溫州地區(qū)軟土工程特性分析

鄭李一

摘要：近幾年，我國(guó)沿海地區(qū)的經(jīng)濟(jì)持續(xù)不斷的發(fā)展，公路、廠房、城區(qū)住宅等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的需求也隨之增長(zhǎng)。由于沿海地區(qū)軟土地基的淤泥和沖填土具有規(guī)律性差、土質(zhì)構(gòu)成復(fù)雜、以及分布范圍廣的缺點(diǎn)，使得在軟土基地建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施出現(xiàn)很多問(wèn)題，軟土工程的建設(shè)也成為社會(huì)廣泛關(guān)注的熱點(diǎn)。本文就分析沿海軟土工程的特性，探討軟土地基的處理方法。

關(guān)鍵詞：軟土；工程特性；地基處理方法

中圖分類號(hào)：TU447文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-3024（2017）01-112-02

引言

時(shí)代的快速進(jìn)步，以及我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的不斷推動(dòng)，我國(guó)的建筑行業(yè)得到了快速發(fā)展。然而在長(zhǎng)期的發(fā)展過(guò)程中，我國(guó)的建筑行業(yè)面臨著軟土地基的問(wèn)題。我國(guó)很多沿海地區(qū)都是河流沖擊平原，有著很厚的沉積軟土。在沿海地區(qū)只有解決了軟土地基問(wèn)題，才可以是的建筑的安全性能提高。

1.軟土地基的工程特性

1.1軟土地基的鑒別

由軟塑形態(tài)到流塑形態(tài)的飽和土層即是軟土。大致可以分為粉土、粉質(zhì)粘土、粘土、泥炭質(zhì)土、泥炭、淤泥質(zhì)土、淤泥等土質(zhì)類型。表1就是各個(gè)類型軟土的鑒別指標(biāo)。

1.2軟土的工程特性

軟土作為道路地基，它變形和穩(wěn)定的時(shí)間比其它類型的土層來(lái)得長(zhǎng)。在自然狀態(tài)下，能夠穩(wěn)定保持，當(dāng)擾動(dòng)軟土?xí)r，很容易造成軟土的結(jié)構(gòu)的破壞而導(dǎo)致軟土產(chǎn)生流動(dòng)。所以，軟土地基的首要工程問(wèn)題是維持穩(wěn)定和促進(jìn)沉降上。軟土以不一樣的形式進(jìn)行劃分，那將會(huì)有許多不一樣的類型的軟土。但是他們都有以下常見(jiàn)的工程特性。

（1）具有比較高的天然含水量，其含量通常比液限WL大，通常含水量高于30%，甚至?xí)哂?00%的含水量，其高于1.0的相對(duì)含水量。

（2）具有比較大天然孔隙比，通常e是高于1.0的。

（3）軟土的飽和度有大于100%Sr。

（4）體積密度小，有y=1.5-19KN，立方米天然容重。

（5）其滲透系數(shù)比較小，其大小在10-6-10-8cm/s范圍內(nèi)，有比較慢的沉降固結(jié)速度，但是所需時(shí)間比較長(zhǎng)。

（6）具有比較大的塑形指數(shù)以及有比較高含量的粘粒，ID=13-15。

（7）壓縮性比較高以及比較大的壓縮系數(shù)，a1-2>0.005MPa。的壓縮系數(shù)，甚至可能到a1-2=0.02MPa。

（8）具有比較小的強(qiáng)度指數(shù)，以及比較低的抗剪強(qiáng)度，但其剪切強(qiáng)度指數(shù)比較高，C<0.02MPa。

（9）有比較高的靈敏度，其大小在2-10的范圍內(nèi)，但是某些情況會(huì)高于10，因此有顯著的變形和流動(dòng)特征。

2.軟土地基處理技術(shù)的研究現(xiàn)狀

最早的地基處理技術(shù)是在歐洲國(guó)家被開(kāi)發(fā)以及發(fā)展起來(lái)的，并在科學(xué)研究和工程實(shí)踐中取得了很大的成就。早在二十世紀(jì)60年代中期，以達(dá)到大幅提高土壤的抗拉強(qiáng)度，在土壤結(jié)構(gòu)的應(yīng)用“增量法”；為了探索如何有利于土壤排水和加速整合技術(shù)，先后開(kāi)發(fā)了塑料排水帶、砂井預(yù)壓以及土工聚合物：為了研究深層壓實(shí)過(guò)程，并通過(guò)探索處理技術(shù)增加壓實(shí)能力，開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)的振動(dòng)“強(qiáng)夯法”和“水洗法”等技術(shù)。隨著不斷進(jìn)步的技術(shù)，不斷創(chuàng)建出特殊的地基加固以及加載幾十噸的起重機(jī)械；在“水沖法”的基礎(chǔ)上，并隨著引入了潛水電機(jī)技術(shù)，振動(dòng)水沖法的不斷發(fā)展和完善，與此同時(shí)，真空預(yù)壓法的使用以及真空泵技術(shù)的發(fā)明：以及200個(gè)大氣壓以上空氣壓縮機(jī)的發(fā)明，讓“真空預(yù)壓法”以及“高壓噴射注漿法”等加固地基技術(shù)在工程實(shí)踐中成功應(yīng)用。

