巖土工程中的淤泥質(zhì)軟土地基處理措施

呂 海 波

(山東港灣建設(shè)集團(tuán)有限公司，山東 日照 276800)

0 引言

淤泥質(zhì)軟土在我國(guó)沿海地區(qū)及內(nèi)陸水系周邊極為常見(jiàn)，此類地質(zhì)自身強(qiáng)度性能極差，在進(jìn)行建筑工程施工時(shí)一旦沒(méi)有做好前期的處理工作就會(huì)威脅整體工程施工安全，同時(shí)建筑的施工質(zhì)量及使用壽命也會(huì)大打折扣。而隨著巖土工程施工技術(shù)的日益成熟，現(xiàn)階段在淤泥質(zhì)軟土地質(zhì)條件區(qū)域進(jìn)行地基工程施工時(shí)，施工人員可以結(jié)合工程設(shè)計(jì)及地質(zhì)狀態(tài)對(duì)淤泥質(zhì)軟土地基加以處理從而保證了整體工程的施工質(zhì)量，本文也將對(duì)此加以探討。

1 淤泥質(zhì)軟土地基施工現(xiàn)狀

淤泥質(zhì)軟土是一類由淤泥及淤泥質(zhì)土為主體的軟土總稱，在淤泥之外其往往還伴有沖填土、雜填土等組分，而淤泥質(zhì)軟土中的各組分均具備軟土地質(zhì)的特點(diǎn)，即含水量較高且支撐能力較差。我國(guó)的淤泥質(zhì)軟土地質(zhì)分布廣泛，因淤泥質(zhì)軟土結(jié)構(gòu)的形成大多是由于水體沖積而成，因此在沿海及內(nèi)陸水系周近的區(qū)域大多均為淤泥質(zhì)軟土。

淤泥質(zhì)軟土不利于建筑工程的地基施工，這也是由其結(jié)構(gòu)特征決定的，首先淤泥質(zhì)軟土內(nèi)部的含水量極高，這也就導(dǎo)致其內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為松散，軟土內(nèi)部的孔隙比遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通土體，土體顆粒間結(jié)合不緊密且相互作用力弱，因此淤泥質(zhì)軟土的支撐能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他地質(zhì)，地基結(jié)構(gòu)自身的強(qiáng)度性能也得不到保證，容易發(fā)生損壞。而且由于淤泥質(zhì)軟土內(nèi)部的含水量極高，因此在建筑施工及使用過(guò)程中一旦其承受的壓力超出臨界值將會(huì)導(dǎo)致沉降問(wèn)題的發(fā)生，而由于淤泥質(zhì)軟土結(jié)構(gòu)通常并不均勻，因此沉降過(guò)程也會(huì)出現(xiàn)不均勻的問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)甚至可能導(dǎo)致建筑整體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)傾斜，嚴(yán)重威脅施工人員的安全[1]。另外由于淤泥質(zhì)軟土內(nèi)部的空隙大多已經(jīng)被水分填充，因此其透水能力大幅下降，當(dāng)其上方存在積水時(shí)積水難以滲入地下排出，從而引發(fā)建筑表面的積水問(wèn)題，干擾建筑的實(shí)際使用狀態(tài)。

淤泥質(zhì)軟土由于自身孔隙結(jié)構(gòu)大、含水量豐富的特征，其流動(dòng)性良好，而在巖土工程地基施工中，良好的流動(dòng)性也意味著其內(nèi)部結(jié)構(gòu)極易發(fā)生相對(duì)位移，因此淤泥質(zhì)軟土的抗剪切性能極差，而淤泥質(zhì)軟土地基結(jié)構(gòu)也容易出現(xiàn)水平方向受力不均的問(wèn)題而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的損壞。另外淤泥質(zhì)軟土內(nèi)部的空隙大多被水分、氣泡所填充，當(dāng)土層受到外力作用時(shí)水分和氣泡受到擠壓極易從原有附著位置脫離，而游離的氣泡及水分會(huì)增強(qiáng)淤泥質(zhì)軟土的變形靈敏度，因此淤泥質(zhì)軟土的結(jié)構(gòu)也會(huì)發(fā)生重組，從而影響地基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

