沿海地區(qū)軟土地基處理淺析

肖昌仁

近幾年,經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動了福建等沿海地區(qū)的迅速發(fā)展,由于該地區(qū)地質(zhì)分布有含水量大、壓縮性高、承載能力低的較厚軟土薄弱層,對工程設(shè)計(jì)帶來極為不利的影響,稍微地質(zhì)勘察不詳細(xì)或設(shè)計(jì)形式不對,都可能引起道路橋梁等結(jié)構(gòu)物的過大沉降、傾斜甚至倒塌。

1 工程案例概況及地質(zhì)分析

泉州市濱江路南段(39號路到南環(huán)段)位于泉州市豐澤城東片區(qū),沿洛陽江西岸布置,沿岸主要地貌為沖海積平原,地表多為淤泥所覆蓋,場地地貌單元屬海灘。本段特殊性巖土為軟土,軟土主要為有機(jī)質(zhì)高液限粘質(zhì)土。有機(jī)質(zhì)高液限粘質(zhì)土沿線均有分布,揭露厚度變化大,層厚0.8 m～18.20 m,流塑狀為主。該段軟土具有天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、有機(jī)質(zhì)含量高、透水性差、力學(xué)性質(zhì)差等特征,對路基及涵洞基礎(chǔ)工程沉降、穩(wěn)定有較大影響,必須進(jìn)行加固處理以滿足路基穩(wěn)定和工后沉降要求。場地內(nèi)存在淤泥厚為0.80 m～18.20 m,其承載力標(biāo)準(zhǔn)值小于80 kPa,在7度區(qū)淤泥可能產(chǎn)生震陷,應(yīng)采取相應(yīng)的工程處理措施。

2 軟土地基處理方案比選

1)換填。換填法適用于無硬殼層,軟土厚度不大于3 m的地基處理,優(yōu)點(diǎn)是直觀、高效、不留后患,施工不受工期限制;缺點(diǎn)是處理深度淺,當(dāng)處理深度大于3 m時(shí),處理費(fèi)用較高,不經(jīng)濟(jì),且存在棄土(淤泥)占地、環(huán)境污染的問題。2)拋石擠淤。拋石擠淤適用于常年積水的洼地,排水施工困難,表土呈流動狀態(tài),厚度較薄,片石能沉底部的厚度小于4 m的軟土路段。其優(yōu)點(diǎn)是直觀、高效、不留后患,施工不受工期限制;其缺點(diǎn)是處理深度淺。3)預(yù)壓結(jié)合塑料排水板(袋裝砂井)。塑料排水板(袋裝砂井)是人為地在軟土層內(nèi)造成滲水通道、超荷載及路堤填土自重預(yù)壓下將加快軟土層排水固結(jié)。預(yù)壓結(jié)合塑料排水板(袋裝砂井)處理軟基,目前應(yīng)用較廣,比較成功,也較為經(jīng)濟(jì),是目前深層軟基處理技術(shù)措施中費(fèi)用最低的一種方法。但預(yù)壓排水固結(jié)法存在施工工期長(預(yù)壓期為18個(gè)月以上),當(dāng)軟土層內(nèi)為承壓水且存在透水層時(shí)施工難以控制,施工效果不好等缺點(diǎn)。4)真空堆載聯(lián)合預(yù)壓法。真空堆載聯(lián)合預(yù)壓法采用真空負(fù)壓作為預(yù)壓和超載預(yù)壓的荷載,一般與常規(guī)的排水固結(jié)法結(jié)合使用。該法適用于滲透性很小的淤泥質(zhì)土與飽和軟黏性土地基,特別是超軟地基。真空預(yù)壓法不需要堆載,省略了加載和卸載的工序,縮短了預(yù)壓時(shí)間;其次真空預(yù)壓法所產(chǎn)生的負(fù)壓使地基土的孔隙水加速排出,縮短了固結(jié)時(shí)間。該法是一種設(shè)計(jì)先進(jìn)、技術(shù)成熟的方案,可滿足緊張工期的要求。該法特點(diǎn):處理深度大,固結(jié)速度快,縮短軟基處理預(yù)壓期,但施工工藝較復(fù)雜;若軟基地層大范圍夾有砂層含水層,應(yīng)慎用,否則需先進(jìn)行泥漿攪拌樁作帷幕進(jìn)行封水處理后,方可采用本法。5)水泥攪拌樁。攪拌樁與軟土層共同形成復(fù)合地基,故樁底應(yīng)打在持力層上,形成支承樁,才能發(fā)揮效用,對未能打到持力層上的懸浮樁,工后沉降仍比較大,且受施工工藝等條件的限制,處理有效深度超過13 m后,樁身強(qiáng)度難以保障。其優(yōu)點(diǎn)是施工工期短,后期沉降小,施工進(jìn)度比較易控制,施工技術(shù)成熟;其缺點(diǎn)在于處理深度有限,需要采取復(fù)噴復(fù)攪工藝才能確保下部樁身質(zhì)量,要加強(qiáng)施工質(zhì)量控制,需對成樁進(jìn)行檢測,造價(jià)較高。6)水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)。CFG樁由碎石、石屑、粉煤灰摻適量水泥用樁機(jī)具制成的具有可變粘結(jié)強(qiáng)度的樁型。利用樁和樁間土一起通過褥墊層形成的CFG樁復(fù)合地基。這種復(fù)合地基,由于承載力提高具有很大的可調(diào)性,沉降變形小,其優(yōu)點(diǎn)在于處理效果好,使用范圍廣,地基承載力提高較快,有效加固深度大,可達(dá)25 m,工期短,工后沉降小;其缺點(diǎn)在于施工工藝復(fù)雜,要加強(qiáng)施工質(zhì)量控制,需對成樁進(jìn)行檢測,工程造價(jià)相對較高。7)擠密碎石樁。碎石樁適用于對變形控制要求不十分嚴(yán)格的飽和黏土地基加固。其優(yōu)點(diǎn)在于地基處理效果可靠,同時(shí)兼有排水固結(jié)和復(fù)合地基特征,處理液化地區(qū)效果好;其缺點(diǎn)在于施工工藝復(fù)雜,要加強(qiáng)施工質(zhì)量控制,需對成樁進(jìn)行檢測,不宜處理特軟地基,工程造價(jià)較高。8)擠密石灰樁。其優(yōu)點(diǎn)在于地基承載力提高較快,工期短,工后沉降小;其缺點(diǎn)在于施工工藝復(fù)雜,需做試樁,工程造價(jià)很高。9)強(qiáng)夯法。其優(yōu)點(diǎn)在于施工較為簡單,處理效果可靠,對表層有雜填土軟土、液化土地基處理效果好,工程造價(jià)低;其缺點(diǎn)在于施工噪聲、污染大,處理深度有限,一般不超過9 m。

