建筑工程软土地基加固施工技术

建筑工程软土地基加固施工技术

张文军

沂南县房地产综合开发公司 山东省临沂市276300

摘要：建筑工程地基上的软土具有含水率高、孔隙率大、力学强度低且易变形等特点，在建筑工程中由软土组成的地基为软土地基，地基中的软土层主要由软黏性土、淤泥或杂填土等组成。软土地基的承载力较低且排水困难，在受到施工扰动后极易发生建筑工程基础不均匀沉降和变形，不利于建筑工程建设和结构稳定，严重时会导致结构失稳和倾斜等。现阶段运用的软土地基处理技术比较多，每种技术都有其各自的优缺点和适用范围，技术人员需了解技术处理的关键点，保证所选技术的可行性，从而实现对软基结构的强化处理。本文主要对建筑地基工程施工中的软土地基处理技术进行了分析，以期为各类建筑工程的软基加固提供参考。

关键词：建筑地基工程；软土地基；加固处理技术

引言

建筑工程施工建设中受到地质条件的影响比较大，在一些地质类型较为复杂的区域，为降低软弱土质对建筑地基工程建设质量的影响，还应根据具体情况做好相应处理工作，改善原有土体结构的质量与性能，使其强度、硬度达到建筑工程施工建设标准。由于软土地基对建筑工程的危害性比较大，若没有妥善处理直接应用到建筑地基施工中，则会引发地基沉降，破坏建筑工程结构，无法保障整个工程体系的建设质量和综合效益。所以要在全面掌握建筑结构基础部位土体性质的基础上做好软基加固工作，借助合理技术手段改善地基结构性能。。

1软土地基加固类型及原理

根据软土固结理论可知，土体孔隙水压力与土体变形密切相关，而土体的孔隙水压力则受到土体渗透系数、液体容重、孔隙比等物理力学参数的影响。因此，在工程上通过改良影响土体孔隙水压力的主要参数，从而达到软土固结的目的。根据参数改良的方法，可将经加固后的软土地基归纳为两类：（1）通过直接改善软土地基中软土体的物理力学参数，整体性改良软土地基的承载力和抵抗变形的能力，从而达到加固的目的。这种加固类型中，较为常见的是外掺材料（如氧化石墨烯、水泥、砂等）加固法，其原理是在原有软土中掺入加固材料，使软土和外掺材料形成有效的加固体，增强软土的物理力学性能。另外是通过物理作用改善软土物理力学性能，（孔隙率、含水率、等参数），通过上述参数的改良来影响土体的孔隙水压力，提高软土抵抗变形的能力。常用方法如真空预压法、预压法、电渗法等。（2）通过外部作用使软土地基局部进行增强加固，或者是通过置换的方式在软土地基内部增设加固区，通过外部作用使加固区和软土区形成共同体，从而实现软土地基的加固。这种类型的加固方法，较为常见的方法是桩体复合地基、强夯法、局部钢筋混凝土加固等。其原理是在软土地基局部进行加固，通过外部作用或增强体（桩）对软土地基进行挤压，软土间的相互作用、软土与增强体的相互挤压，使得软土的孔隙率降低、孔隙水排出。

2软土地基对建筑工程的影响

2.1引发地基沉降

地基工程施工对建设区域土体质量与性质要求较为严格，若施工区域土体强度不达标，在外力作用下易出现结构沉陷现象，从而威胁上部建筑结构使用安全。软土地基的承载能力不足，内部水分含量相对较高，在工程建设完成后很容易受到外界作用力和地下水的冲击，使地基结构形式发生改变，从而引起地基沉降问题。地基沉降会导致建筑工程上部结构出现裂缝，无法进行有效维护与处理，建筑工程使用期间的安全性得不到保障，不但影响建筑效能发挥，还容易引发质量安全事故。

2.2损坏工程结构

若在施工阶段遇到软土地基且没有进行妥善处理，则无法保证建筑结构的稳定性，建筑工程质量也会受到不同程度的影响。由于软土地基的透水性比较低，若遇到强降雨天气，软土地基中的积水无法及时排出，则会改变土体性质，影响地基结构质量，如若没有进行妥善处理，导致地基工程的强度不达标，会影响整体结构的稳定性，严重情况下还会导致结构开裂、倾斜或者倒塌，对建筑工程结构的危害性比较大，无法保障建筑工程质量[1]。

3建筑地基工程中的软土地基处理技术

3.1堆载预压技术

该技术相对传统且工艺技术较为成熟，整体操作方法比较简单，只需使用重物对强度质量不达标的地基土体进行压实处理，在重物压力作用下土体空隙更加紧密，内部水分也可以快速排出。在实际运用该处理技术方法时，主要利用袋装砂井和塑料排水板进行预压排水，帮助土体中的水分快速排出，从而增强软土地基的整体密实度，保证地基结构质量达到相关要求标准。这一处理技术方法的应用优势较为明显，可有效改善软弱地基强度和质量，提升建筑工程施工效益，延长建筑物整体的使用时间。但是堆载预压法在实际应用过程中涉及到多个环节，操作流程相对复杂，而且对每个施工阶段的质量要求较为严格，投入资金、资源成本比较大。

