浅谈软土地基的加固处理
2015-07-27
0 引言
在我国经济快速发展的大背景下，基础建设也在如火如荼的进行之中。而在基础建设中遇到软土地基是在所难免的，而在软土地基上施工，一旦处理措施不当就会造成不可预估的质量、安全问题，因此要加强对软土地基的研究、分析，采取科学、合理的加固处理措施。
我国的地域较为广泛，软土分布主要集中在滨海平原、湿地周围、河口三角洲以及河岸的周围，这些地方有的土层大多是含水率高、孔隙相对较大的粘质土、粉质土和有机质土等，又加上这些地区的经济发达，基础建设项目较多，所以就更加重视对软土地基的加固处理。软土地基加固处理就是通过置换、重锤击实、排水固结等方法来对软土地基进行处理，改善地基土的力学特性和结构性要求，使工程达到一定的经济和社会效益。
1 软土地基加固处理目的和分类
现阶段软土地基加固处理的方法比较多，但是每一种加固处理方法都有自身的特点，采用不同的处理方法得到的效果也会有所不同，所以应根据工程实际采用适合的加固处理方法。
软土地基的加固处理的目的可分为下面两个方面：
（1）沉降处理。主要是加速软土地基的固结沉降和减小总的沉降量两个方面。例如砂井排水法、挤密砂桩法、超载预压法等方法都是这种情况。
（2）稳定处理。就是采用各种措施使软土地基在尽可能短的时间内完成沉降，从而达到路基的稳定。像换填法、水泥粉煤灰碎石桩、反压护道等方法都属于这种情况。
2 常用的软土地基加固处理方法
2.1 换填法
换填法主要是通过将不符合施工要求的软土部分或者全部换填成排水性能好且在高含水率下有良好承载能力的砂砾或者粗粒状材料。通过换填，使地基保持稳定和减小使用过程中的沉降量，换填过程常采用的两种方法是开挖换填和强制换填。
开挖换填法就是将不符合要求的软土层全部挖除或者只挖除表层，置换成符合要求的土。这种情况下，软土层的厚度不宜过厚（小于3m），而且对施工的工期要求比较紧的条件下采用。而强制换填则是通过地基土的重力或者利用炸药将软土从地基两侧挤出，从而达到置换的目的。
换填法因为耗资大、对周边环境的影响较大等不利因素，现在采用的这种方法处理软土的情况已经不多见了。
2.2 砂垫层法
该法是在软土地基上铺设一定厚度（1m左右）的砂层。这层砂垫层一方面可以提高整个地基的承载能力，减少沉降量，另一方面也可以作为排水层的需要，降低整个地基层内的湿度。同时，砂垫层可以结合其他的一些软土地基处理方法来处理软土地基，更好、更高质量的完成软土地基处理任务。
2.3 超载预压法
超载预压法是在工程建设中，填筑超过设计荷载的填土荷载，使得软土地基在超载的作用下达到加速固结沉降的目的，使得软土地基的沉降尽可能早的完成，当工程完工后，地基的剩余沉降量可以控制在容许的范围内。
因为该法施工过程中较容易操作，对施工机械和材料的没有特殊的要求，只是施工的时间相对来说较长，所以在工期要求不高，且施工条件有限的情况下可以考虑采用。
2.4 排水固结法
遇到软土地基的土层较厚且渗透性较小时，其自身的固结速度相对较慢。这种情况下就要在软土层内设置一些排水单元或者在地基上施加一些荷载使其中的孔隙水排出土层，从而达到加速固结变形的目的。
砂井的形状常见的有三角形和正方形两种，里面的填料主要是一些不吸水的砂石材料。砂井在设计过程中，对施工方法、砂井布置和处理的土层深度和宽度的确定显得尤为重要，只有这些参数确定的科学、合理，对软土地基处理效果才能较好。
2.5 挤密桩法和加固土法
该法主要是采用振动冲击或者冲击的方法使各种粒料强嵌挤到软土体内，使土体的密实度提高，从而提高地基承载力和降低沉降量。现阶段工程中主要采用的是水泥粉煤灰碎石桩和振动水冲法两种软土地基处理方式。
而振动水冲法与水泥粉煤灰碎石桩的施工过程有一定的相似，但是它是将振动器沉到土基中形成一定深度的孔，在孔中填入一定的碎石进行振动挤密，与原地基构成复合式地基，从而提高承载能力并控制沉降。目前工程实践来看，这两种软土地基的加固处理方法是相对来说比较快速、经济的。
2.6 加筋法
加筋法就是通过在软土地基中埋入一些拉筋、土工织物或者受力杆等使地基承载能力有所提高，减少后期的沉降量，并可以保持结构物的自身稳定。因为土工合成材料有较好的强度和韧性，一旦在软土地基中分散布置，整个地基的抗拉强度就会提高，可以在土体中构成复合的土工结构。
2.7 胶结法
胶结法主要是在软土中掺入一定量的水泥、石灰或者其他胶结料，使土体形成一个加固体，通过压实使土体的沉降量变小，同时也能有效的控制不均匀的沉降。主要通过注浆、高压喷射注浆或者搅拌等方法实现，施工相对来说较为简便，但是施工中对周围的影响较大，在小范围、软土层范围小的时候可以采用。
2.8 其他方法
除了上述所述一些软土地基加固处理方法外，还有一些不常用的处理方法，比如说分阶段施工法、反压护道法、冷然处理法等，在软土地基处理中，一定要结合实际情况，选择合适加固处理方法，并在施工过程实时监测，及时对处理方法做出评价。
3 工程实例分析
某高速位于沿海城市，是该市高速公路和环岛路的连接道路。工程施工段全长2853.3m，分成两段进行施工。其中一段长1800m，位于高速的东南面，施工段长900m，宽约为44m，该路段路基填土厚度为2.5~3.2m。因为该路段处在江河入海口出，地貌属于海河冲积平原，地势开阔且低平，自上而下地质土层为人工填土层、海陆交互沉积层冲积层。地下水以上层滞水和孔隙潜水为主，地下水埋深较浅。
结合工程特点以及地质情况，拟采用以下几种地基处理方案：一是堆载预压法；二是排水固结法；三是挤密桩法。结合前述，堆载预压应用广泛，施工操作简便且沉降容易控制，排水固结法能够很好的保证施工过后的沉降控制，而挤密桩法能通过加固处理使软土地基的承载力得到保证，同时减小沉降发生。
设计预压土堆载高度为3m，正线宽13m，堆载边坡坡度为1:1，工点端部纵向边坡坡度为1:2，向外延伸。堆载预压土采用路基附属挖槽土、刷破土或者其他施工弃土，在不满足预压荷载等于或大于设计荷载时，可以考虑借土进行预压。施工前做好准备工作，路基基床施工验收合格，施工人员进行放线处理。然后，铺设土工布，按放线的要求进行铺设，土工布的搭接宽度不小于20cm。用机械设备将堆载料进行预压堆载，并进行碾压，测量密度达到合格方能进行下层填筑。在堆载预压处理过程中要及时进行观测，确定合适的卸载时间进行卸载处理。
按照上述的施工方案，基本达到了预期的处理目的，有效的控制的工后沉降，为后续施工起到了良好的作用。
4 结语
文章结合软土地基的自身特点，简单总结了不同软土地基加固处理的方法，并对每种方法的特点简单做了介绍，并就相应的工程实例进行了分析，工程项目建设中施工单位要根据自身的实际工程情况选择合理的处理方法。
