淺論巖土工程中軟土地基處理技術(shù)

陳鐵柱 霍巖

摘要：地基處理可以增加軟弱地基的強(qiáng)度，增強(qiáng)地基的穩(wěn)固性，降低軟弱地基的壓縮性，降低基礎(chǔ)的沉降的風(fēng)險(xiǎn)。本文從淤泥質(zhì)軟土的基本概念、不利的工程性質(zhì)以及常用的軟土地基處理方法進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析。

關(guān)鍵詞：巖土工程；淤泥質(zhì)軟土；處理技術(shù)

一、前言

在我國沿海、 河流的中下游或湖泊附近地區(qū)， 地表下埋藏有深厚 的第四紀(jì)松軟覆蓋層。淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土或其它高壓縮性土層構(gòu)成軟弱地基，軟弱地基必須經(jīng)過處理才能有足夠的承受力，滿足建構(gòu)筑物的承載要求。這些地區(qū)的軟土地基給道路、橋梁、 涵洞和建筑物地下空間利用等帶來了技術(shù)上的難題， 如果勘察、 設(shè)計(jì)不好， 將會(huì)給建筑帶來了諸多的危害。 設(shè)計(jì)者和建設(shè)者要花費(fèi)大量的時(shí)間、財(cái)力、人力去對(duì)軟土地基進(jìn)行勘察、設(shè)計(jì)和施工，提高建筑質(zhì)量。

二、淤泥質(zhì)軟土的基本概念

軟土是指在海洋、河流、湖泊等地方存在的含水量大、結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、間隙大、壓縮性高的細(xì)沙土。軟土具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)特征，主要表現(xiàn)為四個(gè)方面：

天然含水量高、壓縮性大、滲透性小和抗剪強(qiáng)度低。軟土主要由粘土粉粒組成，常含有有機(jī)質(zhì)。有的粘土粉粒含量可高達(dá) 60% ～70% ，而且粘土礦物顆粒很小，呈薄片狀，表面帶負(fù)電荷，在粘土顆粒的四周吸附著大量的偶極化分子。 軟土層在沉積后常形成絮凝狀結(jié)構(gòu)， 也是造成含水量大的原因之一。此外，軟土還具有較大的吸力和吸附力。確認(rèn)軟土地基不能單憑觀察， 還要通過測(cè)量和檢驗(yàn)， 根據(jù)施工條件進(jìn)行確定，有必要在充分研究建（構(gòu)）筑物的種類、形式、規(guī)模、地基特性的基礎(chǔ)上， 判斷是否應(yīng)按軟土地基處理。

三、淤泥質(zhì)軟土地基的不利工程性質(zhì)

1、地基承載能力低，難以施工。主要原因就是由于施工擾動(dòng)較大，容易破壞整個(gè)地基土層的結(jié)構(gòu)，不利于施工。

2、沉降量較大，不能滿足使用功能。由于軟土壓縮性大，工程完成后容易發(fā)生不均勻沉降， 導(dǎo)致道路出現(xiàn)裂縫、 地下管線出現(xiàn)斷裂等問題。

3、 開挖基坑容易引發(fā)溝槽邊坡失穩(wěn)破壞， 影響施工的順利進(jìn)行。造成失穩(wěn)的主要原因在于軟土天然空隙、黏結(jié)系數(shù)小。

4、由于軟土地基中的地下水會(huì)影響工程的施工質(zhì)量，地基處理過程中必須及時(shí)排水， 并做好邊坡土體的防護(hù)。 因?yàn)樵诮邓蚺潘こ讨?，很可能引發(fā)周圍地層發(fā)生不均勻沉降。

四、軟土地基常用處理方法

1、樁基法

對(duì)中小型水工建筑物，當(dāng)淤土層較厚，不能進(jìn)行大面積處理時(shí)，可采用打樁的辦法進(jìn)行加固處理。 當(dāng)淤土層較厚， 難以大面積進(jìn)行深處理，可采用打樁辦法進(jìn)行加固處理、而樁基礎(chǔ)技術(shù)很多。淤土層厚

度小于 5m 時(shí)，通過打砂樁或石灰樁可以達(dá)到一般地基要求，其工作原理是通過吸水和排水?dāng)D密淤土，使其孔隙比小于 1。當(dāng)淤土層厚度在 5～7m 時(shí)，宜打預(yù)制樁，鋼筋混凝土預(yù)制樁具有承載力強(qiáng)，投資少，質(zhì)量穩(wěn)定，施工速度快等特點(diǎn)，鋼筋混凝土預(yù)制樁還具有抗水閘水壓力產(chǎn)生水平荷載，達(dá)到水平穩(wěn)定作用。淤土層較厚（7～10m ）地基處理可以采用灌注樁作承載臺(tái)， 打灌注樁應(yīng)至硬土層。

淤泥質(zhì)土層樁基有如下特性：

①在淤泥質(zhì)土層 qb800m m 旋挖灌注樁有擴(kuò)徑現(xiàn)象存在，施工時(shí)可通過控制泥漿指標(biāo)和在有需要的位置增加長護(hù)筒的方法解決， 其充盈系數(shù)可在 1. 4 附近。

②在淤泥質(zhì)土中，極容易沉樁，在沉樁過程中要隨時(shí)監(jiān)控、調(diào)整樁身垂直度， 樁架與地面不垂直會(huì)造成樁傾斜過大。 施工中施工速度過快、樁入土太深；樁傾斜過大；樁堆放、起吊、運(yùn)輸?shù)闹c(diǎn)或吊點(diǎn)位置不當(dāng)；樁身彎曲過大；錘擊次數(shù)過多等都會(huì)造成樁斷裂的問題。

