岩土工程地基加固处理方法探讨
2015-05-26
0 前言
岩土工程的软土地基的加固处理是一项比较复杂而庞大的工程，某一种地基加固处理方法并不能达到地基加固处理最好的效果，必须根据现场地基的实际情况，综合运用多种地基加固处理方法进行地基加固处理，才能达到比较理想的地基处治效果。
1 岩土工程中软土地基
软土地基是由软土构成的地基，软土具有压缩系数比较高、孔隙比比较大以及含水量较高等特点，而且还具有蠕变性和触变性等不良工程性质。
软土地基比较软弱，达不到工程设计要求的地基强度，会发生比较严重的地基沉降现象。软土地基的地基沉降主要有三个部分，分别是固结沉降、瞬时沉降以及次固结沉降。当软土地基的沉降现象比较严重时，不仅岩土工程的填方数量会增大，而且会对周围建筑物体的相关建筑标准产生非常大的影响，会影响整个工程的进度以及工程造价。因此在整个工程开始之前，应该做好前期的地质勘查工作，对现有的地质资料进行充分的研究，采用多种地质勘查手段对软土层的分布情况以及各个软土层的主要成分和特征进行勘测，充分了解工程之中的软土层。最后根据地基中软土层的主要特性，选用合理的地基处治方式。
2 岩土工程软土地基的处治方法
岩土工程软土地基处理方法有很多种，通常主要采用的地基处理方法有换填加固法、砂垫层加固法、反压护道加固法、分阶段施工加固法、堆载预压加固法、竖向排水加固法以及挤密砂桩加固法。
2.1换填加固法
换填加固法是用工程性质良好的土替换工程性质不良的软土的方法，用这种换填软土的方式达到稳定地基和降低路基沉降量的目的。换填加固法主要有两种施工方法，一种是开挖换填，另一种是强制挤出换填加固法。
开挖换填加固法分为全部开挖和部分开挖两种，全部开挖是将整个路堤都内的不良地基都挖掉，然后用工程性质良好的土进行换填。这种方法比较适用于不良地基厚度在三米之内的软土地基处理。部分开挖换填则是将表层部分的不良地基挖除，然后用优良工程性质用土进行换填，然后使沉降量符合工程设计的要求。
强制换填加固方法是运用了路基土自身的重力将软弱土从地基中挤出；或者是在软土层中加入炸药，利用爆破产生的能量将软弱土从地基中挤出。这种方法产生的环境影响不是很好，重力强制换填会将四周的地基土都挤出来，而爆破强制换填则会产生巨大的震动，会对周围的环境造成巨大的影响，所以应该尽量这两种方法的使用，或者对环境影响没有不利后果时采用这种方法。
2.2砂垫层加固法
砂垫层加固法是在软弱地基的上层铺设0.5―1.2m的薄砂层，通常称之为砂垫层。砂垫层的最好是选用排水性能比较好的砂砾作为砂垫层材料，以便保证路基排水所需的排水性能。砂垫层的主要作用是作为地基内的排水层来降低地基内的水位或者减少路堤的含水量。
2.3反压护道加固法
当地基的填筑高度（道路工程）作处理时的容许安全高度大时，地基可能会发生滑动破坏，在这个时候就可以采用反压护道加固方法，这是可以在道路路基的两边修筑具有一定高度的护道，然后利用护道自身的重力来增加路堤的稳定的力矩，以便用来与路堤的滑动力矩相平衡。这种方法虽然效果比较好，但是需要用大量的填料，而且还占用大量的土地，所以在土地资源与填料资源都十分丰富的情况下利用这种方法比较合适。
2.4堆载预压加固法
堆载预压加固法的操作原理是在进行地基填筑时，使地基的实际填筑高度比工程设计高度高，然后利用超出部分地基的重力作用对地基进行堆载预压，从而让下部地基的固结速度加快，让地基的沉降量达到设计的要求；或者是采用砂袋在地基上面进行加载，可以达到同样的效果。
