文／曹正月 江西省景德鎮(zhèn)市建筑設計院有限公司 江西景德鎮(zhèn) 333000

引言：

軟土地基是一種塑性較強、含水率較高的土層，其不良地質特點如強壓縮性、易液化、不穩(wěn)定等，給巖土工程地基施工質量帶來了極大的不利影響。為了有效避免這種負面影響，需要科學、系統(tǒng)地分析軟土地基的構成和特征，并結合不同的施工難點，應用各種軟土地基處理技術來提升巖土工程整體質量。施工過程中需要根據(jù)軟土地基特征，合理選用措施以減少其不良影響。

1.軟土地基的構成以及特征

軟土地基是巖土工程中常見的一種地基類型，特指由砂、黏土、淤泥以及有機物等軟性土壤所組成的地基。軟土地基的特點是具有較低的強度、較高的壓縮性和較大的沉降變形，容易導致地基沉降、地表裂縫等問題。因此，在巖土工程中對于軟土地基的處理是非常必要的。軟土地基的構成主要是由于該區(qū)域受到了長期的沉積或者湖泊、河流、河口等的沖積作用而形成的。軟土具有較高的含水量，土層由于含水量較高，導致土壤顆粒間的接觸較差，所以容易產(chǎn)生液化和剪切失穩(wěn)現(xiàn)象。

軟土地基的特征主要有以下幾個方面：

（1）土質松軟：軟土地基的強度通常較低，抗剪強度和抗壓強度較小。這是因為軟土中顆粒間摩擦力較小，土壤結構較弱。

（2）壓縮性大：軟土地基具有較高的壓縮性，即在荷載作用下容易產(chǎn)生沉降和變形。這是由于軟土中含水量高、顆粒間隙多、土壤結構松散。

（3）水分敏感性強：軟土地基對水分變化敏感，當水分增加時軟土會膨脹、變弱，當水分減少時軟土會干縮、變硬。

（4）易受影響：容易受影響的土體往往指的是一些物理特性較弱，容易受到外界力量干擾而發(fā)生結構性變化的土體，如軟土、黏土、沙土等，這也是建筑工程中常見的一種土體。一般情況下，所有的建筑物都必須建在堅實、穩(wěn)定的地基基礎上才能夠保證其工作和使用的安全。然而，當建筑物與一些特定的土體接觸時，就會存在一定的風險，這是因為地面的一些土體受到外界的力量作用時，會發(fā)生強流變性，并且會出現(xiàn)塑性變化，這些特點是所有土體中最沒有穩(wěn)定性的表現(xiàn)。一旦一個建筑物建在這些土體上面，它就會面臨來自于地基基礎的很大的承載壓力，這些壓力將會引起地基結構的變化，從而影響到建筑物的安全和穩(wěn)定性。當建筑物的地基基礎遇到這種類型的土體時，建筑結構的安全就變得極為脆弱。雖然有些土體為了避免這種情況，采用了一些技術措施進行加固，但這些措施通常會造成很大的投資和耗費很長的時間。此外，這些加固措施也沒有完全解決問題，畢竟土體的特點是不穩(wěn)定性和變形性，因此在建筑工程設計和施工過程中，應該注意選擇合適的地基基礎，以免影響建筑物的穩(wěn)定性和安全性。

（5）強流變性：軟土是土工學中的一個重要概念，是指一種土性較差，呈現(xiàn)軟塑性，且強流變性較強的土體。軟土的主要特質就是其強流變性，即在受到剪切力的作用下，其黏性、塑性等物理特性會發(fā)生明顯的變化。這使得軟土的性質十分不穩(wěn)定，給工程建設帶來了極大的危害性。軟土的強流變性主要表現(xiàn)在其抗剪性和塑性方面。由于其土質較為松散，黏性和剪切強度較低，因此其抗剪性能并不高，容易在受到剪切力的作用下發(fā)生變形和破壞。更為重要的是，軟土的塑性特性表現(xiàn)為強流變性，也就是說在受到外部刺激時，軟土的黏性和塑性會產(chǎn)生急劇的變化。這使得軟土的危害性更為明顯，即使在沒有其他建筑物對其施加承載壓力的情況下，軟土也會自然下沉，給地基帶來致命的影響，嚴重威脅工程建設的安全和穩(wěn)定性。

