深厚軟弱土地基的處理

馮 進(jìn)

（中國鐵建港航局集團有限公司，廣東 珠海 519070）

土建工程的基礎(chǔ)處理，因工程的具體情況不同需要分別來處理。某工程施工線較長，所處地質(zhì)條件均有很大差異，有巖石地基，雜填土地基，深厚淤泥野的軟弱土地基。根據(jù)地質(zhì)條件的不同，設(shè)計中相應(yīng)采用了不同的地基處理方法。

1 工程地質(zhì)概況

某工程所處的地區(qū)歸屬于平原地貌類型，地形起伏不大，分布有厚在層的淤泥、淤泥質(zhì)土層及可液化的粉砂層，壓縮性高，承載力低，工程性質(zhì)很差，淤泥質(zhì)土層厚度約為40m。地形平坦，整個場地大部分面積為魚塘。土層分布情況：表層有一薄層黏土，層厚為0.4～0.7m，第二層為淤泥、夾淤泥質(zhì)土，呈流塑/軟塑狀態(tài)，屬高壓縮性土，層厚為12～16m，承載力低，含水量高。依據(jù)場地的工程力學(xué)性能指標(biāo)，并結(jié)合經(jīng)濟、技術(shù)及工程等各方面綜合考慮，采用了堆載——真空聯(lián)合預(yù)壓法加固地基。

2 堆載和真空預(yù)壓的加固原理

對于壓縮性大的飽和軟土地基，建筑施工前在地基上堆積與建筑物重量相近的荷載，使地基土得到壓縮固結(jié)，在荷載移支代之以建筑物后，建筑物就不會沉降。預(yù)壓法分為堆載預(yù)壓和真空預(yù)壓兩類，堆載預(yù)壓就是用砂石土料、水等作為荷載進(jìn)行預(yù)壓，真空預(yù)壓是在需要加固的軟基中插入豎向排水通道（如砂井、袋裝砂井、塑料排水板等），然后在地面鋪設(shè)一層透水的砂或礫石，再在其上覆蓋一層不透氣的薄膜，借助真空泵和埋設(shè)在墊層中的管道，將膜下土體間的空氣抽出。由此在透水材料中產(chǎn)生較高的真空度，土中了孔隙逐漸滲流到井中而達(dá)到土體排水壓密的效果。

3 預(yù)壓法處理地基的設(shè)計

3.1 處理方案的選擇

對于淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填上等飽和黏性土及雜填土地基的處理，通?？刹捎眉虞d預(yù)壓法、越載預(yù)壓法、真空預(yù)壓法、深層攪拌法、高壓噴射注漿法、樹根樁法、水泥粉煤灰碎石樁法等。（CFG樁）、強夯置換法、換土置換法、振沖置換碎石樁法、拋石擠淤法等。用加載預(yù)壓法、超載預(yù)壓法等處理淤泥、淤泥質(zhì)土軟弱地基通常是比較經(jīng)濟可行的，施工現(xiàn)場干凈，缺點是加固時間長，強夯置換法、換土置換法、拋石擠淤法等處理深度較淺的地基，水泥粉煤灰碎石樁法（CFG樁）、高壓噴射注漿法施工質(zhì)量無法控制，容易出現(xiàn)斷樁、縮徑等質(zhì)量事故。

鑒于本工程特點，地基具有較深厚的淤泥層，結(jié)合業(yè)主和建設(shè)主管部門的要求，在原自然地坪標(biāo)本高較原自然標(biāo)高高，且設(shè)計荷載不是很大。利用這一特點，設(shè)計選用了堆載一真空聯(lián)合預(yù)壓法加固地基，克服單用預(yù)壓法處理地基固結(jié)期較長的不足之處，與深層攪拌法、振沖置換碎石樁其他方法相比，具有施工中無噪音、無污染、施工現(xiàn)場整潔及安全可靠等優(yōu)點。

3.2 設(shè)計內(nèi)容

1）真空一堆載預(yù)壓加固區(qū)域面積的確定，堆載范圍一般大于基礎(chǔ)外緣所包含的面積，對于真空預(yù)壓，加固效果取決于在密封膜下形成較高的真空度，一般覆蓋面積越大，密封溝的氣密性越強，愈易形成較高的真空度。

