淺談土建遇淤泥軟土地基如何處理

朱述剛

摘要：目前，軟土地基處理的方法有預(yù)壓法、換填法、強夯法和強夯置換法、砂石樁法、水泥土攪拌法及其他地基處理法。本文著重介紹各個方法的施工工藝及流程，然后對于相同地質(zhì)條件的軟土地基提出相應(yīng)的處理措施，剖析地基處理的重點，最后根據(jù)處理結(jié)果選擇合適的處理方案。關(guān)鍵詞：淤泥；軟土地基；塑料排水板堆載預(yù)壓法

0? 工程概況及初步分析 ??????? 某地區(qū)建筑場地擬建二層框架結(jié)構(gòu)房屋，建筑平面，室外標(biāo)高為8.4m（±0.000），根據(jù)地質(zhì)資料，現(xiàn)有場地標(biāo)高為1.64m，需填土6.76m，土層依次如下：第一層為素填土，厚度0.5m；第二層為淤泥，厚度為11.4m，為高壓縮性土，壓縮模量Es=1.73MPa，固結(jié)系數(shù)Ch=Cv=1.0x10-3cm2/s；第三層為粉質(zhì)黏土夾碎石,厚度為4.6m，為中壓縮性土，壓縮模量Es=4.96MPa；第四層為淤泥質(zhì)黏土，厚度為2.5m，壓縮模量Es=1.85MPa；第五層為粉質(zhì)黏土，厚度為5.4m，壓縮模量Es=4.3MPa；第六層為淤泥質(zhì)黏土，厚度為3.2m，壓縮模量Es=1.85MPa；第七層為粗角礫土，厚度為2.2m，壓縮模量Es=10MPa；第八層為粉質(zhì)黏土，厚度為12.9m，壓縮模量Es=4.8MPa。按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》，對于高壓縮性土地基，框架結(jié)構(gòu)相鄰柱基沉降差為0.003L（L為相鄰柱距），經(jīng)過初步估算，柱底內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值分別約為600KN和1000KN，柱距6米，容許的沉降差為18mm。 ??????? 在施工主體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)前期，由于場地需要回填土而且較厚，在回填施工時期，回填土屬于外加荷載，此時按荷載考慮計算場地的沉降，總沉降量達到1316.34mm。各層沉降量為：第一層淤泥沉降量為946.9mm，占總沉降量的71.9%；第二層淤泥沉降量為131.6mm，占總沉降量的10.0%；第三層淤泥沉降量為189.4mm，占總沉降量的14.4%；第四層淤泥沉降量為48.4mm，占總沉降量的3.7%。此過程為固結(jié)排水沉降過程，隨時間的發(fā)展場地土趨于穩(wěn)定。在沉降基本完成時，進行主體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)施工，此時場地土體性質(zhì)發(fā)生變化，此時各層土的承載力和壓縮模量均會有所增加，假設(shè)均比原來土體增加1.1倍。此時按回填土承載力特征值fak=100Kpa，估算C軸交5軸及6軸柱基礎(chǔ)A、B大小，分別為2m×3m和4.0m×4.0m，柱基A總沉降量為55.24mm，占回填土沉降量的4.2%，柱基B總沉降量為71.34mm，占回填土沉降量的5.4%，沉降差16.1mm，小于規(guī)范容許值18mm。從以上分析可以看出，在未進行任何地基處理的情況下，前期沉降占絕大部分，而后期采用獨立擴展基礎(chǔ)已能滿足承載力且無軟弱下臥層和變形要求。因此，地基處理的重點在于加速固結(jié)排水過程，減少回填土引起的沉降。? ??????? 1? 地基處理措施 ??????? 1.1 選擇合適的處理措施? 目前，軟土地基處理的方法有換填法、預(yù)壓法、強夯法和強夯置換法、砂石樁法、水泥土攪拌法、高壓旋噴樁法、樁基法及其他地基處理法。 ??????? 換填墊層法是挖除軟弱地基土，采用砂石、粉質(zhì)粘土、灰土、粉煤灰、礦渣等材料進行換填作為墊層的一種地基處理方法，通過換填軟弱地基土的變形變成墊層地基的變形，因此能夠減少地基的沉降。本工程軟弱地基土層埋深0.5m，層厚11.4m，首先需要挖除9725.9m3，回填土需要9725.9m3?？梢娡谕良盎靥罘搅肯喈?dāng)大，從經(jīng)濟上考慮該方法不適用于該工程軟弱地基處理。 ??????? 堆載預(yù)壓法是解決淤泥軟粘土地基沉降和穩(wěn)定問題有效措施，堆載預(yù)壓分塑料排水帶活砂井地基堆載預(yù)壓和天然地基堆載預(yù)壓。通常，當(dāng)軟土層厚度小于4.0m時，可采用天然地基堆載預(yù)壓法處理，當(dāng)軟土層厚度超過4.0m時，為加速預(yù)壓過程，應(yīng)采用塑料排水帶、砂井等豎井排水預(yù)壓法處理地基。本工程淤泥層厚度為11.4m，適合用排水預(yù)壓法。

