淤泥質(zhì)軟土地基處理問題及解決措施

鄭穎

（湖北省水利水電規(guī)劃勘測設(shè)計院 湖北武漢 430000）

淤泥質(zhì)軟土地基處理問題及解決措施

鄭穎

（湖北省水利水電規(guī)劃勘測設(shè)計院 湖北武漢 430000）

在進(jìn)行工程建設(shè)的時候，經(jīng)常會遇到淤泥質(zhì)軟土地基的情況，對于這種情況如果不采取有效措施，或者是采取的措施不合適，就會對工程項目埋下嚴(yán)重的安全隱患。本文在實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上總結(jié)了幾種處理方法，并指出了實際處理過程中經(jīng)常遇到了一些問題及其解決措施。

淤泥；地基處理；解決措施

引言

我國有很多地區(qū)分布著大量的淤泥質(zhì)軟土，由于這些地區(qū)的土地其地基壓縮性非常大、透水能力也較差、承載能力明顯較低[1～2]。在這樣的地區(qū)進(jìn)行建筑施工之前，必須針對淤泥質(zhì)軟土地實施一定的預(yù)處理，毫無疑問的是這將會在很大程度上提升整個工程的施工成本以及難度[3]。本文在實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上進(jìn)行了總結(jié)，詳細(xì)描述了和分析了幾種關(guān)于淤泥質(zhì)軟土地基的處理方法，這些方法經(jīng)過實踐證明操作簡單、經(jīng)濟(jì)效益較高，最后本文還提出了在處理淤泥質(zhì)軟土地基時候存在的幾個關(guān)鍵問題。

1 淤泥質(zhì)軟土地基工程的特點及其危害

1.1 淤泥質(zhì)軟土地基工程特點

對于淤泥質(zhì)地基工程的特點，主要表現(xiàn)在下面幾個方面：

（1）高觸變性：在沒有實施開發(fā)破壞時淤泥質(zhì)軟土地基通常都是表現(xiàn)出一種固態(tài)的形式，但是如果這種平衡一旦遭到了破壞，那么淤泥質(zhì)地基就很有可能變成半固態(tài)或者是流態(tài)；

（2）高壓縮性：經(jīng)過實驗測試可知，淤泥質(zhì)軟土其壓縮系數(shù)a1-2最高的時候可以達(dá)到3.5MPa-1；

（3）低透水性：通常情況下淤泥質(zhì)軟土地基都含有非常多的水分，如果想要徹底清除干凈并讓其固結(jié)，則需要耗費很長的時間并且用好很多相關(guān)的輔助設(shè)備和技術(shù)；

（4）不均勻性：構(gòu)成淤泥成分主要有微細(xì)的且高分散的顆粒，這些成分的分布非常不均勻，如果再加上上部建筑物的荷載出現(xiàn)不均勻，那么就非常容易引起不均勻沉降，最終對建筑物造成破壞；

（5）高流變性：如果在淤泥地基上施加一定大小的剪應(yīng)力，則會出現(xiàn)剪切變形，導(dǎo)致其強(qiáng)度顯著降低。

1.2 實際工程中淤泥質(zhì)軟土地基的危害

在處理淤泥質(zhì)軟土地基的時候，必須引起足夠的重視，不管是現(xiàn)場的勘查設(shè)計還是現(xiàn)場施工，存在的危害和風(fēng)險都是非常高的?，F(xiàn)在對工程實踐情況進(jìn)行總結(jié)，就下面幾個問題進(jìn)行探討：

（1）在對現(xiàn)場進(jìn)行勘察的時候，如果發(fā)現(xiàn)存在淤泥質(zhì)軟土地基但是沒有采取相關(guān)的有效措施予以及時的處理，那么在工程建設(shè)的過程中或者是建成之后，建筑物出現(xiàn)路基失穩(wěn)或者沉降的概率非常大。比如說某道路工程施工的時候，在處理路基之前，首先開挖地下污水管線，然而施工單位并不以為然，直接把挖出來的土堆在基槽邊上，在車輛以及填土載荷的綜合作用下，淤泥質(zhì)軟土從基槽底部出現(xiàn)了隆起現(xiàn)象，同時周邊的人行道路和路網(wǎng)都發(fā)生了不同程度的沉降、附近的建筑物墻體也出現(xiàn)了裂縫。

