軟弱地基綜合處理在工程中的應(yīng)用

鄭和禮（福建省武夷山市鴻安交通工程有限公司，福建南平354300）

軟弱地基綜合處理在工程中的應(yīng)用

鄭和禮（福建省武夷山市鴻安交通工程有限公司，福建南平354300）

改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)以及建筑行業(yè)實(shí)現(xiàn)了較快發(fā)展，地基處理工程作為建設(shè)工程的重點(diǎn)之一，尤其是在軟弱地基情況下怎樣加強(qiáng)工程施工力度，已成為當(dāng)前工程施工人員重點(diǎn)研究的課題。以下筆者將通過(guò)本文，并結(jié)合自身多年實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)軟弱地基綜合處理在工程中的應(yīng)用進(jìn)行集中闡述。

軟弱地基；綜合處理；應(yīng)用

1 工程概況

1.1 地點(diǎn)及水毀情況

本工程位于316國(guó)道K0+865～K0+910地段。由于期間受洪水襲擊，路基全幅坍塌、滑移；混凝土路面斷裂，道路中斷。

1.2 水毀原因分析

（1）漿砌片石護(hù)腳基礎(chǔ)開(kāi)挖深度不夠且局部基底土質(zhì)松軟，基底承載力達(dá)不到要求，基底平面有向外傾斜現(xiàn)象。砌體拉丁砌石不足，且砌體中間有小片石窩堆現(xiàn)象和砌筑砂漿不飽滿，砌體的整體強(qiáng)度不夠，不足以擋土，易倒塌。

（2）路基左側(cè)靠山、匯水面積大、且有農(nóng)田、地表、地下水較豐富。雖然設(shè)置水溝排水，但大部分地下水要通過(guò)路基滲流，浸濕了路基，有部分水積聚在不透水土層。

（3）路基填方存在土石混填石塊中間土體碾壓不密實(shí)容易滲水，使路基的密實(shí)度達(dá)不到規(guī)范。填土前腐殖土和雜草清理不干凈，原地面傾斜度陡于1：5，未挖成土質(zhì)臺(tái)階，水浸蝕形成滑動(dòng)面。

（4）原路堤有細(xì)砂層且厚達(dá)4m，飽水后導(dǎo)致強(qiáng)度降低并松散。

1.3 地質(zhì)條件

①地形地貌：山澗河谷地貌。316國(guó)道分布于富屯溪I級(jí)階地。②地基巖石土特征：巖土層從上到下主要為雜填土以及松散細(xì)砂、松散；中粗粒黑云母花崗巖。③水文地質(zhì)特征：地下水是第四系松散孔隙潛水，主要賦存于細(xì)砂層之中，向河中不排泄。

1.4 原設(shè)計(jì)方案

設(shè)置重力式漿砌片石路堤墻，墻頂部土高為3m，填土邊坡為1：1.5，墻基處于強(qiáng)風(fēng)化層1m深以上墻身穿過(guò)細(xì)砂層，墻高9.4m，地基容許應(yīng)力大于0.5MPa。詳情參閱路基設(shè)計(jì)圖。

2 更改設(shè)計(jì)的主要原因以及確定樁基方案

2.1 地質(zhì)原因、水位狀況、施工難度

（1）從圖上以及實(shí)地勘察我們了解到，基礎(chǔ)開(kāi)挖需要穿過(guò)4.5m的細(xì)砂層，且其中3m在水下，大家知道細(xì)砂的自然休止角很少、粘結(jié)力為零，成松散狀，開(kāi)挖邊坡坡度要1：5工程量大。

（2）細(xì)砂在水下用一般圍堰抽水開(kāi)挖會(huì)產(chǎn)生流砂現(xiàn)象，顯然不可能，一定會(huì)引塌方。

（3）本工地由于細(xì)砂層延伸若強(qiáng)行采取措施開(kāi)挖，如使用板樁圈堰，井點(diǎn)法降低地下水位及卸土車大開(kāi)挖等成本高、設(shè)備不足。

（4）對(duì)細(xì)砂層進(jìn)行人工加固軟弱地基，成本高且效果難測(cè)定。如漿灌液注加固若其他方法由于設(shè)備加地質(zhì)原因，施工難度大、成本高。

2.2 樁基方案及適宜條件

木樁主要在當(dāng)?shù)啬静氖袌?chǎng)采購(gòu)，應(yīng)使用汽車將其運(yùn)送至工地倉(cāng)庫(kù)；在采購(gòu)木樁的過(guò)程中需要充分考慮木材的質(zhì)地情況，樁長(zhǎng)應(yīng)保證略大于設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)即可。所選木樁應(yīng)確保材質(zhì)均勻，不應(yīng)存在過(guò)大或彎曲的情形。若存在木樁首尾兩端連成一條直線的情況，各截面中心與該直線之偏差程度不得超過(guò)相關(guān)規(guī)定；另樁身不得有蛀孔、裂紋或其它足以損害強(qiáng)度之瑕疵。

