工程中软土地基加固处理论文

浅谈工程中软土地基的加固处理
摘要：软弱地基在工程建设过程中普遍存在，对其加固的目的是为了改善地基土体的力学性质，提高承载能力，增加抗滑稳定，减少压缩变形，保证上面的建、构筑物的稳定和安全运行。

本文主要介绍软弱地基的特点和常用的加固处理方法。

关键字：软弱地基加固剪切处理措施
中图分类号：tu471.8文献标识码： a 文章编号：
前言
在建、构筑物的建造和使用过程中，经常会碰到由淤泥质土、暗浜、杂填土等软弱土体构成的地基，需要采取一定措施对其进行加固以提高承载能力。

研究并探讨软弱地基土质的物理状态和力学性质，深入分析其可能产生的不良影响，对不能满足设计承载力要求的软弱地基进行加固或改变建、构筑物的基础形式，对建筑工程的正常运行安全就显得极其重要。

一、软弱地基的特点
软弱地基是指压缩层主要由淤泥、淤泥质土或高压缩性冲填土、杂填土以及其他的一些承载力较小的土体构成的地基。

承载能力很低，一般不超过50kn/m2。

软弱地基的主要特点有：
1．孔隙比和天然含水量大。

我国软土的天然孔隙比一般e=1～2之间，淤泥和淤泥质土的天然含水量w=50～70%，一般大于液限，高的可达200%。

2．压缩性高。

淤泥和淤泥质土的压缩性的一般都大于0.5mpa-1，建造在这种软土上的建筑物将发生较大的沉降，尤其是沉降的不均性，易造成建筑物的开裂和损坏。

3．透水性弱。

软土含水量大，可是透水性却很小，渗透系数k
≤1(mm/d)。

由于透水性如此微小，土体受荷载作用后，往往呈现很高的孔隙水压力，影响地基的压密固结。

4．抗剪强度低。

软土通常呈软塑—流塑状态，在外部荷载作用下，抗剪性能极。

5．灵敏度高。

软粘土上尤其是海相沉积的软粘土，在结构未被破坏时具有一定的抗剪强度，但一经扰动，抗剪强度将显著降低。

二、软弱地基的破坏机理
地基土的物理性质除与其颗粒粒径级配有关外，还与土中土颗粒、水、空气三相组成部分之间的比例有关。

其中含水量的变化能使土状态发生改变，土的密度状态决定其力学性质。

地基土的强度性质通常指的是土体的抗剪强度，即土体抵抗剪切破坏的能力。

土体会因为受拉而开裂，也可因受剪而破坏。

土体中各点的力学性质会因为其物理状态的不均而不同，因此土体的剪切破坏可能是局部的，也可能是整体破坏。

工程中反映地基承载力、土坡稳定以及挡土墙的物理力学基本指标有：内摩擦角ψ、与粘（内）聚力c。

土的抗剪强度由滑动面上的土的粘聚力（阻挡剪切）和土的内摩擦阻力两部分组成，摩阻力又与法向应力成正比，其中内摩擦角反映了土的摩阻性质。

土体抗剪强度表达式：
γf＝c＋σtgψ
式中γf———土的抗剪强度(kpa)
σ———法向应力
ψ———土的内摩擦角
c———土的粘聚力
强度指标c、ψ的关系反映了土的抗剪强度变化的规律性。

按照库伦定律，对于某一种土，他们是常数。

实际上他们是变化的，变化不完全是常数。

如：对于洁净的干砂，粘聚力c=0，其实由于干砂土中夹有一些粘性土颗粒，或者是因为砂土处于潮湿（但不是饱和）状态，由于毛细水的作用而形成很小的粘聚力（一般不超过9.8kpa）。

引起软弱地基破坏的根本原因，在于软弱地基中某个面上的剪应力超过了它的抗剪强度，稳定平衡遭到破坏。

三、软弱地基的加固处理措施
通过上面的分析我们可以知道，地基失稳主要是地基土在外力的作用下发生了剪切破坏，丧失了稳定性，因此对地基进行加固通常是提高土体自身的抗剪强度，使孔隙水应力充分消散以减少土体张的剪应力，需要综合考虑土体性质、施工周期、技术可靠、经济合理、施工方便等各方面的因素，一般有以下几种措施：
1．排水固结法
依靠自重排水固结就是通过逐步加大上部建筑结构自重将处于流塑态的淤泥或淤泥质土外挤，并在上部结构自重作用下使淤泥或
淤泥质土中的孔隙水应力充分消散和有效应力增加，从而提高地基抗剪强度的方法。