2.軟土地基的危害

軟土地基是一種常見的地基類型，由于其土壤的特殊性質，軟土地基的危害十分嚴重。軟土地基的壓縮性非常強且含水率較高，面對外界水體進入，還會因為吸附作用而增大自身含水量，導致軟土地基的孔隙分布狀況發(fā)生改變。進一步地，軟土地基在受到荷載的作用下，容易引發(fā)整體結構的穩(wěn)定性問題，從而使得其對工程施工產(chǎn)生嚴重的危害。軟土地基在進行初期施工時，需要進行工程荷載的施加，這會對其產(chǎn)生外力作用。其次，由于軟土地基的土壤含水率較高，還會有外界水體進入，這些都會對軟土地基的穩(wěn)定性造成嚴重的影響。這些外界因素與軟土地基土層體性質相結合，在一定條件下，容易引發(fā)地基搖晃，導致地基的穩(wěn)定性受到破壞。由于軟土地基的孔隙分布狀況受到外界因素的影響，這種應力作用會導致軟土地基體積變小，從而整體出現(xiàn)不正常沉降產(chǎn)生裂縫。如果不及時采取措施，就會導致地基的整體結構受到破壞，嚴重影響工程施工的質量與效益。

3.軟土地基處理技術在巖土工程中的運用

3.1 換填法

換填法是一種常見的軟土地基處理方法，它通過對軟土地基進行開挖，然后將具有一定強度的砂石墊層填充到地基中，以提高地基的穩(wěn)定性和強度，如圖1。這種技術的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：首先，換填法能夠提升地基的穩(wěn)固性。通過對地基墊層進行換土鋪墊以及反復夯實，能夠增加軟土地基的密實度和穩(wěn)定性。砂石墊層具有較大的密度和極高的抗壓強度，能夠提供更好的支撐作用，對地基起到了加固和穩(wěn)定的作用。其次，換填法的處理技術相對簡便易行。相比其他軟土地基處理方法，換填法不需要太復雜的設備和工藝，只需將砂石墊層填充到地基中，并通過反復夯實來提高地基的密實度。這使得換填法在實際工程中更加易于操作和施工，效果也更加可靠。此外，換填法適用范圍廣泛。由于砂石墊層具有較大密度和抗壓強度，能夠提供較好的支撐作用，因此換填法適用于各種軟土地基的處理，不受地質條件和土壤類型的限制。無論是高稠度黏土、淤泥還是有機質含量較高的軟土，都可以采用換填法進行處理。

圖1 換填法

3.2 強夯法

強夯法是一種常用的軟土地基處理方法，通過對軟土地基結構施加重錘沖擊，來提高地基的穩(wěn)固性和強度。這種方法的主要原理是利用重錘的沖擊能，使軟土地基產(chǎn)生一系列復雜的應力反應和土體重新排列，從而改善土體的物理和力學性質，如圖2。在進行強夯作業(yè)之前，需要對軟土地基的表面進行充分的濕潤處理。這是因為濕潤的土體對夯實作業(yè)有著重要的影響。首先，濕潤的土體會增加土體顆粒間的摩擦力，使得土體排列更加緊密，從而提高了夯實的效果。其次，濕潤的土體可以減少土體的重力排水，減少土體的液化現(xiàn)象，提高土體的穩(wěn)定性。進行強夯作業(yè)時，需要給重錘設置出符合技術標準的高度。這是因為在重錘自由下落時，會帶來預期的重力沖擊，從而達到控制軟土地基土體壓縮性的目的。重錘的高度需要根據(jù)軟土地基的情況和施工要求來確定。如果重錘的高度過低，會導致夯實效果不理想；而如果重錘的高度過高，會對地基產(chǎn)生過大的沖擊力，造成土體松散或破壞。通過強夯作業(yè)可以給地基在強度和穩(wěn)固性方面提供有力保障。強夯作業(yè)能夠改善軟土地基的物理和力學性質，增加土體的密實度和排水性能，提高地基的抗壓強度和穩(wěn)定性。通過夯實作業(yè)，能夠使土體結構更加緊密，減少土體的孔隙和空隙，提高土體的稠密性和堅實性[1]。同時，強夯作業(yè)還能改善土體的排水性能，減少土體的液化現(xiàn)象，提高地基的穩(wěn)定性。

