某工程淤泥質軟土地基處理的探討

劉紅剛 石小娟

（成都市勘察測繪研究院，成都 四川 610000）

1.地基處理目的及方法

當地基持力層的強度不夠，或壓縮性大，不能滿足作為天然地基的要求時，應針對不同地基土層的條件和地區特點，采取人工加固處理，以改善地基土層的性質。地基處理的目的是增大地基的強度和穩定性，減少地基的變形，采取地基處理方法可以改善地基條件，主要作用：①提高地基承載力；②改善壓縮特性；③改善剪力特性，增加地基的穩定性；④改善動力特性；⑤改善特殊土的不良工程特性；⑥改善透水特性。地基處理的方法很多，幾種較為通用的方法為：重錘夯實法、換土墊層法化學加固和熱加固法、擠密樁法、樁基法、噴水振沖法和堆載豫壓法。實際工程中，很多情況下采用一種處理方法就可滿足設計要求，但有時只用一種處理方法，其加固效果并不令人滿意，此時就需要聯合使用兩種甚至兩種以上的處理方法：①強劣與換填或復合地基聯合使用；②不同樁型的聯合使用：碎石樁可以消除液化，但不能達到設計要求的承載力，可采取碎石樁和CFG樁聯合使用，提高地基承載力；③復合地基與重錘夯實、換填墊層聯合使用：利用換填墊層法處理表層軟弱土層，再利用復合地基加固深層軟弱土層；④真空預壓、堆載預壓及其它方法聯合使用；⑤地基處理與加強上部結構剛度相結合。

2.場地地基土工程特性評價

某公司廠房，總用地面積96794.30m2，中心實驗樓與廠房均為六層鋼筋混凝土現澆結構，柱網7.5×7.5m,柱底最大軸力約6000KN。場地地形平坦，地下水屬潛水類型，主要埋藏在場地人工填土層及淤泥層中，其主要補給來源為大氣降水及地表涇流。現將該場地地基土工程特性評價分析如表1。

表1 土層工程地質特性

3. 基礎土特性的分析與地基處理選擇方案的幾點建議

天然地基：本場地屬軟弱場地類型，根據擬建工程特點及場地地層情況，擬建建筑物不宜采用天然地基。地基處理：在建筑場地范圍內分布的人工填土因新近填積,尚未完成固結過程,如果不進行處理,在使用過程中,隨著時間的推移,填土的固結,地面會產生一定的沉降,因而影響使用,因此應對其進行地基處理。

⑴塑料插板堆載預壓法：本場地上覆一層厚度較大的人工回填粉細砂，為強透水層，下臥厚度較大的淤泥層，如采用塑料插板堆載預壓進行排水固結處理，可在上覆回填粗礫砂形成強透水層，并在其中設置排水通道和豎井，而且該層還可作為堆載預壓的第一期荷載，可使下臥淤泥層得到良好的加固，但此種方法工期較長。

⑵注漿加固：通過對上覆人工填土層進行注漿處理，可大幅度地提高該層的承載力，對于上部荷載不大的小型或輕型建筑地段可采用此法。但應充分考慮下臥淤泥層的后期沉降對建筑物的影響，同時在正式施工前，應通過現場試驗確定水灰比及注漿有效影響范圍。該方法施工費用相對較高。

⑶強夯法：對于表層的人工填土層,采用強夯法,可加快其固結過程,預先消除人工填土部分沉降量,提高承載力,在表層形成一定的“硬殼層”,確保建筑物的安全使用。采用此法具有工期短、成本低的優點,同時因場地地下水位埋藏較低，會對施工產生一定的影響。

⑷樁基：場地上部土層的工程性能較差，而下部土層工程性能好，且容易選擇到合適的樁尖持力層。根據當地施工經驗建議采用預應力混凝土管樁，以殘積層及以下層位作為樁尖持力層。但在本場地上部填土層中存在大塊石，局部地段分布有較厚的粗礫砂層，在殘積層中分布有少量的花崗巖球狀風化體，這些會對管樁施工造成不利影響。

該場地分布的人工填土層，結構松散，尚未完成固結，其在自重固結時，會產生一定的負摩阻力，但同時也沒有考慮其樁側摩阻力的作用，兩種作用力互相作用，不會對單樁承載力造成太大的影響。該場地的飽和軟土層在其上增加了大面積荷載（填土）時，會產生一定的附加沉降量，從而產生一定的負摩阻力。因飽和軟土不作為持力層用，當上面荷載不斷增加時，隨著填土的逐步固結完成，附加應力減小，負摩阻力也會減小。因力也不會對樁基承載力造成太大的影響。在單樁承載力設計計算時，可以根據不同的情況酌情考慮負摩阻力的影響。也可對其作簡單的處理。負摩阻力系數ξn為：素填土ξn＝0.05；淤泥質粘土 ξn＝0.28；淤泥 ξn＝0.25。當采用預應力混凝土管樁時，其樁的極限端阻力標準值qpk(KPa)及樁的極限側阻力標準值qsik(KPa)建議采用表2。

表2

表3 單樁豎向容許承載力

豎向極限承載力標準值的估算，單樁豎向極限承載力標準值按下式估算：

式中：

Quk——單樁豎向極限承載力標準值（Kpa）；ξp——樁第i層土（巖）的側阻力修正系數、端阻力修正系數；qsik——樁第i層土（巖）的極限側阻力標準值（Kpa）；qpk——樁的極限端阻力標準值（Kpa）；u——樁身外周長（m）；li——樁穿越第i層土（巖）的厚度（m）；Ap——樁的橫截面積（m2）。計算公式：Quk=uΣξsiqsikli+ξpqpkAp

式中：ξsi花崗巖殘積土ξsi=0.9；其余土層ξsi=1.0；ξp花崗巖殘積土ξp=1.05；強風化巖ξp=1.10。

當樁長超過30m時，不宜采用Ф300預應力管樁，柱基最大軸力約6000KN，可以采用2樁或3樁承臺，樁長考慮在32～35m左右。

先用強劣法加固地基上層土層,用3000KN·m的錘重進行試劣后地基承載力特征值達 fak=240kPa,壓縮模量 Es=21.9MPa；用8000KN·m錘重試劣后承載力特征值為263kPa；采用10000KN·m試劣后承載力特征值均大于300kPa,變形模量30MPa以上,滿足設計對上部土層荷載的要求。用樁基法將上部結構荷載傳到下部工程性好的土層,達到設計要求。

結論

本工程采用強劣及樁基礎，樁基持力層為殘積層，克服了土質條件差、上部土層承載力低的難點，工程實踐過程中，根據承載力標準值，采用不同的地基處理，施工中嚴格按設計文件、規程規范施工，各方面協調配合，貫徹了設計意圖，確保了工程的順利實施。實施后取得了較好的技術經濟效果。

[1]王恩遠，吳邁編著.工程實用地基處理手冊.中國建材工業出版社.

[2]DBJ/T15-22-98.預應力混凝土管樁基礎技術規程.

[3]王鐵宏主編.新編全國重大工程項目地基處理工程實錄.中國建筑工業區出版社.