2）豎向排水體的選擇，選擇塑料排水帶，確定其斷面尺寸、間距、排列方式和深度。

3）水平排水體的設(shè)置，為防止出現(xiàn)橡皮土，首先應(yīng)回填一層素土，或填一層中粗砂，回填應(yīng)分層進(jìn)行。采用回填素土的步驟：

（1）回填素土。在加固區(qū)域內(nèi)先回填厚約1.0m的素土，回填范圍要超出加固區(qū)邊界3.0m。

（2）鋪設(shè)500mm的砂墊層，在砂墊層埋濾水管，可按條狀，梳狀、目字狀及羽毛狀等形式平面分布，管材用鋼管、塑料管外包尼龍紗、土工織物等濾水材料，在加固區(qū)周邊可采用挖溝埋膜的邊緣。

（3）一般鋪3層膜，膜周邊可采用挖溝埋膜，平鋪并用黏土覆蓋壓邊，圍埝溝內(nèi)及膜上覆水等方法進(jìn)行密封，就密封效果來說，以膜上全面覆水效果最好。

（4）安裝接連抽氣管道與射流泵。真空預(yù)壓所需抽真設(shè)備的數(shù)量，可按加固面積的大小和形狀及土層結(jié)構(gòu)特點，按每臺設(shè)備可抽真空1000～1500m2計，每區(qū)至少應(yīng)配兩臺設(shè)備。

（5）檢驗密封情況并抽氣，可一次抽至最大真空。真空預(yù)壓的膜下真空度應(yīng)穩(wěn)定地保持在87kPa以上，且應(yīng)均勻分布，豎井深度范圍內(nèi)土層的平均固結(jié)度應(yīng)大90%。

4）堆載預(yù)壓根據(jù)場地設(shè)計標(biāo)高比原場區(qū)自然地面平均標(biāo)高高的實際情況，利用回填土作為預(yù)壓荷載，具體堆載量及堆載速率的控制應(yīng)通過觀測地基的沉降大小、穩(wěn)定性以及設(shè)計標(biāo)高等要求決定。

4 質(zhì)量監(jiān)測及效果分析

4.1 施工質(zhì)量監(jiān)測

為了檢驗加固區(qū)真空預(yù)壓后的加固效果，掌握地基加固過程中各土層固結(jié)過程中各土層固結(jié)、沉降及側(cè)向變形等變化情況，力保加固質(zhì)量，除了在加固期間需連續(xù)觀測地表沉降量及加固區(qū)膜下真空度以外，沿需在加固區(qū)內(nèi)埋設(shè)一定數(shù)量的孔隙水壓力儀、磁性分層沉降儀、測斜儀及地上水位儀。按要求觀測地基在加固期間的孔隙水壓力，側(cè)向位移、地下水位及分層沉降隨時間的變化，并根據(jù)實測地點沉降、分層沉降及孔隙水壓力的消散情況，進(jìn)一步確認(rèn)地基的各項參數(shù)，推算地基固結(jié)度，為終止預(yù)壓提供依據(jù)。

4.2 加固效果分析

從獲取的地基處理后地質(zhì)報告表明，經(jīng)地基加固處理后淤泥層性質(zhì)得以明顯改善，巖性由淤泥改變?yōu)橛倌嗟馁|(zhì)黏土（淤泥質(zhì)土），含水量降低，孔隙比減小，抗剪強度提高，壓縮性降低，物理力學(xué)指標(biāo)明顯改善。

監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，地基承載力特征值提高了8889%，含水率降低了25.5%，粘聚力和內(nèi)磨擦分別提高了187%和165%，十字板抗剪強度提高159%，靜力觸控錐頭阻力和側(cè)壁磨擦力分別提高了118%和85%，工程性質(zhì)得到改善，用利于后期工程建設(shè)。真空一堆載聯(lián)合預(yù)壓法加固地基，可以解決兩個問題：一是地基沉降在加載預(yù)壓期間大部分或基本完成，在建筑物使用期間不致產(chǎn)生有害的沉降，二是地基土的抗剪強度在預(yù)壓期間逐漸增長，提高了土的承載力與穩(wěn)定性。通過實踐證明，真空一堆載聯(lián)合預(yù)壓方法用于處理軟弱土地基經(jīng)濟合理效果顯著。