我國(guó)的地基處理技術(shù)發(fā)展大致可以分為兩個(gè)階段：建國(guó)時(shí)期至70年代至今。第一個(gè)階段是引進(jìn)這些方法，我國(guó)為滿足新中國(guó)基本設(shè)施建設(shè)和工業(yè)建設(shè)的發(fā)展需求，年代末大量的從前蘇聯(lián)吸收并發(fā)展了地基處理技術(shù)，在此時(shí)間段內(nèi)，我國(guó)引進(jìn)的井點(diǎn)降水技術(shù)、預(yù)浸水技術(shù)、擠密土樁技術(shù)、灰土樁技術(shù)、堆載預(yù)壓技術(shù)、石灰樁技術(shù)、化學(xué)灌漿技術(shù)、重錘夯實(shí)技術(shù)、砂石墊層技術(shù)以及砂樁擠密技術(shù)等等地基處理技術(shù)也獲得了比較好的發(fā)展。在70年代末地基的處理技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了第二發(fā)展階段，在中國(guó)也是地基處理技術(shù)發(fā)展和改進(jìn)健全的主要階段。自1978年以來(lái)，因?yàn)橹袊?guó)順利實(shí)施了改革開(kāi)放，國(guó)內(nèi)建筑行業(yè)非常多建設(shè)項(xiàng)目，尤其是很多的高層建筑結(jié)構(gòu)和現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)建筑的不斷發(fā)展，中國(guó)也從國(guó)外引進(jìn)了許多領(lǐng)先的地基處理技術(shù)，這舉動(dòng)在一定程度上使我國(guó)的地基處理技術(shù)得到了進(jìn)一步的發(fā)展和完善。

近年來(lái)，我國(guó)不僅不斷引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的軟土地基處理技術(shù)，同時(shí)也逐步發(fā)展以及完善了符合國(guó)內(nèi)國(guó)情的具體工程地質(zhì)條件的軟土地基處理技術(shù)。例如，中國(guó)引進(jìn)并不斷發(fā)展了EPS超輕質(zhì)填料技術(shù)、土工合成材料技術(shù)、強(qiáng)夯置換技術(shù)、強(qiáng)夯技術(shù)、深層攪拌技術(shù)、高壓噴射注漿技術(shù)以及振沖技術(shù)等各種各樣的軟土地基處理技術(shù)和方法。之前灰土樁技術(shù)、土樁技術(shù)、砂樁技術(shù)、排水固結(jié)技術(shù)等多種軟土地基處理技術(shù)也已經(jīng)在我國(guó)得到了成功應(yīng)用，這些技術(shù)和方法也得到一定程度上的改進(jìn)和發(fā)展。

3.溫州地區(qū)的軟土地基

3.1工程特性

溫州地區(qū)為典型的平原地貌，其地勢(shì)平坦開(kāi)闊，有著密布的水網(wǎng)，且其明顯受潮水頂托。溫州地區(qū)的軟土層通常有會(huì)有一層比較薄的粉細(xì)砂層。在一些地方僅僅只有一層軟土，而一些地方則具有兩層軟土。其平均值通常為4-6m，而某些區(qū)域則高達(dá)15m的深度，軟巖質(zhì)作為地基的底部，是歸屬到第三系紅色巖系。三角地軟土的工程特性有以下5點(diǎn)。

（1）其有比較高的含水量。淤泥含有76%天然含水量，淤泥質(zhì)土則含有48%的天然含水量，某些區(qū)域則含有高達(dá)100%.的天然含水量，因此，這土質(zhì)通常是流塑狀的土地。

（2）有比較大的孔隙比。淤泥質(zhì)土具有1.25的天然孔隙比，而淤泥有1.80的天然孔隙比，某些地區(qū)的天然孔隙比則大于2.0.

