软土地基处理中强夯法与堆载预压法的联合应用
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软土地基处理中强夯法与堆载预压法的联合应用
在建筑工程的施工中，经常会遇到软土地基的情况，如果不能对其进行妥善处理，轻则会导致工程建设完成后，地基出现过度沉降，影响建筑的稳定性和安全，重则直接影响工程施工的顺利进行。本文针对某航道施工中的软土地基，进行了分析，并采用强夯法与堆载预压法的联合应用，对软土地基进行处理，以切实提高地基的承载能力。
标签：软土地基 强夯法 堆载预压法 联合应用
前言：随着社会经济的不断发展，工程项目的数量日益增加，也使得土地资源越来越紧张，不少工程在建设中，会面临软土地基的处理问题。所谓软土，是指在滨海、湖泊、河滩等地区存在的，具有天然含水量好、孔隙比大、压缩型高、固结系数小等特点的细粒土。如果在施工前没有对其进行处理，很容易导致工程出现失稳或破坏。而如何采用科学合理的方法，对软土地基进行处理，以满足工程的设计和使用要求，是当前工程建设中一个十分重要的问题。
一.强夯法与堆载预压法概述
强夯法，是指为了提高软弱地基的承载能力，保证地基的强度，使用重锤，从一定的高度落下，对土层进行夯击，使地基得以迅速固结的一种施工方法，也可以称为动力固结法。在实际应用中，通常会利用相应的起重设备，将一定重量的重锤提升到10-25m的高度，然后使其自由落下，利用重力作用和冲击波作用，夯实土层。通常情况下，强夯法适用于砂性土、非饱和粘性土预计杂填土地基。
堆载预压法，是指在建筑物或工程施工前，在地基表面分级堆土，或者加载其他荷载，从而是地基土层压实、沉降、固结，提升地基的强度，减少工程建成后的地基沉降量。在达到预定的标准后，将荷载卸下，然后建造建筑物。对于河滩、航道而言，还可以利用排水板，将土体中的孔隙水排出，使得土体孔隙减小，逐渐固结，提升软土地基的承载能力。
以上两种方法都属于排水固结法，在实际应用中，可以将两者联合应用，可以针对沿海沿河地区软土地基的工程特性，进行有效处理。通常情况下，将这种联合施工的方法成为堆载预压联合强夯法，这种新的方法以堆载预压法和强夯法为基础，取长补短，充分发挥两种方法各自的优势，从而对土层中的水分进行快速排除，加快土层的固结速度，强化加固效果，还可以在一定程度上，对地基的排水条件进行改善。联合方法的加固机理为：在进行夯击前，使用分层堆填的方法，在地基上堆载预压，从而将土层中的孔隙水沿着相应的排水板以及排水系统排出，一方面可以降低地下水位，便于施工，另一方面也可以减小土体的含水量，缩小孔隙。在主固结沉降完成后，卸载荷载，然后使用强夯法，对地基进行夯实加固，从而使得浅部软土在一定范围内形成承载能力较高的硬壳层，便于后续工程施工的展开。
二.强夯法与堆载预压法在软土地基处理中的联合应用
以某航道工程的施工为例，对强夯法与堆载预压法在软土地基处理中的联合应用进行分析，对对其应用效果进行了简单评价。
1.工程概况
该航道为内河航道，由于船舶行驶和货物运输的需要，要在沿岸设立多个停靠码头。经过对施工现场的分析，发现由于水流的常年侵蚀，现场地形多为冲积平原地形，而且以软土地基为主，普遍分布有第四系海陆相沉积软土，以淤泥和粉质黏土、淤泥质黏土为主，平均厚度约为12.2m，不仅含水量高，压缩型差，而且强度极低，固结稳定时间长，需要切实做好地基的处理工作。经过现场勘察和分析谈论后，决定采用强夯法与堆载预压法联合施工的方式进行处理。通过对比，该方案不仅具有良好的加固效果，而其造价低，工期短，能够切实满足工程的设计需求。
2.施工应用
该联合施工方案，主要是针对施工现场的实际情况，在相应的位置，设置水平与竖向排水体系，通过对软土层添加荷载预压，将孔隙水排出，降低软土中的含水量，降低地下水位，同时利用塑料排水板的水柱效应，使得夯击的冲击波可以传到地层深处，从而使得加固深度范围内的软土抗剪强度大大提升，加快土层固结速度，从而对软土地基进行加固，便于后续施工的顺利进行。在方案的设计中，结合不同的施工方法，设置有两个体系，一是排水体系，而是固结体系，固结体系采用动、静强制加固的方式，对两种施工方法进行联合应用。
（1）排水体系
排水体系主要是通过在地基中设置水平方向的排水垫层和竖直方向的排水通道，以及地表排水沟等，形成一个立体的排水系统，从而将软土中的孔隙水迅速排出，提升软土强度，加快固结的过程。
其中，水平方向的排水垫层，主要是由渗透性良好的中粗砂构成，其施工流程包括：首先，对场地进行整平，铺设一层厚度约为30cm的中粗砂垫层，对垫层进行平整；然后，在垫层上铺设塑料排水板，之后在排水板上，再铺设一层厚度为20cm的中粗砂垫层，形成水平方向的排水通道。需要注意的是，为了确保排水效果，垫层使用的砂砾渗透系数K必须大于1×10-2cm/s，而含泥量要小于5%，干密度不小于1.6g/cm3.
垂直方向的排水通道，主要是由B型塑料排水板构成，整体布局呈正方形，以1.1m的间距进行排布。在该工程中，排水板的长度要控制在15m-20m之间，插板时，要对其深度进行控制，以打穿淤泥质土，进入下层砂土层0.5m左右为最佳，而上部应该露出至少0.3m。这样，能够形成一个多面排水的系统，从而减少排水的路径，有效缩短软土固结的时间。
在对地表排水沟进行挖设时，要严格按照设计图纸进行，对其深度和宽度进行控制，要切实保证排水沟的稳定性。如果在进行强夯施工中，振动作用导致排水沟损坏，要及时进行修整。在最后一遍夯实的过程中，对于排水沟所在区域，要加密夯实，保证地基的压实度和强度。
（2）固结体系
该工程采用的动、静强制固结体系，是充分利用了堆载预压法和强夯法，对软土地基进行强制加固，从而加速软土地基沉降稳定的速度。在施工中，首先，要对排水体系铺设完成后的软土地基进行强夯加固，夯击次数按照实际需求判定，这里夯击3-5次。在强夯过程中应该同时进行振动压实工作，提升地基表层的强度。然后，在强夯完成后，进行堆载预压施工。由于该工程对于地基高度要求较高，因此需要进行回填施工，并对其进行分层压实，确保地基密实度不小于85%。最后，堆载预压达到设计要求后，进行卸载，然后开展后续施工工作。
三.结语
总而言之，在软土地基的处理中，其方法是多种多样的，这里针对强夯法和堆载预压法进行了分析，并结合其各自的优点，提出了一种新的联合应用的方法，以充分发挥两种方法的优势，取长补短，切实提高软土地基的处理效果，保证工程项目施工的安全稳定进行。
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