圖2 強夯施工處理

3.3 攪拌樁技術

攪拌樁技術是一種常用的地基處理方法，可以通過攪拌樁的形成來提高地基的穩(wěn)定性和強度。攪拌樁技術主要有兩種形式，即水泥攪拌樁和石灰攪拌樁。石灰攪拌樁是在比較干燥的軟土地基中應用較多的一種攪拌樁技術。石灰具有很強的水分吸附能力，因此可以在土體中吸收水分，并在吸水之后與土體中的顆粒發(fā)生反應，并形成固體。這個過程類似于水泥的凝結過程，最終形成堅固的攪拌樁。石灰攪拌樁在干燥的軟土地基中應用廣泛，可以有效地提高地基的穩(wěn)定性和抗水分侵蝕能力。水泥攪拌樁則主要應用于深層軟土地基中。水泥攪拌樁的制作過程是將水泥與軟土混合并攪拌，使其形成固體樁體。水泥攪拌樁主要通過水泥的固化過程來增加地基的穩(wěn)定性[2]。在水泥攪拌樁的施工中，使用的水泥材料必須經(jīng)過嚴格的實驗室測試和配比，以確保材料的性能和質量。水泥攪拌樁常用于深層軟土地基的加固，可以有效地提高地基的承載力和穩(wěn)定性。無論是水泥攪拌樁還是石灰攪拌樁，在實際工程中都需要根據(jù)具體的地基情況和施工要求進行選擇和設計。攪拌樁在地基處理中具有重要的作用，可以在較短的時間內提高地基的穩(wěn)定性和強度，減少地基沉降和變形。此外，攪拌樁技術還可以改善地基的工作性質，提高地基的排水性能和抗液化能力。

3.4 鋼管樁技術

鋼管樁技術是一種常用的地基處理技術，通過鋼筋和水泥的使用結合圍堰的形式，形成樁體用于地基加固。在鋼管樁技術應用時，樁體長度每米水泥用量至少大于等于80kg，這是為了確保樁體強度達到技術標準，起到地基加固的作用。在進行鋼管樁的施工過程中，有一些操作要點需要注意。首先，鋼管樁的施工需要使用對口焊接的作業(yè)方式連接鋼管。對口焊接是一種常用的連接鋼管的方法，可以確保連接的牢固和密封性。其次，鋼筋的連接也需要通過焊接方式進行固定。焊接長度須保證大于等于150mm，這可以確保鋼筋連接牢固并能夠承受地基的荷載[3]。鋼管樁成樁作業(yè)方式主要包括孔口返漿和孔底注漿?？卓诜禎{是指在鋼管下放的過程中，將漿液通過孔口返注到鋼管內，以充滿鋼管內部?？椎鬃{是指在鋼管到達設計深度后，通過鋼管底部注漿來填充孔底空隙，以增加樁體的強度和穩(wěn)定性。在這兩個過程中，需要密切監(jiān)視漿液的狀況，一旦發(fā)現(xiàn)漿液下沉的跡象，就需要立即補充注漿，確保鋼管內外充滿注漿。在鋼管樁施工過程中，還需注意確保注漿均勻和作業(yè)效果的達標[4]。注漿均勻是指漿液充滿鋼管內外，并且在整個樁體的高度范圍內均勻分布，以保證樁體的強度和穩(wěn)定性。作業(yè)效果的達標是鋼管樁施工過程中重要的指標之一，要求樁體的強度達到技術標準，以滿足地基加固的需求。

3.5 土工合成材料處理技術

土工合成材料處理技術是一種常用的地基處理技術，通過對軟土地基進行有機物降低含量、含水量降低和添加土工合成材料的處理，以提高地基的力學性能，增強工程施工的安全穩(wěn)定性。在進行土工合成材料處理技術前期準備工作時，需要注意對軟土地基進行有機物降低含量處理。有機物的存在會對鋼筋混凝土結構產(chǎn)生腐蝕，因此需要對軟土中的有機物進行有效降低[5]。在處理過程中，可以采用化學處理的方法，如添加化學藥品來降低有機物含量。另外，也可以采用物理處理的方法，如通風、曝曬等來加速有機物的分解。地基土體的含水量是影響土體力學性能的重要參數(shù)，通常需要將地基土體的含水量降低到技術標準允許范圍內。降低含水量的方法可以采用土體排水、加人排水管等方式，以快速排除地下水或降低土體的吸濕性。土工合成材料可以提高土體的抗拉、抗剪、抗壓和抗?jié)B性能，具有較好的隔水、防滲和增強功能。在添加土工合成材料時，需要根據(jù)設計要求選擇合適的土工合成材料和施工方法。常用的土工合成材料包括土工布、土工膜、土工格室、土工格柵等，可以根據(jù)實際情況選擇使用。土工合成材料處理技術的優(yōu)勢在于保護地基中的土體在受力方面的力學性能，提高工程施工的安全穩(wěn)定性。添加土工合成材料可以增加地基土體的抗剪強度，提高地基的穩(wěn)定性和承載能力。土工合成材料還可以起到隔水、防滲和抗沖刷等功能，保護地基土體不受外界環(huán)境的影響。通過使用土工膜進行地基處理技術，可以在一定程度上增強地基土體的承載能力，提高工程的安全穩(wěn)定性。土工膜與地基土體混合均勻后的注入，可以加固土體，使其具有較高的穩(wěn)定性，從而提高地基的承載能力[6]。

