1.1软弱地基的概念

 

　　软弱地基是指基本上未经受过地形及地质变动，未受过荷载及地震动力等物理作用或土颗粒间的化学作用的软粘土、有机质土、饱和松砂土和淤泥质土等地层构成的地基。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、扰动性大、透水性差等特点。

 

　　1.2软弱地基的危害

 

　　软弱地基由于其具有强度低，压缩性高等特性会引起强度和稳定性及变形等方面的问题。

 

　　（1）强度和稳定性问题。当地基的抗剪强度不足以支撑上部结构的自重及外荷载时，地基就会产生局部或整体剪切破坏。它会影响建筑物的正常使用，甚至引起开裂或破坏。

 

　　（2）压缩及不均匀沉降问题。高压缩性土的地基容易产生变形问题。当地基在上部结构的自重及外界荷载的作用下产生过大的变形，会影响建筑物的正常使用。特别是超过结构物所能容许的不均匀沉降时，会引起建筑物地上主体墙体的开裂甚至破坏。

 

　　2.软弱地基的处理方法

 

　　2.1换填垫层法

 

　　换填垫层法是指将基础下一定范围内的土层挖去，然后回填以强度较大的砂、砂石或灰土等，并分层夯实至设计要求的密实程度，作为地基的持力层。其主要作用是提高地基承载力，减少沉降量，加速软弱土层的排水固结，防止冻胀和消除膨胀土的胀缩。换填垫层法适用于处理淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘等浅层软弱地基及不均匀地基。

 

　　换填垫层法的优点是：施工方便，无需特殊机械设备，既能缩短工期，又能降低造价，因此得到广泛应用。

 

　　2.2强夯法

 

　　强夯法是指为提高软弱地基的承载力，用重锤自一定高度下落夯击土层使地基迅速固结的方法，也称动力固结法。利用起吊设备，将重锤提升至高处使其自由下落，依靠强大的夯击能和冲击波作用夯实土层。强夯法用于处理碎石土、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。

 

　　对于饱和粘性土，强夯时易形成橡皮土。橡皮土是由于土料中的含水量高于规定压实度所需含水量而产生的无法压实的弹性土体。强夯形成橡皮土以后，不能再进一步夯实，因为会越夯越软，夯击能大部分损失在侧向隆起中，对深部的传递挤密很小，其承载力特征值一般小于80kPa。为此，在处理饱和粘性土地基时，一般将强夯法和排水固结法结合起来使用，称为动力排水固结法。

 

　　强夯法具有地基加固效果显著、设备简单、施工方便、使用范围广、经济易行等优点。

 

　　2.3CFG桩

 

　　CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，由水泥，粉煤灰、碎石、石屑和砂加水拌合形成的高粘结强度桩，和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。可用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。对淤泥质土应根据地区经验或现场试验确定其适用性。对可液化地基，可采用碎石桩和水泥粉煤灰碎石桩多桩型复合地基，达到消除地基土的液化和提高承载力的目的。

 

　　在复合地基的设计中，基础与桩和桩间土之间设置一定厚度的散体粒状材料组成的褥垫层，是复合地基的一个核心技术。基础下设置褥垫层，使桩和桩间土共同起承载作用。

 

　　2.4振冲法

 

　　振冲技术亦称振冲法，依其加固松软土的途径、手法不同，可分为振冲挤密法和振冲碎石桩法。振冲碎石桩法是用振冲器在地基土中成孔，分段加入碎石并振密，由此在地基中形成大直径的密实碎石桩体，形成桩体与桩间土共同工作的复合地基。使原松软地基承载力大为提高，而沉降与不均匀沉降也将显著减小。振冲碎石桩法主要适用于处理粘性土、粉土、砂土和回填土等地基，对于消除饱和砂土地基的地震液化作用效果显著。

 

　　振冲碎石桩法效果好、速度快、适应性广，是一种投资较少而又可靠的地基加固处理技术。

 

　　2.5预压法

 

　　预压法适用于淤泥质粘土、淤泥与人工冲填土等软弱地基。预压的方法有堆载预压和真空预压两种。

 

　　（1）堆载预压是指在地基上堆放重物（水、土、砂、石等）进行分级加载预压。为了加速厚层软土的固结，应设法改善厚层软土的排水条件。最常用的排水的方法是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。

 

　　（2）真空预压是在软弱地基中设置竖向塑料排水带或砂井，上铺砂层，再覆盖薄膜封闭，抽气使膜内排水带、砂层等处于部分真空状态，排除土中的水分，使土预先固结以减少地基后期沉降的一种地基处理方法。

 

　　真空预压法与堆载预压法相比，具有无污染、低噪音、工期短、能耗小、投资省等特点。

 

　　2.6加筋法

 

　　加筋法通过在土层埋设强度较大的土工聚合物、拉筋、受力杆件等达到提高地基承载力，减小沉降，维持建筑物稳定。加筋法分为加筋土法、锚固法、树根桩法等方法。加筋土法适用于人工填筑的砂性土；锚固技术适用于天然地层或人工填土；树根桩法适用于软弱粘性土、杂填土等；加筋法土工聚合物适用于软弱地基，或用作反滤、排水和隔水材料。

 

　　2.7灌浆法

 

　　灌浆法是利用气压、液压或电化学的原理，把某些能固化的浆液注入天然的和人为的裂缝或孔隙，以改善各种介质的物理力学性质。灌浆法的主要作用是提高抗渗能力、降低孔隙压力、堵截流水、提高力学强度、使发生不均匀沉降的建筑物恢复原位或减少其偏斜度。灌浆法适用于处理砂、砂砾石、粉细砂、软粘土、杂填土、淤泥以及湿陷性黄土地基。

 

　　灌浆法施工工艺简单、造价低，加固作业快，但是注浆方向和质量不易保证。

 

　　3.结束语

 

　　综上所述，可以了解到软弱地基的相关概念、危害以及相应的一些处理方法，了解了几种方法的适用范围及优点。要综合考虑适用范围、工期、经济等因素，选用合理可行的地基处理方案。我国的地基处理技术发展很快，同时随着科学技术的进步，势必会有越来越多的地基处理新技术涌现出来。

 

　　参考文献

 

　　[1]何广讷.振冲碎石桩复合地基.北京：人民交通出版社.2001

 

　　[2]杨文敬.强夯过程中软弱土和橡皮土的处理技术.岩土工程技术，2012，（1）.

 

　　[3]雷学文，白世伟，孟庆山，王吉利动力排水固结法加固饱和软粘土地基试验研究[J]施工技术2004