3.2换填处理技术

若软土地基上部结构土体质量达不到施工标准，可以采用换填施工方法，主要是将软弱土质全部挖除，而后使用强度、硬度和质量达标的土体进行填筑，改善原有地基土体应用中存在的不足，使其达到质量要求标准。具体运用该技术时应将填料选择作为重要内容，明确处理目标。而后选择级配良好、含泥量少的中粗砂石，先确定换填施工范围，再将表面杂物清除干净，利用分层施工作业方法对每一层的材料的填筑质量进行严格把控，确保压实质量良好。换填处理技术应用中需要做好基坑开挖和支护工作，根据工程建设实际情况制定合理的施工方案，提前进行可行性分析，确定能够满足施工需要后按照技术流程进行规范作业，保证换填处理质量[2]。

3.3强夯法和强夯置换法

强夯法施工技术的应用能够对建筑工程软土地基结构部位进行夯实处理，主要使用一定重量的夯锤从一定高度落下，利用夯锤本身的重量对软弱地基进行冲击夯实，强化土体结构的密实度，使基层结构强度达标，拥有足够的承载能力。通常会使用专门的强夯设备，将夯锤升高到10-40m处使其自由下落，下落过程中产生的作用力能够对土体结构进行充分压实，使地基夯实，具体如图1所示。该方法在结构较为松散的填土结构、砂土层和粘土层土地基中较为适用，整个操作过程比较简单。在实际应用过程中需要根据建筑工程使用情况合理布置夯点，从而保障强夯效果。强夯置换法主要采用强度高、硬度大的材料替换软弱土体而后进行充分夯实处理，使地基部位形成挤密土层，能够改善土体性能，整个过程有利于软弱土层中水分及时排出，减小土体孔隙，增强土体强度。以上两种方法的应用优势较为明显，无需投入较多成本，而且可以在较短时间内完成地基处理工作。但是整个施工处理过程会产生较大噪音，所以在实际应用这一处理技术的过程中需要充分考虑到周围情况，尽量避免对周围居民正常生活的影响。

3.4表层排水法技术

表层排水法也是软土地基处理中较为有效的技术方法，在现代建筑工程施工中较为常见。实际应用该技术方法之前先要根据软土地基的性质设置合理的排水方案，将软土中的水分快速排出，使其水分含量达到建筑地基工程施工要求标准，表层排水法的技术形式比较多，一般会根据施工性质分为物理法与化学法。物理排水法主要通过设置盲沟的方式将软土地基中多余的水分快速排出，具体操作过程中需要确定软弱土体的面积，以此确定盲沟形式；化学排水法则是利用一些吸水性材料的化学性质对地基结构中的水分进行快速吸附，其中生石灰的应用效果良好。该技术方法的合理应用可有效减少软土地基中的水分，保证基础结构的稳固性[3]。

3.5预应力管桩处理法

预应力管桩处理方法主要通过在软土地基中埋设预应力管桩的方式来改善土体结构性质，增强土质的密实性。在实际施工之前，要掌握施工处理部位土体结构性质和岩层组成形式，根据建筑工程类型对该部位的受力情况进行准确计算，根据计算结果确定预应力管桩位置，而后以技术规程为依据进行流程化作业。预应力管桩能够优化地基结构力学性能，提高承载能力，具体施工阶段需要保证人力、物力齐全，为预应力管桩施工作业有效开展提供良好条件。施工处理阶段还需要充分考虑到多方面因素的影响，制定合理施工方案，确保能够将预应力管桩作用价值充分发挥出来。

3.6旋喷桩加固施工技术

该技术方法在应用期间受到环境因素的影响小，在多地区建筑工程施工中都可获得显著成效。具体施工阶段需要配备专门的工具设备，确定施工部位后利用旋喷钻机搭配注浆管将质量性能达标的材料喷射到土体结构当中，凝固后能够达到加固目的。在材料喷射过程中，软土地基结构土体会受到冲击能量的影响出现颗粒物被切开的情况，有些小颗粒会排出地面，剩下的颗粒则会均匀有序排列，从而增强地基结构的密实度，使其质量和承载能力达标。在实际应用该技术过程中需要注意的内容比较多，应根据不同地区地质条件的性质和特点选择合适的工具设备，同时也要提前做好设备检查工作和材料质量检验工作，确定没有问题后才能应用到软基加固处理当中[4]。

