沿海軟土地區(qū)巖土工程問(wèn)題及處理

大昌建設(shè)集團(tuán)有限公司 趙清波 焦 鋒

沿海軟土地區(qū)巖土工程問(wèn)題及處理

大昌建設(shè)集團(tuán)有限公司 趙清波 焦 鋒

沿海地區(qū)的軟土大體可分為三類：濱海相軟土、三角洲軟土和內(nèi)陸相軟土。其共同特征為：土質(zhì)軟；含水量高，一般為35% ～ 80%；壓縮性大，壓縮系數(shù)為0.5～1.5 MPa；天然孔隙比大，一般為1.0～2.0；強(qiáng)度低，不排水抗剪強(qiáng)度為5 ～ 25 MPa；滲透性差，觸變性高，承載力低，在荷載作用下地基通常會(huì)發(fā)生較大變形；不均勻沉降大，而且要?dú)v時(shí)幾年甚至幾十年才能達(dá)到沉降穩(wěn)定。類似的軟土地基在我國(guó)東南沿海及三角洲地區(qū)分布較廣，是工程建設(shè)中必須進(jìn)行特殊處理的軟弱地基。

一、軟土的勘測(cè)方法

為了對(duì)軟土地基進(jìn)行有效處理，必須事先查明軟土的物理力學(xué)性質(zhì)、埋藏條件及分布范圍。一般的軟土勘測(cè)手段有鉆探、物探、標(biāo)準(zhǔn)貫入、十字板剪切、輕型動(dòng)力觸探原位測(cè)試和室內(nèi)土工試驗(yàn)等，也可同時(shí)使用幾種勘探手段相互驗(yàn)證補(bǔ)充。

為實(shí)現(xiàn)對(duì)軟土地基巖土土層性質(zhì)的無(wú)擾勘察，一般均采用干鉆法，必要時(shí)可采用泥漿護(hù)壁回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)法，以防軟土地基結(jié)構(gòu)發(fā)生變化而改變土樣的原始物理力學(xué)性能。采用薄壁取土器靜壓法取軟土進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，必須保證樣品不受外界因素?cái)_動(dòng)而發(fā)生變形或蒸發(fā)。對(duì)細(xì)黏砂層采用標(biāo)準(zhǔn)貫入法取樣時(shí)，為避免軟土土樣在鉆探取樣過(guò)程中發(fā)生流失或擾動(dòng)，宜采用原位測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)。原位測(cè)試取樣后，通過(guò)室內(nèi)土工試驗(yàn)來(lái)獲得軟土土質(zhì)參數(shù)，如含水量、液限、塑限、含沙量等。

二、軟土地區(qū)主要的巖土工程問(wèn)題

1.軟土震陷。軟土層厚度超過(guò)10 m時(shí)，其在地震作用下會(huì)發(fā)生震陷，使建（構(gòu)）筑物發(fā)生傾斜或10 ～ 20 cm的沉陷。因此，在該地質(zhì)區(qū)進(jìn)行工程建設(shè)時(shí)，應(yīng)考慮震陷的影響。

2.軟土固結(jié)沉降。軟土固結(jié)沉降會(huì)引發(fā)一系列工程問(wèn)題，如地基不均勻沉降等，處理不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致地坪開(kāi)裂、下沉和構(gòu)筑物傾斜、失穩(wěn)等。20世紀(jì)90年代初，在珠江軟土分布區(qū)，由于對(duì)軟土固結(jié)沉降認(rèn)識(shí)不足，很多施工單位僅對(duì)地坪進(jìn)行了簡(jiǎn)單的填土碾壓，導(dǎo)致現(xiàn)在當(dāng)?shù)卦S多建筑都出現(xiàn)了沉降、地面開(kāi)裂、散水破裂、主體建筑基礎(chǔ)外露等現(xiàn)象，有的裂縫甚至可容人爬入；在珠海一帶，雖然已對(duì)道路引橋不斷增厚，但部分引橋仍因地基沉降而有橋頭跳車現(xiàn)象，許多水閘、圍堤也因不均勻沉降而導(dǎo)致閘體和堤身開(kāi)裂。

