建筑工程软土地基处理技术研究

　　［摘要］软土地基属于建筑工程常见的地基类型，也是建筑施工中十分重要的基础结构施工环节，地基稳定性直接关系建筑工程整体质量。文章以湿陷性黄土地区为例，就湿陷性黄土地基特性作出概述，并重点围绕现阶段常用软土地基处理技术进行详细论述，以期为同类型建筑工程提供一定参考。

　　［关键词］建筑工程；软土；地基处理技术

　　引言 我国黄土区域分布十分广阔，约有百分之六十的土地为湿陷性黄土，受限于施工规划和条件，多数建筑工程处于湿陷性黄土地基中，为提升建筑工程整体质量和稳定性，必须针对这一问题进行改进，提出相应处理技术和防护措施，因地制宜，进一步提升湿陷性黄土地基处理技术水平。

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　　1湿陷性黄土地基概述

　　湿陷性黄土属于常见软土，具有含水量高、承载力低、孔隙率大的特性，是一种整体密度大但结构不稳定的黄土，在受到自然水侵蚀，以及覆盖土层自重应力或者附加应力作用下，会破坏原有土层结构，出现明显沉降现象，但不同地区湿陷性黄土沉降程度及大小不一[1]。湿陷性黄土地基是目前建筑工程常见情况，根据我国湿陷性黄土工程地质分区略图可知，这一地质特性分布面积十分广阔，高达60km2，以陕、甘、晋地区为主，具体可见图1。

　　2湿陷性黄土地基处理原则

　　现阶段，我国最为常见的湿陷性黄土地基变形主要分为以下几个类别：一是湿陷变形，是地基受到自然水侵蚀后引发的一种附加变形，包含自重湿陷变形和非自重湿陷变形，具有突发性、局部性和变形不均匀的特点，自重湿陷变形，湿陷性较为敏感，一般发生在陕北、晋西、陇东等地区，土层厚度一般为高于10m，湿陷等级为Ⅲ至Ⅳ级；非自重湿陷变形，土层厚度一般低于5m，土壤含沙量较多，压缩性较低，且湿陷性黄土分布不均匀，其湿陷等级多为Ⅰ至Ⅱ级。二是压缩变形，受地基本身及荷载物引起，当地基土最大承载力大于基底压力时，不会出现较大变形，且随着时间推移逐渐进入稳定状态。为有效缓解这一问题，从根本上提升地基稳定性，就必须加强施工前地基勘察分析工作，遵循相关原则，制定具体措施。其具体处理原则如下：

　　（1）尽可能排除诱发因素，做好地基防水措施；

　　（2）改善地基土质，提升土壤承载力；

　　（3）优化上部建筑物结构，增加其稳定性[2]。

　　3建筑工程软土地基处理技术

　　现如今，我国较为常见的湿陷性黄土地基处理技术为强夯法、垫层法、碎石桩法、换填法等，具体见表1。

　　3.1换填法

　　换填法又称换土法，是一种将地基范围内软弱土清除掉，用稳定性较好、强度高、抗腐蚀能力强的材料进行回填，并用人工或者机械方法进行碾压、振动等处理，使其达到要求密实度的地基处理技术。主要适用于浅层非饱和软土地基、填土地基及湿陷性黄土地基等，这是因为当换土垫层高于1m时，整体造价成本较高，在进行大面积处理时整体垫层厚度应小于50cm，这种处理方法多应用与局部回填土方工程及桥涵地基工程。

　　3.2垫层法

　　垫层法主要应用于湿陷性黄土敏感度不高的区域，其工作原理为在一定压实能量作用下，土体间颗粒物发生相对移动，克服原有颗粒间阻力，使得土体间空隙减少，密度增大[3]。其压实效果与压实能量和土体含水量息息相关，倘若含水量较低，土体颗粒物间阻力过大，在压实能量作用下难以发生位移，压实效果不佳；倘若适当增加含水量，在同等压实能量作用下，颗粒物会出现水膜，且随着水膜增厚阻力减少，产生良好压实效果；倘若含水量过多，水膜作用逐渐减少，反而影响土体空隙内水分排除，导致压实效果不佳。垫层法应用范围较广，适用于软土地基、寒冷地区膨胀土地基、暗沟和暗浜的建筑工程。具有不受专业机械限制，主要通过人工作业完成；垫层廉价且防水防渗性高，造价成本低，适用于各种地形等优势，能够最大程度实现环保施工目标。

　　3.3强夯法

　　强夯法主要适用于饱和度的粉土、黏性土及填土地基，较深层湿陷性黄土地基，具有施工速度快、处理深度大、质量易控制、造价成本低、处理效果好等优势，适合进行局部或大面积场地施工[4-5]。其具体施工步骤如下：（1）做好前期调研工作，确保工作场地范围内无地下构筑物，测量、标出场地中第一遍夯点位置，误差控制在20cm以内；（2）准备好起重机，夯锤对准夯点位置，当夯锤达到预期高度时，使其自由脱钩，并测量锤顶高程；（3）确保每个夯点夯够6击，直至完成第一遍夯击后，用推土机将夯坑填平测量场地高程；（4）按照规定间隔时间，完成余下三次夯击；（5）完成夯击后在基底地面铺设一层厚度为0.20m的灰土，并在灰土上铺设一层防渗复合土工模；（6）做好边坡加固工程。值得注意的是，在使用强夯法进行施工时，要依据施工进度科学划分施工区域，确保各区域之间不留缝隙，且搭接宽度保持在1m以上，避免出现漏锤的情况；施工时噪音巨大，要避免在闹市区施工；冬季施工时，提前做好冻土层清理工作；倘若遇到雨季，做好排水工程，挖好排水沟，避免雨水进入施工现场；当原地面含水量较大时，要提前铺设10~20cm厚的碎石。

