深厚軟土區(qū)地基基礎(chǔ)設(shè)計淺析

潘振艷

【摘 要】軟土在沿海地區(qū)分布廣泛，因軟土本身的特性及工程性質(zhì)的特殊性，常為很多沿海地區(qū)重大工程的一大難題。如對其處理不當(dāng)，對工程建設(shè)過程有很大的挑戰(zhàn)性，竣工后仍存在極大的危害性，會引起建（構(gòu)）筑物過大變形、結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，安全系數(shù)降低。本文結(jié)合多年工程實踐，對深厚軟土地區(qū)地基基礎(chǔ)設(shè)計進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】軟土；勘察；地基處理；基礎(chǔ)設(shè)計

軟土作為沿海地區(qū)廣泛分布的特殊土，為濱海、湖沼、谷地、河灘自然沉積的天然含水量高、孔隙 比大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低的細(xì)粒土。以灰色為主，天然孔隙比大于或等于1.0，且天然含水量大于液限。包括淤泥、淤泥質(zhì)土（淤泥質(zhì)粘性土粉土）、泥炭、泥炭質(zhì)土等。主要是由淤泥沉積物及少量腐殖質(zhì)所組成。

其主要特性表現(xiàn)為天然含水量高、天然孔隙比大、密度小、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低、固結(jié)系數(shù)小、固結(jié)時間長、擾動性大、透水性差、靈敏度高、土層層狀分布復(fù)雜、與其它各層土之間物理力學(xué)性質(zhì)相差較大等特點。

軟土的分布往往埋藏較淺，一般埋藏約1米～3米，厚度一般約1米～30多米，因此基礎(chǔ)設(shè)計、基槽或基坑工程施工常涉及軟土問題。如何在工程設(shè)計中解決此類問題，而且能達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行的原則。首先，工程設(shè)計前期應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)勘察，重點查明擬建場地軟土的分布情況，如埋藏深度、厚度、起伏情況、物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)等。

尤其對于軟土層底板起伏變化較大的場地，更應(yīng)增加勘探點以便查明軟土的厚度分布情況，因其厚度大小關(guān)系到地基處理深度、樁基長短、同樁長樁基承載力大小差異、沉降差異等，以及設(shè)計人員決定是否采用變剛度調(diào)平基礎(chǔ)設(shè)計方案，以便減少差異沉降對建（構(gòu)）筑物帶來開裂的影響。

在工作過程中，有時會碰到個別甲方或勘察單位出于經(jīng)濟(jì)方面因素，常常會減少勘探孔深度來降低勘探費(fèi)用，對于深厚軟土區(qū)，勘探孔深度僅穿透軟土層進(jìn)入硬土層5～8米，而設(shè)計人員只有一種選擇樁長，即樁端僅進(jìn)入硬土3米，再增加樁長就會導(dǎo)致勘探孔深度不滿足要求。

因樁基承載力主要靠側(cè)摩阻力發(fā)揮作用，而樁側(cè)軟土層厚度所占比重較大，單樁承載力小，導(dǎo)致單個承臺只能采用多樁形式，如此一來，工程樁總量明顯增加。

土層名稱 含水率% 側(cè)摩阻力kpa 厚度m

淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土 45.0 15 15

粉質(zhì)粘土 27.2 55 11

粉質(zhì)粘土 32.5 35 未揭穿

表一 某工程地基土參數(shù)

如我們把勘探孔深度增加5米，樁長也可以增加5米，計算側(cè)摩阻力約為原來的1.7倍，原來單承臺布置5根18米的工程樁，現(xiàn)在只要3根23米的工程樁，由此可見，總的工程樁延米數(shù)減少將近五分之一。

從經(jīng)濟(jì)性看，增加勘探深度導(dǎo)致增加的費(fèi)用遠(yuǎn)小于五分之一工程樁的造價，為了避免撿小丟大，在勘探過程前，應(yīng)事先做好周邊場地地質(zhì)資料的詳細(xì)調(diào)查工作。

再者詳細(xì)了解各擬建物的各項技術(shù)指標(biāo)，最終根據(jù)前期調(diào)查工作成果編制出詳細(xì)的勘察綱要，根據(jù)經(jīng)濟(jì)合理性指明擬采用的基礎(chǔ)形式，并做好多種基礎(chǔ)形式的勘察方案預(yù)案，勘探孔深度按最壞考慮，即深度一定要足以讓設(shè)計人員可有兩種以上樁長考慮。