3.負(fù)摩阻力。在未經(jīng)處理的軟土層中采用樁基礎(chǔ)時(shí)，由于樁的沉降量相對(duì)比軟土固結(jié)沉降小，因而軟土?xí)?duì)樁產(chǎn)生向下的負(fù)摩阻力。負(fù)摩阻力的產(chǎn)生與軟土的抗剪強(qiáng)度、地面荷載有關(guān)；負(fù)摩阻力隨深度的增加而減小，直至為0或產(chǎn)生正摩阻力。樁端持力層的壓縮性對(duì)負(fù)摩阻力的大小也有一定影響：持力層壓縮性越大，樁與樁間土的相對(duì)位移就越小，負(fù)摩阻力也越小。

因此，在軟土地區(qū)打樁基礎(chǔ)前要對(duì)樁進(jìn)行靜荷載試驗(yàn)，如果負(fù)摩阻力過(guò)大，就可能造成實(shí)際單樁承載比設(shè)計(jì)值大，最終導(dǎo)致樁沉降過(guò)大或樁端受損。

三、對(duì)軟土地基的常用處理方法

1.砂井排水。在地基中用各種打樁機(jī)具打入鋼管，或采用爆破、高壓射水等方法打出一定的孔眼，然后在其中灌入中粗砂礫，即稱砂井。每個(gè)砂井都是一個(gè)排水通道，多個(gè)排水砂井構(gòu)成地基排水系統(tǒng)。工程實(shí)踐中，多采用網(wǎng)狀織物袋裝砂井。這種砂井井徑?。ㄖ睆絻H8 cm左右）、省料、造價(jià)低，而且不會(huì)因施工操作失誤而影響其連續(xù)性。鋪設(shè)排水砂墊層的排水原理與此有相通之處，但多用于軟土路堤，即在砂墊層頂部鋪設(shè)一層隔水材料，以防水分反上路堤而影響路堤穩(wěn)定性。

2.塑料排水板固結(jié)法。塑料排水板固結(jié)法是將具孔道的帶狀塑料板插入土中，形成豎向排水通道。該法因施工快捷簡(jiǎn)便而得到了廣泛應(yīng)用。

3.水泥攪拌樁法。對(duì)于軟土層較薄的地基，可采用水泥攪拌樁法進(jìn)行處理，即按一定的坑距和行距將水泥與軟土拌合，從而達(dá)到吸收軟土地基中的水分和提高地基強(qiáng)度的目的。工程建設(shè)中應(yīng)用較多的是高壓旋噴注漿成樁法（可形成深層攪拌樁），將旋噴注漿管置入預(yù)定的地基加固深度，通過(guò)鉆桿旋轉(zhuǎn)以一定的壓力將配制好的水泥從噴嘴噴出以沖擊土體，使土與漿液混合，從而形成具有一定強(qiáng)度的人工地基。但據(jù)已有的工程實(shí)踐來(lái)看，采用攪拌樁處理后，樁間土的工后沉降仍然偏大。

4.拋石擠淤法。在液性指數(shù)較大的軟土區(qū)，如積水洼地，水不易抽干，可采用拋石擠淤的方法進(jìn)行處理，即向軟土中拋投片石。這是一種強(qiáng)迫換土的方式，要求填石高度超過(guò)處理土層的厚度，并在碾壓密實(shí)后再填筑土方。

5.塑料排水板堆載聯(lián)合真空預(yù)壓法。目前，一些沿海地區(qū)普遍采用的軟地基處理方法是塑料排水板堆載聯(lián)合真空預(yù)壓法。即先吹填一層砂層，再在砂層上打設(shè)塑料排水板，排水板穿過(guò)淤泥層進(jìn)入黏土層約0.5 m，然后鋪膜抽真空；真空預(yù)壓40 d后，再沙堆載2～3 m,持續(xù)真空預(yù)壓至淤泥層固結(jié)度＞90%。多項(xiàng)工程實(shí)例表明，采用預(yù)壓法處理沉陷地基的加固影響深度在20 m以內(nèi)，固結(jié)沉降量較大。

四、結(jié)論

對(duì)于軟土固結(jié)沉降必須有足夠的重視。在軟土地區(qū)的工程施工中，基礎(chǔ)造價(jià)一般要占工程總費(fèi)用的15% ～ 30%；正確勘測(cè)軟土區(qū)的地質(zhì)情況和選用合適的地基處理方案，對(duì)降低工程費(fèi)用、縮短工期有重要作用。