沿海軟土地區巖土工程問題及處理

大昌建設集團有限公司 趙清波 焦 鋒

沿海軟土地區巖土工程問題及處理

大昌建設集團有限公司 趙清波 焦 鋒

沿海地區的軟土大體可分為三類：濱海相軟土、三角洲軟土和內陸相軟土。其共同特征為：土質軟；含水量高，一般為35% ～ 80%；壓縮性大，壓縮系數為0.5～1.5 MPa；天然孔隙比大，一般為1.0～2.0；強度低，不排水抗剪強度為5 ～ 25 MPa；滲透性差，觸變性高，承載力低，在荷載作用下地基通常會發生較大變形；不均勻沉降大，而且要歷時幾年甚至幾十年才能達到沉降穩定。類似的軟土地基在我國東南沿海及三角洲地區分布較廣，是工程建設中必須進行特殊處理的軟弱地基。

一、軟土的勘測方法

為了對軟土地基進行有效處理，必須事先查明軟土的物理力學性質、埋藏條件及分布范圍。一般的軟土勘測手段有鉆探、物探、標準貫入、十字板剪切、輕型動力觸探原位測試和室內土工試驗等，也可同時使用幾種勘探手段相互驗證補充。

為實現對軟土地基巖土土層性質的無擾勘察，一般均采用干鉆法，必要時可采用泥漿護壁回轉鉆進法，以防軟土地基結構發生變化而改變土樣的原始物理力學性能。采用薄壁取土器靜壓法取軟土進行試驗時，必須保證樣品不受外界因素擾動而發生變形或蒸發。對細黏砂層采用標準貫入法取樣時，為避免軟土土樣在鉆探取樣過程中發生流失或擾動，宜采用原位測試的標準貫入試驗。原位測試取樣后，通過室內土工試驗來獲得軟土土質參數，如含水量、液限、塑限、含沙量等。

二、軟土地區主要的巖土工程問題

1.軟土震陷。軟土層厚度超過10 m時，其在地震作用下會發生震陷，使建（構）筑物發生傾斜或10 ～ 20 cm的沉陷。因此，在該地質區進行工程建設時，應考慮震陷的影響。

2.軟土固結沉降。軟土固結沉降會引發一系列工程問題，如地基不均勻沉降等，處理不當會導致地坪開裂、下沉和構筑物傾斜、失穩等。20世紀90年代初，在珠江軟土分布區，由于對軟土固結沉降認識不足，很多施工單位僅對地坪進行了簡單的填土碾壓，導致現在當地許多建筑都出現了沉降、地面開裂、散水破裂、主體建筑基礎外露等現象，有的裂縫甚至可容人爬入；在珠海一帶，雖然已對道路引橋不斷增厚，但部分引橋仍因地基沉降而有橋頭跳車現象，許多水閘、圍堤也因不均勻沉降而導致閘體和堤身開裂。

3.負摩阻力。在未經處理的軟土層中采用樁基礎時，由于樁的沉降量相對比軟土固結沉降小，因而軟土會對樁產生向下的負摩阻力。負摩阻力的產生與軟土的抗剪強度、地面荷載有關；負摩阻力隨深度的增加而減小，直至為0或產生正摩阻力。樁端持力層的壓縮性對負摩阻力的大小也有一定影響：持力層壓縮性越大，樁與樁間土的相對位移就越小，負摩阻力也越小。

因此，在軟土地區打樁基礎前要對樁進行靜荷載試驗，如果負摩阻力過大，就可能造成實際單樁承載比設計值大，最終導致樁沉降過大或樁端受損。

三、對軟土地基的常用處理方法

1.砂井排水。在地基中用各種打樁機具打入鋼管，或采用爆破、高壓射水等方法打出一定的孔眼，然后在其中灌入中粗砂礫，即稱砂井。每個砂井都是一個排水通道，多個排水砂井構成地基排水系統。工程實踐中，多采用網狀織物袋裝砂井。這種砂井井徑小（直徑僅8 cm左右）、省料、造價低，而且不會因施工操作失誤而影響其連續性。鋪設排水砂墊層的排水原理與此有相通之處，但多用于軟土路堤，即在砂墊層頂部鋪設一層隔水材料，以防水分反上路堤而影響路堤穩定性。

2.塑料排水板固結法。塑料排水板固結法是將具孔道的帶狀塑料板插入土中，形成豎向排水通道。該法因施工快捷簡便而得到了廣泛應用。

3.水泥攪拌樁法。對于軟土層較薄的地基，可采用水泥攪拌樁法進行處理，即按一定的坑距和行距將水泥與軟土拌合，從而達到吸收軟土地基中的水分和提高地基強度的目的。工程建設中應用較多的是高壓旋噴注漿成樁法（可形成深層攪拌樁），將旋噴注漿管置入預定的地基加固深度，通過鉆桿旋轉以一定的壓力將配制好的水泥從噴嘴噴出以沖擊土體，使土與漿液混合，從而形成具有一定強度的人工地基。但據已有的工程實踐來看，采用攪拌樁處理后，樁間土的工后沉降仍然偏大。

4.拋石擠淤法。在液性指數較大的軟土區，如積水洼地，水不易抽干，可采用拋石擠淤的方法進行處理，即向軟土中拋投片石。這是一種強迫換土的方式，要求填石高度超過處理土層的厚度，并在碾壓密實后再填筑土方。

5.塑料排水板堆載聯合真空預壓法。目前，一些沿海地區普遍采用的軟地基處理方法是塑料排水板堆載聯合真空預壓法。即先吹填一層砂層，再在砂層上打設塑料排水板，排水板穿過淤泥層進入黏土層約0.5 m，然后鋪膜抽真空；真空預壓40 d后，再沙堆載2～3 m,持續真空預壓至淤泥層固結度＞90%。多項工程實例表明，采用預壓法處理沉陷地基的加固影響深度在20 m以內，固結沉降量較大。

四、結論

對于軟土固結沉降必須有足夠的重視。在軟土地區的工程施工中，基礎造價一般要占工程總費用的15% ～ 30%；正確勘測軟土區的地質情況和選用合適的地基處理方案，對降低工程費用、縮短工期有重要作用。