從設(shè)計施工經(jīng)驗看，在相同的地質(zhì)條件下，一般針對不同建筑物采用不同的基礎(chǔ)形式。如2～3層別墅和一層大跨度廠房，在分布有深厚軟土層條件下，2～3層別墅的承臺或墻下可以布置單樁或兩樁，但一層大跨度廠房則做單樁或兩樁欠佳，雖然單樁或兩樁即使豎向承載力已滿足要求，但作用在大跨度廠房柱底的水平力比2～3層別墅大，單樁或兩樁在水平力和彎矩作用下，柱的水平位移較大。

此時，可通過減短樁長降低單樁的豎向承載力，增加樁數(shù)量，調(diào)整單樁或兩樁承臺為3樁或多樁承臺，增強(qiáng)抗水平力。此調(diào)整已然會增加樁基工程量和造價，但也是無奈之舉的選擇。同時，還應(yīng)考慮廠房內(nèi)地面堆載和動荷載的作用，以及軟土的側(cè)向支撐作用弱，受側(cè)向擠壓作用水平變形明顯。曾經(jīng)接觸到過一個類似的工程問題，擬建場地軟土厚16米，表層1.2米填土，基礎(chǔ)埋深1.3米，擬建單層廠房跨度24米，設(shè)行車10噸，采用預(yù)制鋼柱和鋼梁，兩樁承臺，樁長18.5米。

設(shè)計施工時未考慮軟土的工程特性，在工程樁和承臺施工結(jié)束后，為方便吊裝鋼柱和鋼梁，施工單位在廠房內(nèi)距離外墻2米處鋪設(shè)道渣路供履帶式吊車行駛，安裝完鋼柱后，準(zhǔn)備吊裝鋼梁時，發(fā)現(xiàn)兩側(cè)鋼柱均已向外側(cè)偏移4cm～10cm。經(jīng)勘察和設(shè)計人員到場調(diào)查分析，因該場地軟土較厚，工程樁進(jìn)入硬土層偏短，再者，履帶式吊車和運(yùn)道渣的重車在道渣路上行駛時，道渣路下沉，土體產(chǎn)生側(cè)向擠壓作用，使承臺和樁整體往外側(cè)偏移。

該項目地面本身已設(shè)計水泥土攪拌樁加固處理，如將該地基加固處理提前施工，在承臺預(yù)制樁施工前，將地基處理的水泥土攪拌樁提前施工，待養(yǎng)護(hù)程度達(dá)到一定時間后，再鋪設(shè)一定厚度褥墊層，然后進(jìn)行預(yù)制樁和承臺施工。

此時，廠區(qū)內(nèi)地面已經(jīng)過加固處理，鋼柱和鋼梁吊裝時，就會減少因地面荷載過重造成土體側(cè)向擠壓變形，導(dǎo)致工程樁和承臺整體偏移的工程問題。

從施工工藝、經(jīng)濟(jì)性和工程進(jìn)度方面考慮，一般對于沿海地區(qū)高層建筑而言，總會優(yōu)先選擇預(yù)制樁，但隨著近些年來，高層建筑的大面積建設(shè)，在深厚軟土層中使用預(yù)應(yīng)力管樁所暴露出來的問題漸漸的多了。其中，就有因預(yù)制樁抗水平力弱，基坑開挖導(dǎo)致土體深部滑移致使預(yù)應(yīng)力管樁斷裂，工程樁損傷嚴(yán)重。

因此，沿海有些地方建設(shè)主管部門也制定了相關(guān)保障性規(guī)定，在深厚軟土條件下，禁止采用預(yù)應(yīng)力管樁，只能采用口徑比預(yù)制樁大的鉆孔灌注樁。

總之，在深厚軟土條件下，基礎(chǔ)設(shè)計時，應(yīng)綜合考慮施工工藝、經(jīng)濟(jì)性、建筑物的功能特性、地質(zhì)條件、前后工序等各方面因素。

尤其前后工序中采用的施工方法、設(shè)備對基礎(chǔ)及樁基帶來不可預(yù)料的損傷，應(yīng)在設(shè)計或施工方案中考慮到，以便把工程問題降到最低限度。