3.7粉煤灰碎石桩加固施工技术

粉煤灰碎石桩主要是将多种性能优良的材料按照一定比例进行混合，形成高强度混合料，利用工具设备填充材料，使其与软弱地基充分结合，待混合料凝固后可形成复合地基，硬度、密度和强度都有所增强。需要注意的是，要选择合适位置进行打孔，将调配好的混合料灌入孔内，形成的碎石桩体能够改善周围土体性质，提高土体强度，降低地下水对地基结构的影响，保证建筑地基在投入使用期间的安全稳定。这一加固处理技术的操作流程比较简单，而且加固处理效果良好，是建筑地基工程施工处理中较为常用的一项技术手段。

3.8深层水泥搅拌桩施工技术

深层水泥搅拌桩技术在软弱土层比较厚的工程建设区域较为适用，而且能够获得显著的加固效果。主要利用水泥材料对深层土体结构进行加固处理，改善地基结构性质，强化工程建设质量。具体施工阶段，先要准备好专门的机械设备，将水泥材料灌入到需要加固处理的部位，材料灌注阶段也需要对土体结构进行均匀搅拌，借助材料水化反应与周围土体胶结在一起，凝固后可形成高强度桩体结构，将其作为建筑地基的基础结构形式可有效承载建筑工程上部结构作用力。为实现该技术的有效落实，保证桩体结构的质量性能，还会在水泥材料中添加适量的配石膏或粉煤灰，可以进一步提高施工性能，强化基坑周围结构的加固防渗效果，保证软土地基处理水平。该技术在实际应用过程中需要检查搅拌桩施工位置情况，确定管道是否畅通，以防施工堵塞影响后续混合。整个施工过程也要严格遵循施工技术要求标准，降低多种因素的影响，保证施工效果。

3.9胶结材料处理技术

使用胶结材料对软土地基结构进行强化处理能够控制土体中的含水量，让软弱土体与胶结材料充分混合，比较常用的材料为水泥砂浆，根据施工需要使用配比合理的砂浆材料对地基土体进行处理，从而强化地基质量与性能。有些建筑工程对基础结构部位的质量性能要求较为严格，为提升基层土体的应用效果，强化性能质量，可以将其与优质材料按照特定比例搭配混合，能够显著增强地基结构性能，优化其在建筑施工中的使用效果，从而更好地满足多种类型建筑物建设要求。使其承载能力达到建筑工程施工标准。复合地基土体在使用过程中受到外部因素的影响比较小，不会出现腐蚀现象，从而保证地基结构的稳定性，为建筑工程后续施工打好基础。胶结材料处理技术种类比较多，在实际选择施工材料时需要结合现场情况，根据原有地基土体性质和建筑工程施工要求进行胶结材料和处理方法的合理选择，保障地基处理效果，增强结构稳定性。一般在施工完成后会进行荷载试验，确定达标后才能开展后续作业。

3.10高真空击密法

该技术方法具有先进性特点，综合了高真空排水法和击密法，实现了两种技术方法工艺优势的充分整合，可以形成压力差促进软土地基土体结构内部水分快速排出，改善软弱土体密度，促进软土地基快速固结，增强土体硬度。在实际操作过程中通过多次高真空压差排水降低软土地基土体中的含水量，强化土层密实度，提高结构承载力，可以降低后续投入使用期间出现差异沉降的现象。该技术在实际应用过程中的造价比较低，施工速率快，而且能够根据施工需要对质量进行严格把控，在满足软土地基处理要求的同时也不会对周围环境造成较大影响，保证地基土体结构使用期间的安全性与稳定性。但是该技术的施工流程比较复杂，应提前制定施工计划和操作标准，以此为依据进行规范操作，有利于相关技术的有效落实，提高地基处理效果。

4结语

总而言之，软土地基作为建筑地基工程施工中的不安全因素，需要施工技术人员加强重视并进行有效处理。从增强建筑工程稳定性和减少施工投入成本的角度出发，对技术方案和施工内容进行科学设计与规划，选择合适的处理技术对软弱土层进行强化处理，以此提升技术应用的有效性。具体施工时要清晰技术规程和工艺特点，也要了解建筑工程建设区域土体的实际性质特点，确保所选技术与工程实际相匹配，这样才能发挥软基处理技术的真正作用效能。另外，还应注重先进技术、理念的合理引进，以此优化技术方案，调整作业流程，进一步提高技术应用水平和处理效果，保障建筑地基工程施工质量。

参考文献

[1]张晓辉.建筑工程施工中软土地基处理技术的应用[J].城市建筑空间,2022,29(1):201-202.

[2]张光义.房屋建筑施工中的软土地基处理技术标准[J].大众标准化,2022(10):10-12.

[3]刘红健.建筑工程施工中软土地基处理技术的应用[J].工程建设与设计,2022(01):41-43.

[4]刘浩.建筑工程施工中软土地基处理的相关研究[J].城市建筑,2020,17(24):185-186.