通常需要采取加固处理。软弱地基处理必须结合工程实际情况，综合考虑材料来源，施工机具以及施工条件等确定处理方案。根据地基处理的作用机理，可以分为以下几种形式：
3.1 换土垫层法。换土垫层法通过将基础浅层的软弱土层挖去，回填力学性能较好，强度较高的砂石材料等，并分层碾压或夯至密实的地基处理方法。根据回填材料可以分为砂垫层、碎石垫层、灰土或素土垫层以及矿渣垫层等。通过换土垫层法可以有效提高持力层的地基承载力，通过以抗剪强度较高的建筑材料置换基础浅层的软弱土，可避免提高地基强度，避免破坏。换土垫层法可以减少地基沉降量，由于换填的砂垫层或其它垫层，对荷载应力加以扩散，可以有效减少下卧层土体的沉降量。换土垫层也可以起到，加快软弱土层的排水固结，改善土体抗液化的性能。
3.2 排水固结法。排水固结法适用于处理厚度较大的饱和软土和冲填土地基，通过布置垂直排水井，改良地基排水条件，并采用加压抽气抽水渗电等措施，加速土基排水固结以及提高整体强度，从而达到提高土基承载力，降低地基沉降的目的。排水固结法一般有堆载预压法，真空预压以及电渗排水法，排水固结法需要有预压的荷载以及时间条件。根据理论研究表明，粘性土固结所需时间与排水距离平方成正比，因此，增加土层排水途径，缩小排水距离，可以有效加速土层固结。
3.3 振密挤密法。通过挤密或振动使深层土密实，砂桩是利用打桩机在松散的砂性土或人工填土中冲击或振动成孔并灌填砂料后形成的桩体。在成桩过程中，由于以周围砂性土产生了挤密作用，或同时产生了挤密或振密作用，从而提高了周围土体的密度，改善了地基的承载性能和整体稳定性，减少了地基的沉降量，消除或部分消除湿陷性或液化性。挤密砂桩最初主要用于挤密砂土地基，随
着高效能专用机具的出现，又逐渐用于可液化粉土地基的加固。近年来，通过与预压法联合使用，在软弱粘性土地基上取得了良好的效果，成为一种用途极为广泛的地基处理方法。
3.4 化学加固法。化学加固法主要适用于处理湿陷性黄土地基。通过将水玻璃或者烧碱等化学浆液灌入黄土之中，使其与土颗粒胶结起来形成强度较高且难溶于水的加固体，与没有加固地基土形成复合地基，以达到改善地基土的物理以及力学性质，提高地基承载力，减小沉降量的目的。
3.5 强夯法。强夯法是通过强夯设备产生的强大的夯击能，对地基进行强力夯实，是低级图产生动力固结，从而使地基土密实，提高地基承载力的深层软弱地基处理方法。强夯法具有施工工艺简单，施工作业速度较快、造价低、适用范围广、地基处理效果好的特点。强夯法适用于处理碎石土、砂土以及低饱和度的粉土与粘性土，而且对于湿陷性黄土地基的加固处理效果较好。
3.6 深层搅拌法。深层搅拌加固的基本原理是基于水泥等固化剂加固土的物理化学反应过程，通过机械设备将固化剂喷入待处理的软弱地基内，并不断上下搅拌均匀，促使水泥与土发生水解水化反应并形成凝胶体，最终形成一种稳定的结构整体，从而提高了土体的整体强度，满足地基使用承载力的要求，减小地基的变形。
3.7 振冲置换法。振冲置换法通过采用振冲方法，将砂石材料置换部分软弱地基，或者在其中掺入部分水泥，使填料形成的桩体与土组成复合地基，从而提高持力层承载力，减小沉降量的方法。振冲置换法适用于处理砂类土和粉性土，以及粘粒含量较小的粘性土，不是与处理淤泥土。
4 结语
软弱地基对于建筑物的危害性较大，如果处理措施不当，容易造成基础强度失稳，导致建筑物沉降量过大或产生不均匀沉降，造成建筑物开裂或者坍塌等事故的发生。因此，在建筑物基础施工过程中，应根据不同软土地基的特点，在满足其使用功能要求下，结合当地适合的软基处理工艺与材料，确定最为科学合理的软弱地基处理方案，才能够有效地完成对软弱地基的加固处理，保证建筑物的使用安全。
参考文献：
[1]李健，刘国伟.软弱地基处理方法研究进展[J].科技经济市场，2006，(10).
[2]赵强.谈粉喷桩对住宅软弱地基中的处理[J].黑龙江科技信息，2008，(23).
[3]李旭.软弱地基处理方法探索[J].南方金属，2006，(03).
[4]贾煜.软弱地基处理方法[J].油气田地面工程，2004，(07).