3.6 DDC 灰土擠密處理技術

DDC 灰土擠密處理技術是一種可以向軟土地基注入灰土，使地基具備混凝土性質，從而提高地基的承載能力的技術。在設計途徑中，需要利用合理的算法計算力學性能在DDC 灰土擠密處理技術中的數(shù)據(jù)。這些計算可以基于土體的物理特性和力學參數(shù)，例如地基的抗剪強度、壓縮模量、孔隙比、孔隙壓縮指數(shù)等等。通過這些數(shù)據(jù)，可以確定需要注入的灰土量以及注入灰土的位置和厚度[7]。需要同步分析影響地基承載能力各種因素的參數(shù)。這些因素可以包括地基的土質類型、水分含量、密實度等等。通過分析這些因素的影響，可以確定灰土注入地基的時間、注入速度以及夯實作業(yè)的方法和強度等。工作人員可以使用螺旋鉆機開始鉆孔作業(yè)。鉆孔的深度和直徑應根據(jù)設計要求和地基狀況進行合理選擇。在鉆孔的過程中，應確保鉆孔的質量和準確性，以確保注入灰土的均勻性和一致性。將灰土注入地基并進行夯實作業(yè)。注入灰土的過程中，應注意控制注入速度和注入厚度，以確?；彝聊軌蚓鶆蚍植嫉秸麄€地基的范圍內。夯實作業(yè)應根據(jù)地基情況進行合理安排，以達到最佳的夯實效果。最后，將成樁操作進行豐富，盡量擴展樁體的體積到最大限度。成樁可以進一步加固地基，并提高地基的承載能力[8]。成樁的方式可以根據(jù)設計要求和地基狀況來選擇，例如使用靜壓樁、動壓樁等等。通過以上的設計途徑，可以實施DDC 灰土擠密處理技術，將灰土注入軟土地基并進行夯實作業(yè)，使地基具備混凝土的性質，并顯著提高地基的承載能力。這種技術可以在工程中得到廣泛應用，特別是對于軟土地基的加固和改良具有重要意義。

3.7 預應力管樁處理技術

預應力管樁壓入軟土地基可以顯著提升地基的抗剪力，通過有限元3D 模型展開地基承載能力分析，并將分析結論建成模型，可以為設計施工提供參考數(shù)據(jù)。以下是預應力管樁施工流程的詳細步驟和操作要點：

第一，勘測現(xiàn)場并分析地基承載能力實況。在進行預應力管樁施工之前，需要對現(xiàn)場進行勘測，包括土質類型、含水量、密實度等參數(shù)的測定，以及地基的承載能力進行現(xiàn)場測試。通過這些數(shù)據(jù)，可以了解地基的實際情況，并為后續(xù)的施工方案提供依據(jù)。

第二，埋設預應力管樁并設計合理施工方案。根據(jù)地基的實際情況和勘測數(shù)據(jù)，結合預應力管樁的力學性能參數(shù)，設計合理的施工方案。在埋設預應力管樁的過程中，需要根據(jù)地基的條件和要求確定樁基的深度和直徑，并保證樁基的均勻分布和一致性。

第三，設計開挖基坑施工方案，并邊開挖邊進行預應力管樁施工。在設計開挖基坑施工方案時，需要考慮地基的穩(wěn)定性和周邊結構的安全性，合理確定開挖的深度和范圍。在開挖基坑的同時，可以利用預應力管樁加固地基，提高地基的承載能力。

第四，實施預應力管樁施工。根據(jù)設計方案，進行預應力管樁的施工工序。首先，需要在預設位置進行挖孔作業(yè)，并進行管樁的安裝和埋設。然后，根據(jù)設計要求進行預應力加張，以使管樁具有一定的預應力。

第五，進行豐富處理。為了進一步加固地基，并提高地基的承載能力，可以進行豐富處理。豐富處理可以采用靜壓樁、動壓樁等方式，根據(jù)實際情況選擇合適的豐富方法。豐富處理的目的是增加地基的承載面積和穩(wěn)定性，從而提高地基的承載能力。

結語：

軟土地基處理技術在巖土工程中的運用對提高工程的穩(wěn)定性和安全性具有重要的意義。通過對軟土地基進行處理，可以提高其強度和穩(wěn)定性，減少沉降和變形，為工程提供堅實的基礎。本文從軟土地基處理技術的基本原理和方法入手，總結了各種處理技術的適用范圍和效果，并對其在實際工程中的應用進行了評估和對比分析。未來，軟土地基處理技術還有進一步發(fā)展的空間，例如結合新材料和新技術，研究更加高效和環(huán)保的軟土地基處理技術，為巖土工程的發(fā)展和進步做出更大的貢獻。