3 軟基處理方案選擇

本項(xiàng)目軟土地基設(shè)計(jì)在考慮軟土的實(shí)際情況,比如軟土的分布范圍、厚度,路基填土高度,所處位置(橋頭、涵洞、通道、一般路堤)及工程可能允許的工期(8個(gè)月～10個(gè)月)等各方面因素的基礎(chǔ)上,不同的地段采取了不同的加固措施。

1)對無硬殼層,軟土厚度不大于3 m淺層一般路段的地基采用挖除淤泥換填砂礫進(jìn)行處理;對海域?yàn)┩慷?考慮潮水的影響采用拋石擠淤進(jìn)行處理。2)對硬殼層較厚,軟土厚度不大于3 m淺層地基和軟土厚度大于3 m深層地基的處理:地基處理深度不大于13 m的地段,填土高度小于5.0 m地段,采用漿噴樁+等載預(yù)壓的處理;地基處理深度大于13 m的地段或填土高度大于5.0 m,地基處理深度不大于13 m的地段,采用水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)+等載預(yù)壓的處理。3)過渡段路基:位于一般軟基和橋頭、涵洞軟基的銜接處,中、小橋過渡按長25 m計(jì),涵洞過渡按長15 m計(jì)。水泥土攪拌樁適用于處理正常固結(jié)的淤泥深度不大于13 m的地基。CFG樁適用于處理正常固結(jié)的淤泥深度大于13 m或填土高度大于5.0 m,地基處理深度不大于13 m的地基。

4 結(jié)語

沒有牢靠的基礎(chǔ),道路橋梁等結(jié)構(gòu)物的安全使用就無從談起。軟土地基的存在影響著基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的形式,具體采用何種地基處理方案和基礎(chǔ)形式又與軟土埋深、層厚有關(guān),只有對存在軟土地基的沿海場地地質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)勘察,查清場地地形、地貌以及水文地質(zhì)情況,精心設(shè)計(jì),反復(fù)研究,認(rèn)真進(jìn)行沉降和穩(wěn)定驗(yàn)算,根據(jù)不同的工程性質(zhì)和地質(zhì)特征,比對方案,采取最佳處置辦法,才能設(shè)計(jì)出安全、合理、經(jīng)濟(jì)的道路橋梁等結(jié)構(gòu)物。

[1]CJJ/T 80-98,固化類路面基層和底基層技術(shù)規(guī)程[S].

[2]JTJ 017-96,公路軟土地基路段設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范[S].

[3]JTG D30-2004,公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[4]孫家駟,李松青.道路設(shè)計(jì)資料集3路基設(shè)計(jì)[M].北京:人民交通出版社,2001.

[5]交通部第二勘察設(shè)計(jì)院.公路路基設(shè)計(jì)手冊[M].第2版.北京:人民交通出版社,1996.

[6]吳朱敏,那光磊,呂振繪.軟弱地基處理的研究[J].山西建筑,2009,35(10):98-99.