張新勝

（新疆喀什地區(qū)水利水電勘測設(shè)計院 新疆 喀什 844000）

1 概述

軟基礎(chǔ)即是指由第四紀(jì)砂卵礫石地層、一般軟巖石地層、土層以及人工回填土層等組成的基礎(chǔ)。隨著建設(shè)項目的逐步進行，地質(zhì)條件較好的工程已開發(fā)殆盡，工程建設(shè)的地質(zhì)條件也漸趨復(fù)雜，越來越多的工程直接修建在軟基礎(chǔ)上。軟基礎(chǔ)如果不進行處理，其承載能力、抗滑能力、地質(zhì)穩(wěn)定性、透水性等極有可能不能滿足工程建設(shè)的需要，因此有必要對軟基礎(chǔ)采取相關(guān)的工程措施進行處理，以提高其各方面的性能。

軟基礎(chǔ)處理的方式較多，目前較為常用的有置換法、壓實夯實法、預(yù)壓固結(jié)法、振沖擠密法以及拌和灌漿法等。筆者結(jié)合自身多年的工程經(jīng)驗，詳細(xì)闡述各種方法的具體施工過程及其適用情況，以供其他工程參考借鑒。

2 軟基礎(chǔ)處理方式

2.1 置換法

置換法即是將不符合要求的基礎(chǔ)土層挖除，換而填筑符合要求的土層的方法。置換法是軟基礎(chǔ)處理最為常用的方法，適用于軟基礎(chǔ)厚度不大的情況。具體實施時又可分為以下三種情況。

（1）換填法。將地基表層性狀較差的土挖除掉，回填性狀較好的土料并壓實，以形成一定厚度的持力層，提高基礎(chǔ)的承載能力。施工時應(yīng)將表層性狀較差的土挖盡，在邊界上留有足夠邊坡穩(wěn)定的坡度。

（2）振沖置換法。利用振沖機械，在高速水流沖擊的輔助下邊振邊沖，在基礎(chǔ)中成孔，然后再在孔中回填碎石或卵石成樁，以提高地基承載力、減小基礎(chǔ)的壓縮性。碎石樁或卵石樁的承載能力及壓縮量與基礎(chǔ)對樁的側(cè)向約束緊密相關(guān)，側(cè)向約束越強，樁的作用效果越好，側(cè)向約束越弱，樁的作用效果越差。因此振沖置換法應(yīng)用于強度很低的軟粘土基礎(chǔ)時，應(yīng)加強對樁的側(cè)向約束。

（3）擠楔置換法。利用沉管或夯錘將管楔擠入基礎(chǔ)土體中，使土體向外側(cè)發(fā)生位移，然后在管內(nèi)回填碎石或砂，即將原基礎(chǔ)置換掉?；A(chǔ)土體在管楔的作用下發(fā)生側(cè)向擠壓，外側(cè)基礎(chǔ)面隆起，土體超孔隙水壓力得到提高，當(dāng)超孔隙水壓力消散后土體強度也得到了提高。擠楔置換法施工時為了方便排水，回填料一般選用透水性較好的碎石或砂。

2.2 壓實夯實法

壓實夯實法是通過外荷載的作用使得原來的軟基礎(chǔ)土體結(jié)構(gòu)變密實，從而提高土體的物理力學(xué)指標(biāo)。具體實施時又可分為以下三種情況。

（1）重錘夯實法。利用重錘自由下落產(chǎn)生夯擊能來夯實淺層基礎(chǔ)，使其表面形成較為均勻的硬殼層，獲得一定厚度的持力層。重錘夯實法施工前應(yīng)試夯，確定相關(guān)的技術(shù)參數(shù)。冬季施工時應(yīng)首先將凍土層挖除或通過燒熱法融解凍土層。

（2）強夯。將自重較大的重錘自高處自由下落，利用其夯擊能反復(fù)夯擊地基，使基礎(chǔ)中的土體顆粒結(jié)構(gòu)重組并變得密實，從而提高地基的承載能力，降低其壓縮性。

（3）表層壓實法。利用人工、碾壓機械或振動碾壓機械對表層松散土體進行壓實。當(dāng)表層土體含水量較高時，應(yīng)采用分層鋪墊石灰、水泥進行壓實,使土體得到加固。

2.3 預(yù)壓固結(jié)法

預(yù)壓固結(jié)法是利用機械或物理方法，使軟基礎(chǔ)土體發(fā)生固結(jié)變形，降低其孔隙比，從而使得軟土地基密實。

（1）堆載預(yù)壓法。在地基上堆放土料、砂石料等，給基礎(chǔ)施加一定的荷載，使基礎(chǔ)預(yù)先完成大部分沉降，地基承載力提高后卸除上部堆放物。實際原理即用填土等外荷對地基預(yù)壓而增加地基總應(yīng)力，使孔隙水壓力消散來增加有效應(yīng)力。

施工要點與工藝：預(yù)壓荷載一般宜取等于或大于設(shè)計荷載，大面積堆載可采用自卸汽車與推土機聯(lián)合作業(yè)，對超軟土地基的第一級堆載用輕型機械或人工作業(yè);堆載的頂面寬度應(yīng)小于建筑物的底面寬度，底面應(yīng)適當(dāng)放大，作用于地基上的荷載不得超過地基的極限荷載。