因邊坡不長(zhǎng)，兩端及中間各打一根試樁，所以選試樁3根，以大概確定樁長(zhǎng)。為確保試樁成功，并考慮該類型樁的特殊性，配樁長(zhǎng)度比同位置樁的有效長(zhǎng)度大0.5m。打樁前，樁頂須先截鋸平整，其樁身需加以保護(hù)，不得有影響功能之碰撞傷痕，樁頭部位宜采用鐵絲扎緊。設(shè)想用木樁打入，穿過(guò)細(xì)砂層，持力層在強(qiáng)風(fēng)化層土，且置于常水位以下，不易腐爛，不影響使用。各因素綜合考慮，采用樁基承載為主，鋼筋混凝土擴(kuò)大基礎(chǔ)結(jié)合使用，共同提高地基承載力的方法較為適宜。

適宜條件：①砂礫、松木來(lái)源較方便，取料經(jīng)濟(jì)。②使用松木樁基能大大提高承載力，打入松樁同時(shí)可起到擠壓密細(xì)砂層。③利用挖基使用的挖掘機(jī)將松木村打入細(xì)砂層，方便、簡(jiǎn)單、速度快，容易施工。④在水下細(xì)砂表層厚進(jìn)行換填砂礫，施工簡(jiǎn)單不需抽水、不要圍堰、不需要大開(kāi)挖，不會(huì)產(chǎn)生流砂、溜塌方等破壞基坑。⑤基坑在水面以上澆筑鋼筋混凝土擴(kuò)大基礎(chǔ)，裝模板、澆搗均很方便，易于施工。⑥按水流方向觀測(cè)，此處局部沖刷很小，甚至有可能會(huì)產(chǎn)生淤積，可起到保護(hù)樁基的作用。

3 采用樁基為主綜合方案的依據(jù)

鑒于地基承栽力不足，采用樁基為主的綜合方案提高地基承載力，設(shè)計(jì)為：地基容許應(yīng)力＞＞0.25MPa。2.5～4.0m長(zhǎng)、直徑14～18松木多排樁；水下細(xì)砂表層20cm厚換填砂礫；30cm厚鋼筋混凝土擴(kuò)大基礎(chǔ)＜＜同時(shí)作為樁基礎(chǔ)的承臺(tái)。

3.1 原狀土的地基應(yīng)力

原細(xì)砂層通過(guò)實(shí)測(cè)資料相對(duì)密度＞0.86，飽和度G＞79%，查《公路基規(guī)》對(duì)照在水下飽和狀態(tài)地基容許承載力［σ°］=0～0.3MPa，通常中等密度取值0.2MPa。該工地原狀土 ［σ°］= 0.12MPa。

3.2 樁基承壓應(yīng)力

（1）單樁容許承載力［P］=（C×A+C÷UH）×R。根據(jù)樁徑、土質(zhì)及樁在承臺(tái)底面各土層中的長(zhǎng)度，查有關(guān)資料分別取e，、e：、Rc計(jì)算，并通過(guò)承壓試驗(yàn)：l80kN＜［P］＜220kN。而松木順紋受容許應(yīng)力σ°=10.0MPa，符合要求。

（2）根據(jù)樁位、樁長(zhǎng)、樁的入土深度，并由bl=kf×ko×k×b；查表計(jì)算得樁的計(jì)算寬度bl=0.65～0.66（各樁實(shí)際間距），通過(guò)查找有關(guān)資料考慮，群樁作用等因素在3m寬承臺(tái)范圍內(nèi)樁基承載應(yīng)力a＞0.25MPa且樁基整體驗(yàn)算符合要求。

3.3 擴(kuò)大基礎(chǔ)提高承載力

該設(shè)計(jì)承臺(tái)上漿砌片石仰斜式擋墻水平寬0.98m，利用承臺(tái)作為鋼筋混凝土擴(kuò)大基礎(chǔ)，承臺(tái)厚30cm、寬3m，混凝土內(nèi)布雙層鋼筋網(wǎng)，按鋼筋混凝土剛性角40～45°計(jì)算，地基栽力可提高1.2～1.25倍。

3.4 細(xì)砂土表屢換填20cm厚砂礫

打樁可擠密原松散細(xì)砂層，打樁時(shí)挖掘機(jī)在基坑上操作等均可相應(yīng)提高地基承載力，且通過(guò)實(shí)測(cè)打樁后松散細(xì)砂土擠密后可迭中密程度，地基應(yīng)力可提高至0.2MPa。

由3.1～3.4可知，樁基承壓、樁土組成復(fù)合地基一起承壓、木樁擠、擴(kuò)大基礎(chǔ)等各項(xiàng)提高承載力的因素共同作用，按應(yīng)力疊加原則，地基容許承在載力｛σ°｝大于0.25MPa。符合設(shè)計(jì)σ°≥0.25MPa的應(yīng)力要求。

4 技術(shù)效益比較

變更設(shè)計(jì)方案后易于施工、施工更安全、縮短工期、節(jié)約造價(jià)。

5 施工中應(yīng)注意的事項(xiàng)

