软土地基处理的制约因素

软土地基加固方法的制约因素强成仓江菊英江苏省工程勘测研究院有限责任公司，江苏扬州225002摘要：从分析软土地基处理的制约因素着手，较详细地论述了机械振捣法、固结法及复合地基法加固浅层地基的方法，三种加固方法处理软土地基理论可靠、技术可行、经济合理。关键词：软土地基；机械振捣法；固结法；复合地基相对密度Dr0.33的松砂土和天然含水量大于液限（即IL1.0）、孔隙比e1的粘性土，都具有抗剪强度低、压缩性高的特点。这些土作为地基，承载力很低，所以一般称其为软土地基。在软土地基上修建桥涵基础时，其天然地基承载力往往不能满足要求。当基础位于无显著冲刷之处时，有时可以对地基采取人工加固措施，以增强地基强度和减小地基压缩性，从而提高地基的容许承载力，使之符合建筑物对地基的要求。1软土地基处理的制约因素软土地基处理的制约因素很多，一般有稳定、沉降、工期、环境等，且这些因素是相互依赖相互制约的。为了综合考虑这些因素，有必要探讨影响地基强度和变形的主要因素。土体自身的性质：土体自身的性质是指土体的物理力学性质，主要包括土体的颗粒组成、饱和度、含水量、孔隙率、有机质含量、渗透性、压缩性和承载力等。附加荷载：地基土在建筑物及其他外荷载作用下，孔隙水被排除，导致地基土固结沉降，同时，地基承载力提高。加荷速度：加荷的快慢，直接影响孔隙水的排出。如果加荷过快，孔隙水不能迅速排出，孔隙水压力迅速增大，有效应力减小，施工阶段易发生失稳现象。应力历史：在应力历史作用下，地基可能形成欠固结、正常固结或超固结几种状态。不同固结状态的地基在附加荷载作用下，其固结及力学特性有着显著的不同。排水边界条件：根据太沙基固结理论可知，固结时间与排水距离平方成正比，排水距离愈短，所需固结时间就愈短。充分利用地基中的良好的排水层，可减少加固措施，降低工程造价。所有这些因素中，土体本身的性状是影响地基强度和稳定性的主要因素，是内因。所以，根据土的特性，采取适当的措施改良土性，加固地基是必要的。2目前加固软土地基的方法考虑到工期、施工难度、工程造价、环境等因素，本文着重讨论几种理论与实践证明比较实用方便可行的加固软土地基的方法。2.1直接振捣法加固浅层软土地基直接振捣法是一种处理浅层软土地基的方法，其特点是在需要加固的软土层表面铺上一定厚度的、按一定比例拌和的水泥砂或水泥砂石，然后用工地上普遍使用的插入式混凝土振捣棒对添加料及土体进行振捣，使其充分混合，达到加固土体的目的。此法加固浅层软土地基(3m以内)，由于水泥、砂、碎石经反复振捣，产生一系列物理化学反应，加固效果良好，其机理如下。化学胶结作用：包括水泥的水解和水化反应、粘土颗粒与水泥水化物的作用、碳酸化作用，这一系列反应，均使土体强度增加。骨架支撑作用：在被加固的土体中加入碎石，这是加固深层软土地基中采用旋喷法、深层搅拌法所无法做到的。加入水泥土中的碎石可起到骨架支撑作用，既可提高土体的强度，也可提高其压缩模量，减小变形。振动加密作用：对砂类土地基，振动可以使砂土颗粒重新排列，起到振动加密作用。此外，这种方法成本低、见效快，适用土类型较多，只要是含水量大、松软、插入式振捣器可以插入的土都可处理。2.2排水固结法饱和软粘土地基在附加荷载作用下，孔隙水逐渐排出，孔隙比减小，地基发生固结变形。与此同时，随着孔隙水压力(中性压力)的减小，骨架压力(有效压力)逐渐得到提高，地基强度逐渐增强，从而可以解决沉降和稳定的问题。排水固结法一般由排水系统和加压系统组成。排水系统是指砂井、砂砾垫层、塑料排水板等透水性强的排水体；加压系统由堆载法、直空法等组成。根据太沙基理论，粘性土固结与所需时间和排水距离的平方成正比，土层越厚,固结所需时间愈长。为了加速土层的固结，最有效的方法是增加土层的排水途径，缩短排水距离。对于沉降要求较高的建筑物，可以施行堆载预压，使地基固结沉降达到所需要求。有时为了加速压缩过程，在满足稳定的条件下，也可采用超压荷载进行超压预压，当预计的压缩时间过长，可在地基中设置排水体，以加速土层的固结。2.3复合地基法复合地基是用两种刚度不同的材料（桩体和桩间土）组成，使软土地基承载力提高，地基沉降减小。根据桩的刚度，一般分为柔性桩（砂桩、碎石桩等）和半刚性桩（深层搅拌桩、粉体搅拌桩）。柔性桩的破坏形式多以膨胀破坏为主；半刚性桩的破坏多为脆性破坏。荷载试验和工程实践表明，复合地基在承受外力时，发生应力集中现象，使桩体周围的土体承受的压力减小，沉降也相应减小。现在普遍认为，柔性桩处理软土地基，由于应力分担比较小，仍然会产生较大沉降，所以仍需进行前期预压，才能满足沉降和稳定方面的要求。采用半刚性桩加固软土地基，能有效地防止侧向位移的发生。近年来，国内采用半刚性桩加固软土地基的工程实例较多。复合地基具备桩体和挤密作用，从而提高地基承载力。柔性桩与半刚性桩由于桩体强度及其形成的差异，加固后地基承载力也有所不同。柔性桩桩体强度低，打入地基后需待地基预压固结后才能达到预计效果；而半刚性桩的桩体强度高，在桩体强度形成后，群桩作用可迅速达到预计效果。对于加固区域不大的局部软土地基处理，可视具体情况用微型钢管复合桩、人工钻孔灌注桩与筏基联合处理局部软土地基。总之，软土地基处理涉及面广，制约因素多，所以应综合考虑各方面制约因素，以求论证出技术可行、经济合理、能达到质量要求的方案。