采用堆载预压加固方法处治地基是为了控制地基的剩的余沉降量，将其控制在容许的合理范围之内。所以在进行堆载预压加固之前要弄清楚地基的剩余沉降量以及地基软土的沉降量随着时间变化的规律，根据需要控制的沉降量与地基沉降规律来确定堆载的填料的重量。在进行堆载时还要考虑土基的稳定状况，不能对地基的承载强度造成破坏。在选用堆载的填料时，应当选用那些堆载结束以后能够应用在邻近工程中的填料，以达到环保和节约的目的。
2.5竖向排水固结法
竖向排水固结法的目的是加快软弱地基中水分的排出速度。当地基的软土层比较厚而软土的渗水系数比较小时，软土内的水分就不容易排出，软土的自然固结速度很慢，固结时间会很长。实践证明比较有效的方法是在软土地基中加入排水通道。竖向排水固结法的具体操作方法是在软土地基内设置竖向的排水通道，这样就能让软土地基内的水分能够以最短的距离到达土基表面，能够迅速排出地基内的水分，达到加速土基固结的目的。排水通道通道采用的材料是沙砾或者是排水板。
竖向排水法的关键是砂井的设置，进行砂井排水施工时通常采用的施工方法有螺旋钻式施工法、振动式施工法、打入式施工法等。竖向排水固结方法通常与堆载预压法或者是分阶段施工法配合使用。在与堆载预压法使用时，就是在地基内设置排水通道，然后在地基上部进行堆载预压，为软土地基内水分的排出提供压力。这种固结方法对于比较厚的粘土土质的处理效果比较好，对于地基中有泥炭质土或者砂层土的处治效果不是很好。
竖向排水固结法能够迅速排出地基内水分的另一个关键是砂井的布置，砂井的布置形状通常可以选用正方形的布置形式或者三角形的布置形式。进行砂井的具体设计时，应当先选择进行砂井施工的施工方法、砂井的具体直径、砂井与砂井之间的距离以及需要处理的地基的范围（主要是地基的深度和宽度），在选定这些主要参数之后，进行土基的沉降量分析和土基的稳定性模拟分析，如果稳定性和沉降量满足要求则可以进行砂井的施工建设，如果沉降量和稳定性不能满足要求，则必须对砂井的间距和地基的处治范围进行调整，确定下来之后再进行具体的模拟分析，直到满足规范设计要求为止。
2.6挤密桩固结法
挤密砂桩固结土基的原理和方法是采用振动方法或者冲击的方法，把一些碎石粒料或者沙砾挤压入软土地基的内部，让碎石沙砾与粘土构成桩体，然后桩体与原先的软土地基形成复合式的地基，从而增加了地基的强度和承载能力，达到了固结土基的目的。挤密砂桩的主要作用是（1）加快砂桩周围软土的固结速度（2）密实桩体周围的软土地基（3）加快桩体附近软土地基的固结速度。
进行挤密桩施工时，先用螺旋式钻挖出桩体，在软土层中形成桩体腔，然后将石灰、粉煤灰、水泥等加固桩体的填料灌入到桩体内。灌入的这些材料都属于吸水性的材料，在桩体内会发生水化反应生成水化反应物，反应时吸水将周围软土中的水分吸收了很大一部分，从而降低了周围软土地基中的水分含量，加速了软土地基的固结速度。一般的挤密加固桩的直径范围在0.3m到0.5m之间，桩与桩之间的距离范围在0.75m-1.5m之间，挤密桩的深度最多可达30m。
3结论
岩土工程中的软土地基是在施工过程中经常遇见的不良地基类型，软土地基的处理是一项综合的复杂工程，采用单一的软弱地基处治手段并不能达到最理想的效果，在进行岩土工程中软土地基的处治时要综合运用多种处治措施以便达到理想的处治效果。