　　3.4挤密桩法

　　挤密桩法，也称碎石桩法、灰土桩法等，主要利用成孔过程中的横向挤压作用，达到密实桩间土的效果，随后在桩孔内的分层填入素土并进行夯实，以达到设计要求[6]。一般适用于软弱黏性土和杂填土地基、地下水位深度为5~10m的湿陷性黄土等，施工难度较大，造成成本也比较高，不适用于大面积场地处理。挤密桩法工作原理包含以下几点：一是排水减压，采用碎石桩加固后的地基，形成了一个良好排水通道，有效缓解了超静孔隙中水压力，防止土体液化，加快土体固结速度；挤密振密，将桩管沉入后，会将等同于桩管体积的土颗粒挤向周围土体，对其造成巨大横向挤压作用，使得土颗粒空隙减少，密度增大，有效提升土体密实度，从而达到消除地基湿陷性的效果；减振抗震，碎石桩桩体强度高于桩间土，这导致在相同荷载力作用下，应力会向桩体集中，使得桩间土剪切力减小，从而达到减震目标；加强桩体，灰土硬化后形成的桩体占原有土桩面积的8~23%，桩间土面积的77~92%，显著提升了桩体强度，间接提高了复合地基承载力，从而消除了地基湿陷性变形可能性。

　　3.5冲击碾压法

　　冲击碾压法是利用冲击压路机冲击和碾压地基的一种技术方法，融合了冲击和搓揉两种工艺，会对地基产生强大冲击力，解决地基沉降和不均匀沉降情况，有效提升地基整体强度。通常适用于地下水位以上的湿陷性黄土、稍湿黏性土、分层填土地基补压、杂填土地基等，具有处理深度深、施工速度快、造价经济、处理后地基均匀等优势，适合大面积场地处理，同时具有质量控制难度大、受限于场地等不足，不适用局部场地处理。冲击碾压法注意事项如下：（1）选用适宜机械，如25kJ的非圆形滚轮冲击压路机配专用牵引车；（2）平整场地，清理干净地基填土范围内的草皮、建筑垃圾、种植土等，做好冲击碾压前准备工作；（3）控制好行驶速度，当牵引机拖动冲击压路机进行碾压时，应当将行驶速度控制在12km/h以上；（4）选择适宜碾压方法和顺序，如排压法；（5）严格施工监测，完成每次整体碾压作业后进行一次沉降观测。

　　4建筑工程软土地基处理技术注意事项

　　4.1加强施工前勘察分析工作

　　在对湿陷性黄土进行处理时，需要做好勘察工作，利用仪器设备等进行全面观测，分析湿陷性黄土结构特征、力学特征和颗粒状况，明确其等级，针对具体等级采用对应措施和处理技术，解决湿陷性黄土地基可能出现的诸多问题，有效提升地基整体稳定性和强度，充分发挥湿陷性黄土地基处理技术价值[7]。

　　4.2合理选择施工场地

　　尽可能选择排水设施较为完善的区域，避免受到泥石流、滑坡及地裂缝等影响，结合湿陷性黄土等级选择施工场地。在施工过程中，应避免地下水区域，防止水位变化对工程质量造成影响。

　　4.3精确计算湿陷性黄土地质问题

　　湿陷性黄土地基处理技术的应用和实施，应当以数据收集、分析与处理为前提，结合施工条件、人员条件、资金等实际情况，最大限度发挥湿陷性黄土地基处理技术作用。一方面，严格遵守地质相关标准，如天然水含量、孔隙比、力学性质指标、内聚力、承载力等，另一方面，在实际施工中，利用统计学方法进行科学分析，形成湿陷性黄土物理指标专门报告，为建筑工程施工提供详实精确的数据支撑。

　　5结束语

　　综上所述，湿陷性黄土是软土地基不可或缺的组成部分，也是目前建筑工程中较为普遍的一种特殊地基，如果没有做好处理工作，将会直接影响施工质量。因此，应当加强湿陷性黄土地基处理技术应用，综合考量其地质特性、敏感度等级等因素，通过换填法、垫层法、强夯法、挤密桩法、冲击碾压法等技术，进一步提升建筑工程牢固性和稳定性，为上部结构安全奠定良好基础。

　　参考文献

　　[1]袁小玲.试析建筑工程软土地基的施工处理技术[J].低碳世界，2019，198（12）：178-179.

　　[2]马晓平.强夯法处理深厚杂填土及湿陷性黄土地基实例分析[J].城市建筑，2020，361（20）：159-160.

　　[3]齐双双，周芳.建筑工程软土地基的施工处理技术研究[J].住宅与房地产，2019，553（30）：170.

　　[4]李梅交.内夯挤密法在穿越粉砂层湿陷性黄土地基中的应用[J].城市住宅，2020，302（4）：203-204，207.

　　张芳

《建筑工程软土地基处理技术研究》

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