淺談天津濱海地區軟土地基處理技術

【摘要】 通過對軟土地基工程特性的介紹，結合天津濱海地區相關工程施工中的實踐經驗，總結和提出了軟土地基處理與加固的方法，以提高軟土地基的強度，保證地基的穩定，減小地基的不均勻沉降。這些方法可供類似工程參考。

【關鍵詞】 濱海地區 軟土地基 加固 處理方法

Abstract :Based on the engineering properties of the soft soil foundation and combining the experience in the relevant con-struction in Tianjin binhai areas， we summarize and put forward the method about how to treat and strengthen the soft soil foundation. In this way， it is possible to improve the strength of the soft soil foundation， ensure the stable foundation and reduce the uneven settlement of the founda-tion. These methods are available for reference in the similar engineering.

引言

所謂軟土地基，就是強度低、壓縮性高的軟弱土層地基。軟土地基特性主要表現為土層含水率高、孔隙比大，含水量在34 %～72 %之間，孔隙比在1.0～1.9之間，飽和度一般大于95 % ，液限一般在35%～60% ，塑限指數為13～30 ，同時可呈靈敏性結構。習慣上常把淤泥質土、軟粘性土、濕陷性黃土地基總稱為軟土地基。天津濱海新區沿海地區多為軟弱土地基，根據成分大致可分為軟黏土和軟弱可液化土。這些軟弱土層必須經過軟土地基加固處理才可進行工程上的應用。

1.軟土地基的工程特性

軟弱土層地基承載力和穩定性通常均很差，使得在軟土地基上建造建筑物、路基等必須非常重視地基的變形和穩定問題，一旦處理不當就會造成建筑物、路基的不均勻沉降、沉降量過大等問題，進而影響到建筑物、道路的使用性能和安全性能，甚至影響周邊的建筑，造成一系列的事故。在施加荷載的初期，軟土地基的沉降速率由小到大，隨著時間的增長，沉降的速率又由大變小，沉降過程趨于穩定，沉降穩定時間取決于路堤荷載與地基土強度的相對穩定條件，然而，在軟土地基較長的沉降過程中，極易引起路堤邊坡和地基失穩。因此，必須找到有效的軟基處理方法，對軟基進行加固處理，以提高軟土地基的強度，保證地基的穩定，降低軟土的壓縮性，減少基礎的不均勻沉降。本文根據軟土地基處理的原理和作用，對沿海地區軟土地基的處理方法進行綜合分析。

2常用的軟土地基處理方法

2.1淺層處置法

2.1.1換填法

當地基的上表層部分為承載能力低的軟弱土(如淤泥、雜土)時，可將軟弱土層全部挖走，換成滿足路基填筑要求的土，即換填砂性土、灰土、粗砂、水泥土、砂礫等辦法進行地基處理。換填材料不同時，因其承載力相近，沉降特點基本相似，因此均可按換填砂墊層方法進行。砂料宜選用中粗砂，要求級配良好、含泥量不超過3 %～5 %、顆粒的不勻系數不大于5。符合現行國家規范標準的砂方可使用。這種方法在天津濱海新區近幾年的市政工程項目中得到了充分認可，應用最普遍，處理效果好、最具有經濟性。

2.1.2墊層法

墊層法是在軟土地基地面上，鋪設一層特殊材料，再在其上填筑路堤。如果地表無硬殼層或為透水性硬殼層，宜選用砂石等透水性材料形成排水墊層，從而加速軟土地基的排水固結，提高地基的強度。當軟土層為粘性軟土或硬殼層、封水條件較好時，應使用加固型墊層，利用墊層強度和剛度，使上部荷載的傳遞得到有效調整，減小路床應力并使其均勻分布。

2.1.3 粉噴樁法

粉噴樁的全稱是“粉體噴射攪拌樁”，是利用專用的噴粉攪拌鉆機將水泥等粉體固化劑噴入軟土地基中，并將軟土與固化劑強制攪拌，利用固化劑與軟土之間所產生的一系列物理化學反應，使軟土固結成具有一定強度的水泥樁體而形成復合地基的一種施工方法。