（2）通常情況下，淤泥質(zhì)軟土地基上方都會覆蓋一層強(qiáng)度相對較高的土層，也就是“硬殼層”，這一部分土層能夠起到承重以及擴(kuò)散應(yīng)力的作用，在進(jìn)行項目施工時，對“硬殼層”合理利用能夠在顯著的降低工程建設(shè)的成本。反過來，如果填筑不當(dāng)或者是擾動了“硬殼層”，便會對“硬殼層”產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞，嚴(yán)重威脅著建筑物的穩(wěn)定性。

（3）在很多建設(shè)工程項目施工的時候，雖然已經(jīng)針對淤泥質(zhì)軟土地基采取了相關(guān)措施進(jìn)行處理，但是由于處理的措施和方法處在問題，同樣會嚴(yán)重威脅工程項目的后續(xù)施工以及建筑物的使用。

（4）在路橋工程施工過程中，較為常見的施工措施就是臺背填土，但是在淤泥質(zhì)軟土地基上采取這種辦法的時候，會對結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生縱向推擠和負(fù)摩阻力作用，從而損壞構(gòu)筑物實體，不管構(gòu)筑物的基礎(chǔ)采用的是什么樁基，臺背填土都會引起淤泥軟土層出現(xiàn)非常大的沉降，給質(zhì)量控制和施工進(jìn)度造成不利的影響。

2 淤泥質(zhì)軟土地基處理方法

2.1 換填法

如果淤泥層的埋深比較淺并且厚度比較薄的時候，通常情況可以直接對淤泥層實施更換，使用中粗砂、砂壤土、灰土來對其進(jìn)行替換，這種方法的施工工藝較為簡單，并且造價也不高，對淤泥質(zhì)軟土地基的淺層進(jìn)行處理時采用這種方法最為合適。在實施換填時，必須要對較好壓密特性的土實施夯實或壓實試驗，防止由于無法壓實而無法形成滿足要求的持力層。在施工的時候，應(yīng)該對填土實施分層夯實，以保證換填效果。如圖1所示為換土法處理軟件示意圖。2005年，某地在進(jìn)行排灌閘施工的時候，就地取材，利用粘性土和水泥按照9：1的比例混合成了水泥土，對地基中3m厚的淤泥土層進(jìn)行了置換，從使用情況來看，效果非常好，該工程到目前為止使用起來還是較為安全。如果是大中型水工建筑物，可采取沉井基礎(chǔ)，比如1986年，某地在建設(shè)抽水站工程的時候，設(shè)計出了規(guī)格尺寸為21.7m×10.6m×2.3m的沉井基礎(chǔ)，對將近5m深的淤泥土層進(jìn)行了替換。這種方法具有較為明顯的優(yōu)點，可以確保地下原狀土不受干擾，同時施工成本也較低，最后該工程被評為省級優(yōu)質(zhì)工程。

圖1 換填法處理軟基

2.2 樁基法

如果淤泥層的厚度比較大的時候，地基處理起來存在很大難度，這時候可以采取樁基加固法來對其進(jìn)行處理。樁基法又有很多種實現(xiàn)形式，如水泥土攪拌樁、木樁、砂石樁等，這些方法也不是非常完善，由于淤泥質(zhì)軟土其透水性差、靈敏度高、含水量高，導(dǎo)致砂石樁無法發(fā)揮擠密效用，只能發(fā)揮部分置換的效果。在民用建筑中現(xiàn)在已經(jīng)明確禁止使用木樁基礎(chǔ)。在基坑支護(hù)軟土地基和道路路基處理的時候廣泛應(yīng)用水泥土攪拌樁，但是在處理有機(jī)質(zhì)土、泥炭土、地下水具有腐蝕性的工程、塑性指數(shù)大于25的粘性土的時候，則太宜采取該種方法。

而鋼筋混凝土預(yù)制樁由于具備非常大的承載力、成本較低、質(zhì)量可靠等優(yōu)點，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于淤泥軟土地基處理中，然而，該種處理方法還是比較容易造成超靜孔隙水壓力和擠土效應(yīng)。

2.3 排水固結(jié)法

對于處理淤泥軟粘土地基穩(wěn)定性問題和沉降問題，排水固結(jié)法是行之有效的方法之一，該方法主要可以分為兩大部分，分別為加壓系統(tǒng)和排水系統(tǒng)。其主要操作步驟就是在淤泥地基中設(shè)置排水裝置，將土層中所含水分進(jìn)行處理排掉。其中，排水系統(tǒng)又可以劃分為塑料排水帶排水和砂井排水兩種。比如說某工程項目，淤泥軟層厚度超過了十來米，在設(shè)計的時候采用塑料排水帶排水固結(jié)。當(dāng)建筑物實體的荷載和填筑的地基荷載作用在淤泥質(zhì)軟土地基上的時候，在上述作用力的以及毛細(xì)作用的綜合作用下，包含在淤泥質(zhì)軟土中的水分沿塑料排水板會蔓延至砂墊層內(nèi)，在通過砂層向兩側(cè)排出，通過這樣的措施可以在很大程度上提升地基的承載力。