在挤淤过程中为了不致产生不均匀沉陷，应放缓上部结构的施工速度，缓慢加高。

其优点可节约投资；缺点是施工期长。

此法适合于地基呈流塑态的淤泥或淤泥质土，且工期不太紧、上部结构简单、重要程度低的情况下采用。

2．换土置换法
换土置换法就是把建筑物基底的不能满足设计要求的软弱土层
全部挖除，代以人工回填的砂、碎石、石渣等强度高、压缩性低、透水性好、易压实的材料作为持力层，在回填时分层压实，分层厚度根据工程的不同情况不同。

此法可以就地取材，价格便宜，施工工艺较为简单，该法在软土层埋深较浅、开挖方量不太大的场地较常采用。

但是对地基基础工程面积巨大的工程，经济性不高，施工周期较长。

3．预压砂井法
预压法是在排水系统和加压系统的相互配合作用下，使地基土中的孔隙水排出。

常用的排水系统有水平排水垫层、排水砂沟或其它水平排水体和竖直方向的排水砂井或塑料排水板；加压系统有堆载预压、真空预压或降低地下水位等。

当堆载预压和真空预压联合使用时又称真空联合堆载预压法，该方法往往加固时间过长，抽真空处理范围有限，适用于工期要求较宽的淤泥或淤泥质土地基处理。

流变特性很强的软粘土、泥炭土，不宜采用此法。

4．振动水冲法
振冲法是利用一根类似插入式混凝土振捣器的机具，称为振冲器，有上、下两个喷水口，在振动和冲击荷载的作用下，先在地基中成孔，再在孔内分别填入砂、碎石等材料，并分层振实或夯实，使地基得以加固。

用砂桩、碎石桩加固初始强度不能太低（初始不排水抗剪强度一般要求大于20kpa），对太软的淤泥或淤泥质上不宜采用。

5．桩基础
当软弱土层厚度较厚或上部结构重要、荷载巨大，一般地基土体不能满足承载力要求时,通常采用桩基作为地基基础。

桩基础由基桩和联接于桩顶的承台共同组成，桩身穿过可软弱土层而支承于稳定的坚实土层或嵌固于基岩，在地基土因受外界因素承载力降低时，桩基凭靠深部稳固土层仍具有足够的抗压与抗拔承载力，从而确保上层建筑的稳定，不产生过大的沉陷与倾斜。

6.打石灰桩、二灰桩加固地基
石灰桩、二灰桩是软弱地基土上，间隔一定的距离，利用机械成一定的直径和深度的孔，然后在桩孔中灌入新鲜生石灰，或在生石灰中掺入适量粉煤灰、火山灰（常称为二灰），并分层击实而成桩。

它通过生石灰的高吸水性、膨胀后对桩周土的挤密作用，离子交换作用和空气中的co2与水发生酸化反应声场强度较高的碳酸钙使被加固地基强度提高。

7．强夯法
强力夯实是将80kn即相当于8t以上的夯锤，起吊到很高的地方
（一般6～30m），让锤自由落下，对土进行夯实。

经夯实后的土体孔隙压缩，同时，夯点周围产生的裂隙为孔隙水的出逸提供了方便的通道，有利于土的固结，从而提高了土的承载能力，而且夯后地基由建筑荷载所引起的压缩变形也将大为减小。

强夯法适用于河流冲种层，滨海沉积层黄土、粉土、泥炭、杂填土等各种地基。

8.土工合成材料加筋加固法
将土工合成材料平铺于地基表面进行地基加大，能使建筑物荷载均匀分散到地基中。

当地基可能出现塑性剪切破坏时，土工合成材料将起到阻止破坏面形成或减破坏发展范围的作用，从而达到提高地基承载力的目的。

此外，土工合成材料与地基土之间的相互磨擦将限制地基土的侧向变形，从而增加地基的稳定性。

四、结束语
由于地基土在地表以下无法直观的看到，土体性质千变万化，同块场地内也会有所不同，各种性质的软弱地基性质有很大的不同，在进行软弱地基加固时，应注意对已经完成的工程实践经验加以总结，吸取教训、积累经验，不断提高技术水平，努力确保工程质量。

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