（2）真空預(yù)壓法。通過覆蓋于地面的密封膜下抽真空，膜外的大氣壓力及土體重力與膜內(nèi)真空形成氣壓差，從而減少孔隙水壓力，增加有效應(yīng)力。該方法由排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)兩部分組成，排水系統(tǒng)主要為了改變地基原有的排水邊界條件，傳遞真空壓力，增加孔隙水的排出通道，縮短排水距離，以便在上部荷載作用下能以較快的時間使地基土的有效應(yīng)力增加，地基土產(chǎn)生固結(jié)，完成預(yù)定的地基加固效果，滿足工程建設(shè)需要。加壓系統(tǒng)則主要是指抽真空裝置。

實際應(yīng)用中，真空預(yù)壓法常與堆載預(yù)壓法（包括堆土、充水等）聯(lián)合使用。加大了超載壓力，堆載預(yù)壓中的超載部分為真空壓力，增大了地基土體內(nèi)的附加應(yīng)力，同時發(fā)揮真空預(yù)壓和堆載預(yù)壓各自的優(yōu)勢，可提高加荷速率、縮短工期、增大加固深度，使地基沉降在施工期內(nèi)得以基本完成，從而有效減少地基工后沉降。不僅具有施工簡單、有效消除地基土的沉降、填土速率不受限制、施工費用低廉等特點外，還可以大幅度提高地基土承載力，改善地基土土性，提高地基土強度。但該法要求的聯(lián)合堆載預(yù)壓期時間較長，一般達2～3個月，對于工期緊張的工程不宜使用。

（3）降水位法。即降低地下水位，使得土層在降水范圍內(nèi)土的浮容重變成濕容重，增加土體自重或附加應(yīng)力，使土層固結(jié)，有效應(yīng)力增加。施工中常見的的方法包括：輕型井點、噴射井點、深井井點。

2.4 振密擠密法

（1）振沖密實法。

如果土體結(jié)構(gòu)的原始平衡態(tài)被破壞，土粒會向低勢能位置轉(zhuǎn)移，振沖密實法正是利用該原理，使用專門的振沖器械產(chǎn)生的重復(fù)水平振動和側(cè)向擠壓作用，破壞土體結(jié)構(gòu)，使土體逐漸由松變密。振沖加固技術(shù)從上世紀(jì)70年代投入使用以來，已從單一的民用建筑逐步發(fā)展到工業(yè)建筑地基處理、水庫大壩處理、火力發(fā)電廠基礎(chǔ)、鐵路路基和場站、高速公路路基和場站、機場跑道的場站、海港碼頭、儲油罐及國防設(shè)施的施工，并且產(chǎn)品機型規(guī)格齊全，幾乎可以滿足各種地層條件下的基礎(chǔ)施工，在加固軟地基方面應(yīng)用廣泛。例如，廣東飛來峽水利樞紐壩基水下回填中粗砂振沖加密處理就采用了150kW液壓振沖器和120kW、75kW電動振沖器，加密深度20m，進尺10余萬米，面積5萬m2。

（2）夯擊碎石樁。利用重錘夯擊或者強夯方法將碎石或塊石夯入地基，在夯坑里逐步填入碎石或塊石，反復(fù)夯擊以形成碎石樁或塊石墩。夯擊碎石樁的施工常見于雜填土、軟弱黏性土地基，若軟土過于深厚無堅實基巖時，碎石樁會懸于軟土中無處承力，因此該處理辦法不宜使用。其對于淤泥或淤泥質(zhì)土，也具有排淤置換作用，可視具體實際實施。

（3）沉管砂石樁。利用沉管制樁機械在地基中錘擊、振動沉管成孔或靜壓沉管成孔后，在管內(nèi)投料，邊投料邊上提(振動)沉管形成密實樁體，與原地基組成復(fù)合地基。這種樁有時也稱碎石樁或灰土樁。

2.5 拌和法

拌和法就是使用較強的機械力破壞原始地層，并將具有凝結(jié)作用和固化作用的介質(zhì)摻和到地層中，與原地基一起形成加強復(fù)合地基，從而改善其物理力學(xué)性質(zhì)。根據(jù)施工環(huán)境和施工工藝的不同，常見的有高壓噴射灌漿法和深層攪拌法兩種。

（1）深層攪拌法。深層攪拌法主要用于加固飽和軟粘土。它利用特制的深層攪拌機械將固化劑，常見為水泥漿體、石灰粉體等，送入地基土中與地基土強制攪拌，固化劑與土之間所產(chǎn)生的一系列物理-化學(xué)反應(yīng)形成水泥(石灰)土的樁柱體，也是復(fù)合地基的一種。因此，復(fù)合地基強度和壓縮性與固化劑的摻入量、攪拌均勻性和土的性質(zhì)密不可分。深層攪拌水泥土防滲墻適用于淤泥質(zhì)土、粘土、粉質(zhì)粘土、粉土和松砂等地層，長江中下游堤防垂直防滲工程中60%的工程量都采用的該工藝。

（2）高壓噴射灌漿法。以高壓力水或高壓力漿直接切割破壞土體，使噴出的水泥漿液與原軟土地層拌和，凝固后形成拌和樁柱體，這種樁柱體與原地基構(gòu)成復(fù)合地基，能有效改善承載防滲性能。該技術(shù)的典型案例即為二灘工程和小浪底工程的高噴防滲幕墻。高壓噴射灌漿法在中小型土石壩和淺層細(xì)顆粒覆蓋層防滲處理中一般能取得較好的效果，而深覆蓋層地基則有待進一步優(yōu)化。

3 結(jié)語

軟體地基是水利工程施工中常見的不良地基，處理方法也已成熟、多樣，上文中筆者就常見的方法進行詳細(xì)介紹，具體還應(yīng)結(jié)合實際工程的地形、地質(zhì)、施工環(huán)境等條件合理選擇、優(yōu)化，以達到較優(yōu)的施工效果。