2 巖土工程中的淤泥質(zhì)軟土地基處理措施

為了提升巖土工程中淤泥質(zhì)軟土地基的施工質(zhì)量，施工人員在進(jìn)行施工設(shè)計(jì)之前需要對(duì)當(dāng)?shù)氐挠倌噘|(zhì)軟土性能進(jìn)行全面的勘測(cè)，施工人員需要對(duì)當(dāng)?shù)氐耐馏w進(jìn)行采樣并測(cè)定其含水量及孔隙比，同時(shí)根據(jù)孔隙比實(shí)際數(shù)值對(duì)淤泥質(zhì)軟土的實(shí)際種類加以區(qū)分。為了更好地掌握淤泥質(zhì)軟土的性能，設(shè)計(jì)人員還可以在實(shí)驗(yàn)室中使用現(xiàn)場(chǎng)采集的土樣對(duì)后續(xù)的施工過(guò)程受力情況進(jìn)行模擬，為后續(xù)的設(shè)計(jì)工作提供參考。另外施工人員還需要掌握當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，并結(jié)合可能出現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害類型對(duì)巖土工程設(shè)計(jì)加以優(yōu)化，確保淤泥質(zhì)軟土地基的設(shè)計(jì)符合使用要求及施工實(shí)際。

現(xiàn)階段巖土工程淤泥質(zhì)軟土地質(zhì)施工的處理措施主要是通過(guò)改善淤泥質(zhì)軟土自身狀態(tài)實(shí)現(xiàn)的，施工人員需要結(jié)合淤泥質(zhì)軟土實(shí)際情況選取適宜的方法。當(dāng)巖土工程施工范圍較小且施工位置的淤泥質(zhì)軟土厚度較低時(shí)，可以通過(guò)換土法來(lái)去除原有的淤泥質(zhì)軟土土層，隨后再填入滿足施工需求的土體以提升地基施工質(zhì)量。在使用換土法優(yōu)化淤泥質(zhì)軟土地基施工時(shí)，施工人員在去除原有淤泥質(zhì)土體時(shí)一定要確保去除效果，避免淤泥質(zhì)土體殘留導(dǎo)致地層結(jié)構(gòu)不均進(jìn)而影響地基狀態(tài)。同時(shí)施工人員還需要對(duì)淤泥質(zhì)軟土層下方的地質(zhì)條件進(jìn)行勘測(cè)并根據(jù)勘測(cè)結(jié)果合理選擇回填土體類型及各組分比例，這樣才能確保地基施工處土層的整體性，避免地基在后期實(shí)際使用過(guò)程中出現(xiàn)應(yīng)力狀態(tài)的突變而破損。使用換土法可以徹底避免淤泥質(zhì)軟土對(duì)地基結(jié)構(gòu)的影響，但是由于該過(guò)程施工量較大，因此施工成本極高且只適用于小范圍且淤泥質(zhì)軟土層較薄的施工之中，目前只應(yīng)用于在對(duì)地基結(jié)構(gòu)有特殊要求的巖土工程施工之中，更為主流的處理方式為改善淤泥質(zhì)軟土自身性能。