強夯法適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基，而強夯置換法適用于高飽和度的粉土與軟塑~流塑的粘性土等地基上對變形控制要求不嚴的工程。此兩種方法都采用夯擊的方法進行地基加固，因此都有一定的加固深度，本工程軟弱土層為淤泥層，該土性質(zhì)不適用夯擊方法加固，而且土層深度較深。 ??????? 砂石樁法適用于擠密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、雜填土等地基，本工程軟弱土層為欠固結(jié)土層，在回填土回填至設(shè)計標(biāo)高時，土層在附加應(yīng)力作用下進行排水固結(jié)，土層壓縮，因此不適用。 ??????? 水泥攪拌法分為深層攪拌法和粉體噴攪法，水泥土攪拌法適用于處理正常固結(jié)的淤泥與淤泥質(zhì)土、粉土、飽和黃土、素填土、粘性土以及無流動地下水的飽和松散砂土等地基。當(dāng)?shù)鼗恋奶烊缓啃∮?0%、大于70%或地下水的PH值小于4時不宜采用干法。 ??????? 因此本工程合適的地基處理方法可選用堆載預(yù)壓法。 ??????? 1.2 排水板堆載預(yù)壓法? 排水板預(yù)壓法由排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)兩部分組合而成。排水系統(tǒng)是在地基中設(shè)置排水體，利用地層本身的透水性由排水體集中排水的結(jié)構(gòu)體系，根據(jù)排水體的不同可分為砂井排水和塑料排水帶排水兩種。下面介紹效益較高塑料排水板處理淤泥軟基方法，插入軟基排水板，當(dāng)填筑基礎(chǔ)及上部建筑物時，荷載作用軟基，地下水由于受擠壓和毛細作用沿塑料排水板上升至砂墊層內(nèi)，由砂層向兩側(cè)排出，從而提高基底承載力，塑料排水板要在砂墊層完成后施工，由測量人員測量出需處理范圍，標(biāo)出每根排水板具體位置，插板機對中調(diào)平，把排水板在鉆頭安放好，開動打樁機錘打鉆桿，將地面上塑料排水板截斷，并留有一定富余長度，在塑料排水板四周填砂后即完成本工程施工。目前，塑料排水板有以下規(guī)格、型號，SPB-A型-寬度100mm，厚度3.5mm，可打入軟基15m；SPB-B型-寬度100mm，厚度4.0mm，可打入軟基25m；SPB-C型-寬度100mm，厚度4.5mm，可打入軟基35m。本工程適合采用SPB-B型，塑料排水板按等邊三角形排列，間距取1.0m，主要受壓層淤泥層層厚11.4m，塑料排水打穿受壓土層，深度取H=11.4m。加載過程按圖3所示進行加載，圖4為固結(jié)度Ut與t之間的關(guān)系。 ??????? 塑料排水板堆載預(yù)壓法在加載70天時，固結(jié)度U70=0.74；在加載800天時，固結(jié)度U80=0.81；在加載100天時，固結(jié)度U100=0.90；在加載120天時，固結(jié)度U120=0.95。在固結(jié)度U100到達0.90時，可以認為符合設(shè)計要求，此時沉降已經(jīng)大部分完成。該處理方法成本估算，需使用SPB-B型塑料排水板27600m。 ??????? 2? 結(jié)束語 ??????? 地基處理措施應(yīng)該根據(jù)工程場地軟土地基的土的性質(zhì)采用合適的處理方案，可以到達良好的處理效果和經(jīng)濟效果，以上的分析結(jié)果是基于規(guī)范的理論分析方法，實際處理后的地基處理效果應(yīng)經(jīng)過現(xiàn)場的試驗和檢測，得到相關(guān)的數(shù)據(jù)后判斷是否能到達設(shè)計要求后，才能夠用于工程之中。 參考文獻： [1]《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》.JGJ79-2002，2007年10月，中國建筑科學(xué)研究院主編.中國建筑工業(yè)出版. [2]《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》.GB50007-2002，2008年6月，中華人民共和國建設(shè)部主編.中國建筑工業(yè)出版. [3]《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施結(jié)構(gòu)》.2005年5月，建設(shè)部工程質(zhì)量安全監(jiān)督與行業(yè)發(fā)展司及中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計研究所編，中國計劃出版社.