（1）換土設(shè)墊層的要求：所換填土應(yīng)為強(qiáng)度較高、穩(wěn)定性較好的中粗砂或砂礫等，要求換填的材料中粘土含量不應(yīng)大于3～5%，粉粒含量不大于25%，礫料粒徑不宜大于50m，換填料應(yīng)夯實(shí)。

（2）相對(duì)擴(kuò)大基礎(chǔ)體積較大，基礎(chǔ)模板安裝要牢固，鋼筋混凝土配合比嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工。

（3）對(duì)于樁位的偏差我們務(wù)必要將其控制在小于等于D/6-D/4中間范圍內(nèi)，樁垂直度允許誤差為＜1%。當(dāng)進(jìn)行打樁時(shí)，若是感覺(jué)木樁入土過(guò)程沒(méi)有顯著持力，應(yīng)向設(shè)計(jì)、監(jiān)理部門(mén)進(jìn)行上報(bào)。此外，關(guān)于打樁的線路應(yīng)意從外側(cè)向只能掛件部位進(jìn)行對(duì)稱敲打，但卻應(yīng)避免樁位發(fā)生明顯位移。從設(shè)計(jì)圖紙行來(lái)看，在地面標(biāo)明木樁預(yù)定的敲打地點(diǎn)，并在監(jiān)理工程師檢查合格之后才能夠開(kāi)始打樁。若在打樁時(shí)，出現(xiàn)較為堅(jiān)硬的地層或者遇到地下障礙物，導(dǎo)致不能進(jìn)行敲打至預(yù)期深度時(shí)，則需要及時(shí)上報(bào)監(jiān)理工程師，并以此確定具體的處理方式，還需將其列入施工紀(jì)錄，不得任意截?cái)鄻扼w。

（4）擋墻墻背填料選擇滲水性好的砂礫回填夯實(shí)，填料內(nèi)摩擦角≥35°。并設(shè)置φ10泄水孔，以保持墻后土體和樁基的穩(wěn)定?？⒐ず髮?duì)樁基擋墻應(yīng)進(jìn)行沉降量觀測(cè)。

6 體會(huì)

（1）在施工過(guò)程中符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求下可多考慮幾種方案進(jìn)行對(duì)比，選擇較適宜的設(shè)計(jì)方案，力求在經(jīng)濟(jì)上節(jié)約、在技術(shù)上簡(jiǎn)化施工設(shè)備和技術(shù)要求，優(yōu)化設(shè)計(jì)、精心設(shè)計(jì)。科學(xué)管理施工，確保優(yōu)質(zhì)工程。強(qiáng)化精品意識(shí)、重視技能培訓(xùn)，健全控制體系、落實(shí)崗位責(zé)任，嚴(yán)格工藝標(biāo)準(zhǔn)，攻克施工難題。建造合格的工程加強(qiáng)業(yè)務(wù)知識(shí)學(xué)習(xí)，努力提高自身素質(zhì)，通過(guò)理論知識(shí)在實(shí)踐中的應(yīng)用，逐步提高自己的業(yè)務(wù)水平，使自已將來(lái)能更好地為公路工程事業(yè)作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

（2）設(shè)計(jì)施工過(guò)程中應(yīng)對(duì)地質(zhì)、地形地貌進(jìn)行詳細(xì)觀察，努力收取有關(guān)資料并地各影響因素、產(chǎn)生原因精心分析、處理，隨時(shí)注意施工中的動(dòng)態(tài)，嚴(yán)格操作規(guī)程、嚴(yán)格質(zhì)量管理、精心組織、精心施工。

7 結(jié)語(yǔ)

總而言之，軟弱地基綜合處理在工程中的應(yīng)用是一項(xiàng)相對(duì)繁瑣的工作，在實(shí)際工作中相關(guān)工作人員應(yīng)在實(shí)地勘察的基礎(chǔ)上，進(jìn)行較為細(xì)致的處理，進(jìn)而確保軟弱地基的綜合處理在工程建設(shè)中得到較好的應(yīng)用。

［1］李 輝，曾月進(jìn)，曾明順，姜建華，楊彩虹，裴寒蕊.軟土的彈塑性與先期固結(jié)壓力的試驗(yàn)研究［J］.四川建筑科學(xué)研究，2010（03）.

［2］陳曉平，周秋娟，朱鴻鵠，張 波.軟土蠕變固結(jié)特性研究［A］.第十二屆全國(guó)巖土力學(xué)數(shù)值分析與解析方法討論會(huì)論文集［C］.2010.

［3］徐 凱，張季超，周春兒，舒?zhèn)デ?聯(lián)合排樁式支護(hù)在沿海軟土地區(qū)深基坑中的應(yīng)用［A］.第二屆全國(guó)地下、水下工程技術(shù)交流會(huì)論文集［C］. 2011.

U416.1

A

2095-2066（2016）29-0188-02

2016-9-29

鄭和禮（1972-），男，中級(jí)工程師，本科，主要從事公路工程施工管理工作。