結(jié)合淤泥質(zhì)軟土孔隙比大、含水量高的特點(diǎn)，對(duì)于淤泥質(zhì)軟土的性能改良主要也是針對(duì)提升其內(nèi)部結(jié)構(gòu)密實(shí)度及降低內(nèi)部含水進(jìn)行的。針對(duì)淤泥質(zhì)軟土內(nèi)部含水量較高的特點(diǎn)，施工人員可以采取排水固結(jié)法來(lái)提升土層強(qiáng)度，為后續(xù)的地基施工打下基礎(chǔ)，目前主流的排水方式有塑料式排水及砂井式排水，兩種技術(shù)均是通過(guò)施加外部壓力促使淤泥中的水分經(jīng)由排水通路排出，這樣可以有效減少土層的含水量進(jìn)而提高土層密度及穩(wěn)定性能[2]。但是隨著我國(guó)巖土工程規(guī)模的日益擴(kuò)大，使用排水固結(jié)法進(jìn)行淤泥軟土性能改良不僅管路施工過(guò)程復(fù)雜且難以保證各區(qū)域土層狀態(tài)的均勻，因此人們逐漸采用夯實(shí)法及振搗擠密法來(lái)進(jìn)行大范圍的淤泥質(zhì)軟土層加固。這兩種方法都是通過(guò)施加外部壓力促使軟土內(nèi)部顆粒更加緊密從而降低其孔隙比并提升強(qiáng)度性能，施工人員需要結(jié)合淤泥質(zhì)軟土內(nèi)部組分的特征合理選擇使用的技術(shù)種類，在實(shí)際施工過(guò)程中施工人員除了要保證施工區(qū)域的夯實(shí)及振搗質(zhì)量之外，同時(shí)要兼顧整體施工區(qū)域的土層性能均勻，必要時(shí)可以在夯實(shí)及振搗過(guò)程中添加部分灰土、砂石等材料改變土層組成。但是這兩種淤泥質(zhì)軟土處理措施在施工中難以有效減少軟土中的水分，因此并不適用于所有的淤泥質(zhì)軟土性能改良，施工人員需要在施工前對(duì)淤泥質(zhì)軟土含水量進(jìn)行測(cè)試，只有含水量符合要求才能使用此兩種技術(shù)[3]?，F(xiàn)階段人們還采用注漿法進(jìn)行軟土性能改良，在使用注漿法時(shí)施工人員需要結(jié)合不同位置淤泥質(zhì)軟土的組成實(shí)際進(jìn)行漿液配比的優(yōu)化，同時(shí)在注漿結(jié)束后應(yīng)立即檢查注漿效果并進(jìn)行微調(diào)，確保改良后軟土層的整體性。

而為了滿足復(fù)雜條件下的淤泥質(zhì)軟土地基施工需求，近年來(lái)人們逐漸通過(guò)在軟土層中加入部分穩(wěn)定結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)土層性能的改良，目前常用的有加筋法及樁基法。其中加筋法是通過(guò)加入其他材料來(lái)優(yōu)化軟土自身配比從而改善其性能，該方法改善效果較為有限。樁基法是向淤泥質(zhì)軟土中打樁，進(jìn)而改善其承載能力，使之可以滿足地基施工使用需求，而且樁基還會(huì)改善軟土層抗剪切力差的問(wèn)題，因此被廣泛應(yīng)用于中小規(guī)模淤泥質(zhì)軟土層較厚的施工之中，但在施工時(shí)管理人員應(yīng)加強(qiáng)施工監(jiān)管力度，避免由于打樁過(guò)快或過(guò)深導(dǎo)致的樁基斷裂問(wèn)題。

3 結(jié)語(yǔ)

巖土工程中的淤泥質(zhì)軟土地基處理工作直接決定了工程的施工質(zhì)量及施工安全性，因此在施工時(shí)需要采取相應(yīng)的處理措施來(lái)優(yōu)化施工效果。施工人員需要做好前期的地質(zhì)勘測(cè)工作并根據(jù)勘測(cè)結(jié)果優(yōu)化工程設(shè)計(jì)并選取適宜的施工方法，合理使用換土法、排水固結(jié)法、注漿法及樁基法等處理措施改良淤泥質(zhì)軟土性能，提升其承載力及抗剪切力并降低其含水量，使之滿足地基施工要求，以提升工程施工質(zhì)量。