（3）其壓縮性也比較高，淤泥質(zhì)土和淤泥的壓縮系數(shù)分別為0.73MPa^-1。和1.34MPa^-1，都是屬于高壓縮性土。

（4）其有著比較小的凝聚力，淤泥質(zhì)土和淤泥的快剪凝聚力平均值分別是12.4kPa和9.1kPa，因此土體剪切變形能力差，容易造成路堤失穩(wěn)。

（5）固結(jié)系數(shù)小。固結(jié)系數(shù)一般在4X10-3cm²/s左右，所需固結(jié)時(shí)間長(zhǎng)，影響施工工期。

3.2處理目的

軟土地基處理需要滿足要求是沉降和穩(wěn)定。首先是處理地基發(fā)生沉降的問(wèn)題，當(dāng)建筑物設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)的工后沉降不符合要求時(shí)，要對(duì)路基沉降進(jìn)行必要的處理。其次是處理地基穩(wěn)定性問(wèn)題，穩(wěn)定性要求一般表現(xiàn)在：一是能夠控制剪切變形，防止地基因?yàn)槁返毯奢d的作用而發(fā)生隆起或流動(dòng)：二是能夠促進(jìn)地基強(qiáng)度增長(zhǎng)：三是通過(guò)置換部分地基或調(diào)整路堤形狀（如設(shè)置反壓護(hù)道），來(lái)增加地基土的抗滑能力。

4.工程軟土地基處理方法

4.1淺層軟基處理方法

（1）地基承載力不足的淺層軟土路段比較適用淺軟地基處理方法，而淺挖、低填地段，為了使得路基強(qiáng)度以及路面結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度能達(dá)到要求，也會(huì)使用淺層軟土加以處理。經(jīng)常使用的方法有拋石擠淤法、淺層加固法以及換填法，其中拋石擠淤法和換填法被稱之為置換法。

（2）淺挖路段的軟土地基以及如果小于2.0m的路基填土高度，應(yīng)該選擇結(jié)合淺層加固法和排水墊層：其排水墊層通常在30-80cm取其的厚度值，通常是取5cm的厚度值，并要選擇透水性能比較良好的碎石或者是砂碩，而其鋪設(shè)的范圍是路堤坡腳向外鋪設(shè)至50-100cm。

（3）如果其路基的填土高度比較高的時(shí)候，以及當(dāng)其深度是小于或是等于3.0m的軟土區(qū)域則可以選擇使用完全換填淺層處理的方法。

（4）而針對(duì)常年給水的洼地、灘地以及湖塘，而其表層沒(méi)有龜裂的硬殼，以及軟土層厚比較薄并呈現(xiàn)流塑狀態(tài)的情況下，可以選擇拋石擠淤的方法。而拋石則應(yīng)該選用中一微風(fēng)化硬質(zhì)巖，而且其粒徑含量宜小于30cm。

4.2中層軟基處理方法

相對(duì)淺層軟基處理而言，中層軟基處理的深度通常是在3-15cm范圍內(nèi)，中層軟基處理方法通常是用在路段相對(duì)比較厚的軟土地基，這在中層軟土地基當(dāng)中有一定處理優(yōu)勢(shì)，由于現(xiàn)階段科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，有很多種方法適用與中層軟基處理，通常比較常使用的技術(shù)方法有強(qiáng)夯置換法、塑料排水板以及水泥攪拌樁等技術(shù)。

4.3深層軟基處理方法

相對(duì)中層軟土地基處理以及淺層軟土地基處理而言，深層軟土地基處理的深度往往是大于15m的。通常軟土地基厚度比較厚的路段都是選用深層軟土地基處理方法，這種處理方法在深軟土地基當(dāng)中有著明顯的優(yōu)勢(shì)。然而隨著科學(xué)技術(shù)方法的豐富，深層軟土地基處理不斷涌現(xiàn)新的處理技術(shù)。比較使用的處理方法有釘形水泥土雙向攪拌樁、PHC管樁、CFG樁三種技術(shù)。

5.結(jié)語(yǔ)

由于建筑物軟基處理方法的多樣性，要求工程技術(shù)人員在選擇處理方案應(yīng)具備較好的專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，對(duì)各種軟基處理方法要有一定的知識(shí)積累：建筑物軟土地基處理方案選擇同時(shí)也是一個(gè)系統(tǒng)決策的過(guò)程，它涉及到的影響因素很多，每個(gè)影響因素都有其自身的重要性，全憑工程人員的經(jīng)驗(yàn)判斷，往往很難滿足方案擇優(yōu)的要求。把地基、基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)作為整體來(lái)考慮，使上下部共同協(xié)調(diào)作用，在設(shè)計(jì)和施工中采取有效措施，增加建筑物的整體剛性，調(diào)整建筑物的不均勻沉降。