粉噴樁的加工費用比較低廉，可用于大范圍軟基處理;其利用固化材料可使加固土的早期強度得到提高從而大大縮短工期;此外，粉噴樁的施工機具比較簡單，設備小型且操作簡便。

2.1.4 CFG樁法

CFG樁是近年發展起來的處理軟弱地基的一種新型加固方法，是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和后，通過成樁工藝在土中形成有一定粘結強度的樁體，是一種剛性樁。它是由房建基礎工程的沉管灌注樁演變而來，屬于復合地基處理形式。工程中常常在樁頂和基礎之間鋪設一層150mm～300 mm厚的粗砂、中砂、級配砂石或碎石，以利于樁間土發揮承載能力，與樁組成復合地基，提高地基承載力。

2.2排水固結法

排水固結是指土體在一定荷載作用下固結，孔隙比減小，強度提高，以達到提高地基承載力，減小工后沉降的一種方法。濱海地區大面積吹填的片區均為吹填時間不足十年，變形和沉降大的軟土地基，應用排水固結法取得了很好的效果。

2.2.1袋裝砂井預壓法

在軟土地基上填土時，由于土體固結排水所需的時間和滲透路徑長度的平方成正比，在地基中設置連通的排水體可以大大縮短預壓固結所需的時間，因此通常在預壓時先在地基中設置砂井之類的排水體，然后分級加載預壓。

2.2.2塑料排水板法

塑料排水板法是利用塑料排水板打入地基軟土層，作為垂直排水通道，增加排水途徑，縮短排水距離，從而在路堤土的自重負載作用下加速排水固結，提高地基承載力，適應地基沉降變形。

塑料板排水法具有施工簡便快速、造價低、地基加固效果明顯，排水效果好的優點，而且能有效地縮短工期，減少打樁對周圍建筑的危害。其缺點是當使用多次回爐的廢舊塑料或新舊混合塑料制成的塑料板時會對地下水造成一定的污染，應得到重視。

2.3 強夯置換法

這種方法是反復將重錘(一般為10～40t)提到高處使其自由落下(一般落距為10～40m)夯擊地基，從而使地基的強度提高、壓縮性得到降低的方法。利用在地基中所產生的沖擊波和動應力，可以加速土體的固結，提高地基土的強度。加固后的土基，承載力會明顯提高，沉降量也會減小。此法適用于碎石土、砂土、低飽和度的粉土與黏性土、濕陷性黃土、雜填土和素填土等地基的處理。

2.4 土工合成材料法

土工合成材料是以人工合成的聚化物為原料制成的各種類型產品?？芍糜趲r土或其他工程結構內部、表面或各種結構層之間，具有過濾、防滲、隔離、排水、加筋和防護等多種功能，發揮加強、保護巖土或其他結構功能的一種新型巖土工程材料。

軟土地基的加固除上述方法外，市政工程中還常采用砂石擠淤法、振沖法、反壓護道法、土工布法、爆破法、化學加固法、鋪網及加筋法等處理措施。同時，伴隨著科技的進步，一些新的軟土地基處理工藝也在不斷發展并得到應用。

結語

軟土是一種具有特殊工程性質的土類，其物理力學指標，成因類型的微變都給工程建筑、道路路基帶來較大的不良影響。上述軟土地基處理與加固的各種方法是在設計與施工技術規范的基礎上，結合施工中積累的一些實際經驗總結和提出的，目的在于對現場施工起到一定的指導作用，并通過合理選用軟基處理與加固的方法及施工工藝，使軟土地基工程質量得以保證。

參考文獻:

[1] 劉玉卓. 公路工程軟地基處理[M]. 北京: 人民交通出版社， 2002.

[2] 陳加富. 連鹽高速公路軟基處治技術探討[J]. 山西建筑， 2007， 33(33): 275-276.

[3] 黃曉馬， 楊廣軍. 一種新型的軟弱地基處理方法[J]. 山西建筑， 2008， 34(6): 124-125.

[4] 寧葆瑞. 軟土地基處理與加固的方法及施工工藝[J]. 山西建筑， 2007， 33(11): 125-126.

[5] 葉書麟. 地基處理工程實例應用手冊[M]. 北京: 中國建筑工業出版社， 1998.

(作者單位:任育新天津城建設計院有限公司張薇天津泰達建設集團奧亞工程管理有限公司魏鵬天津城建設計院有限公司)