在樁基施工中質(zhì)量問題及隱患， 將影響建筑物的結(jié)構(gòu)安全。 單樁承載力低于設(shè)計(jì)值， 樁傾斜過大、 斷樁、 樁接頭斷離、 樁位偏差過大，都會(huì)造成打 （壓）樁工程出現(xiàn)質(zhì)量問題。打 （壓）樁工程施工工序多，工藝要求高， 工程地質(zhì)勘察報(bào)告不夠詳盡準(zhǔn)確； 設(shè)計(jì)的取值不合理都會(huì)影響樁基質(zhì)量，在施工時(shí)要特別注意。

2、換土法

本方法適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土、素填土、雜填土及暗溝、暗塘等的淺層處理。當(dāng)淤土層厚度在 4m 以內(nèi)時(shí)，也可采用挖除淤土層，換填砂壤土、灰土、粗砂、水泥土、采用沉井基礎(chǔ)等辦法進(jìn)行地基處理。換填法的作用，是提高持力層的承載力，改善土的壓

縮性，減小地基變形。鑒于換砂不利于防滲，且工程造價(jià)較高，故一般小型水工建筑物應(yīng)就地取材， 以換填泥土為宜。 對(duì)大中型水工建筑物， 可采用沉井基礎(chǔ)。 換土法要回填有較好壓密特性土進(jìn)行壓實(shí)或夯實(shí)，形成良好的持力層，從而改變地基承載力特性，提高抗變形和穩(wěn)定能力，施工時(shí)應(yīng)注意坑邊穩(wěn)定，保證填料質(zhì)量，填料應(yīng)分層夯實(shí)。

3、灌漿法

灌漿法是利用氣壓、 液壓或電化學(xué)原理將能夠固化的某些漿液注入地基介質(zhì)中或建筑物與地基的縫隙部位， 灌漿法對(duì)加固淤泥軟土地基具有明顯效果。水泥漿、水泥砂漿、粘土水泥漿、粘土漿及各種化學(xué)漿材如聚氨酯類、木質(zhì)素類、硅酸鹽類等都可以作灌漿漿液。

4、排水固結(jié)法

排水固結(jié)法是解決淤泥軟粘土地基沉降和穩(wěn)定問題有效方法， 由排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)兩部分組成。 排水系統(tǒng)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， 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系統(tǒng)。 塑料排水帶排水經(jīng)濟(jì)效益較高，塑料排水板施工要在砂墊層完成后才能進(jìn)行。其施工原理是，當(dāng)插入軟基排水板， 建設(shè)地下基礎(chǔ)及上部構(gòu)筑物時(shí)， 軟基受到荷載擠壓，地下水在擠壓和毛細(xì)作用下， 沿塑料排水板升高到砂墊層， 經(jīng)砂層向兩側(cè)排出，基底承載力因此得到增加。

5、優(yōu)化結(jié)構(gòu)法

①選擇輕型結(jié)構(gòu)。自重輕是“U”形橋梁最顯著的優(yōu)點(diǎn)， “U”形橋梁橋臺(tái)還有基礎(chǔ)淺的特點(diǎn)， 把橋臺(tái)基礎(chǔ)設(shè)置在地基表層的密實(shí)土層上，可以避開淤土層。因?yàn)橛羞@個(gè)優(yōu)點(diǎn)，肋拱橋、桁架拱橋、剛架拱橋等被廣泛應(yīng)用。

6、鉆探施工現(xiàn)場(chǎng)處理及出現(xiàn)問題后的事故處理開鉆前，對(duì)附近場(chǎng)地進(jìn)行平整處理，將鉆機(jī)位置調(diào)平、調(diào)整，并對(duì)機(jī)座地面及平臺(tái)進(jìn)行加固， 水上鉆孔， 采取打樁等固定鉆機(jī)平臺(tái)的

方法，確保鉆探前和鉆探過程中鉆機(jī)平臺(tái)穩(wěn)定，防止發(fā)生傾斜等；鉆孔擊穿空洞、溶洞頂板或所處巖層裂隙發(fā)育，連通性好，容易發(fā)生漏漿、漏水。當(dāng)漏漿不嚴(yán)重時(shí)應(yīng)及時(shí)增大循環(huán)水，必要時(shí)可在泥漿中添加護(hù)壁劑、鋸末等增加泥漿相對(duì)密度；如果鉆孔漏漿嚴(yán)重，應(yīng)采套管

跟進(jìn)或安裝多層套管、變徑鉆進(jìn)等措施，及時(shí)止漏，如漏漿迅速來不及處理，應(yīng)立即撤離鉆機(jī)，防止地陷造成鉆機(jī)傾覆。

7、工程鉆探事故的處理

在設(shè)備能力允許的條件下， 可用升降機(jī)配合滑輪組， 強(qiáng)力提拉孔內(nèi)受阻鉆具。當(dāng)鉆具被卡埋時(shí)，可用提拉方法。利用吊錘打擊的震動(dòng)力，向上或向下打擊事故鉆具，擊震法適用于淺孔處理擠夾事故。

五、結(jié)束語

隨著地巖土工程勘察鉆探技術(shù)的不斷完善， 鉆探技術(shù)在巖土工程勘察中的管理將會(huì)得到更多管理者的重視，在技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，巖土工程勘察鉆探技術(shù)管理工作將會(huì)發(fā)揮著越來越重要的作用。

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