2.4 加筋法

在淤泥土層中預(yù)埋入強(qiáng)度較高的合成材料，在荷載的作用下，拉筋和土顆粒之間會形成較大的摩擦力，使得預(yù)埋在圖層中的合成材料和圖層融為一體，這樣可以在很大程度上降低整體的變形程度，以提升穩(wěn)定性。比如說在某工程中，就在砂墊層中埋設(shè)了土工織物，位于圖層中的土工織物在載荷的作用下，可以調(diào)節(jié)地基應(yīng)力的分布，從而顯著降低發(fā)生沉降和位移的程度，以提升地基的穩(wěn)定性。

3 淤泥質(zhì)軟土地基處理方法的弊病

3.1 選擇地基處理方法時考慮不周全

在很多工程建設(shè)的過程中，并沒有綜合考慮到工程建設(shè)需求和地基的具體情況，導(dǎo)致盲目的選擇處理方法。為了達(dá)到最佳的處理效果，應(yīng)該充分考慮工程的實際需求和具體情況，從而選擇一種或者多種方法來對其進(jìn)行科學(xué)的處理。在處理淤泥質(zhì)軟土地基時，需要考慮的不僅僅是工程質(zhì)量，同時還需要考慮到工期和成本問題。

3.2 不能正確對待地基處理方法的適用局限

對于每一種地基處理方法都是有使用條件的，只適合某些特定的范圍，然而在實際工程建設(shè)時，很多施工單位對該問題并不重視，不合理的擴(kuò)大地基處理方法其使用條件，使得工程施工后期出現(xiàn)給出嚴(yán)峻的質(zhì)量問題。

3.3 施工單位素質(zhì)直接影響到地基處理質(zhì)量

施工單位的素質(zhì)會對淤泥質(zhì)軟土地基處理質(zhì)量產(chǎn)生重要影響，最顯著的就是攪拌樁施工。比如某地區(qū)在較早之前有關(guān)政府職能部門就發(fā)文明確禁止使用粉噴深層攪拌法，主要就是因為采用深層攪拌法經(jīng)常無法滿足相關(guān)的質(zhì)量要求。追究深層次的原因，主要有兩點：①不同施工單位他們的整體素質(zhì)存在較大差異，部分單位存在偷工減料的現(xiàn)象以得到最大的利潤；②施工設(shè)備問題，雖然我國地基處理機(jī)械最近得到了叫較快的發(fā)展，但是還是很難滿足我國工程建設(shè)的實際需求。

3.4 許多工法缺乏完善的質(zhì)量檢驗體系

質(zhì)量檢驗是確保施工質(zhì)量中極為關(guān)鍵的一環(huán)，通過質(zhì)量檢驗可以做到對問題的及時發(fā)現(xiàn)并及時處理。然而在處理地基問題的時候都嚴(yán)重缺乏比較健全的質(zhì)量檢驗體制，這不可避免的為后續(xù)施工埋下了重大安全隱患。

4 結(jié)束語

淤泥質(zhì)軟土地基因為自身特性，在工程建設(shè)的時候有著非常極大的危害性，如果不對其進(jìn)行任何的處理，或者是處理的方法不正確，就非常有可能造成地基失穩(wěn)，引起建筑物出現(xiàn)不同程度的沉降，最終損壞建筑實體。本文主要針對該問題在實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上總結(jié)了幾種淤泥質(zhì)軟土地基處理方法，但是具體操作的時候不能只是依靠這些方法，而應(yīng)該在科學(xué)合理的基礎(chǔ)上用于探索，從而找到最合適的處理方式。

[1]秦曉英.水電站樞紐淤泥質(zhì)軟土地基處理[J].現(xiàn)代物業(yè)·新建設(shè)，2014，13（2）：62～63.

[2]馮青山.巖土工程中的淤泥質(zhì)軟土地基處理之我見[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2014.

[3]于遠(yuǎn)鑫.淺談連云港市新浦地區(qū)淤泥質(zhì)軟土地基處理及深基坑開挖圍護(hù)方案[J].建材與裝飾，2012（2）：150～151.

TU447

A

1004-7344（2016）07-0164-02

2016-2-20

鄭穎（1969-），男，本科，主要從事水利工程地質(zhì)勘察工作。