淺論巖土工程中軟土地基處理技術

陳鐵柱 霍巖

摘要：地基處理可以增加軟弱地基的強度，增強地基的穩固性，降低軟弱地基的壓縮性，降低基礎的沉降的風險。本文從淤泥質軟土的基本概念、不利的工程性質以及常用的軟土地基處理方法進行了簡要的分析。

關鍵詞：巖土工程；淤泥質軟土；處理技術

一、前言

在我國沿海、 河流的中下游或湖泊附近地區， 地表下埋藏有深厚 的第四紀松軟覆蓋層。淤泥、淤泥質土、沖填土、雜填土或其它高壓縮性土層構成軟弱地基，軟弱地基必須經過處理才能有足夠的承受力，滿足建構筑物的承載要求。這些地區的軟土地基給道路、橋梁、 涵洞和建筑物地下空間利用等帶來了技術上的難題， 如果勘察、 設計不好， 將會給建筑帶來了諸多的危害。 設計者和建設者要花費大量的時間、財力、人力去對軟土地基進行勘察、設計和施工，提高建筑質量。

二、淤泥質軟土的基本概念

軟土是指在海洋、河流、湖泊等地方存在的含水量大、結構不穩定、間隙大、壓縮性高的細沙土。軟土具有復雜的結構特征，主要表現為四個方面：

天然含水量高、壓縮性大、滲透性小和抗剪強度低。軟土主要由粘土粉粒組成，常含有有機質。有的粘土粉粒含量可高達 60% ～70% ，而且粘土礦物顆粒很小，呈薄片狀，表面帶負電荷，在粘土顆粒的四周吸附著大量的偶極化分子。 軟土層在沉積后常形成絮凝狀結構， 也是造成含水量大的原因之一。此外，軟土還具有較大的吸力和吸附力。確認軟土地基不能單憑觀察， 還要通過測量和檢驗， 根據施工條件進行確定，有必要在充分研究建（構）筑物的種類、形式、規模、地基特性的基礎上， 判斷是否應按軟土地基處理。

三、淤泥質軟土地基的不利工程性質

1、地基承載能力低，難以施工。主要原因就是由于施工擾動較大，容易破壞整個地基土層的結構，不利于施工。

2、沉降量較大，不能滿足使用功能。由于軟土壓縮性大，工程完成后容易發生不均勻沉降， 導致道路出現裂縫、 地下管線出現斷裂等問題。

3、 開挖基坑容易引發溝槽邊坡失穩破壞， 影響施工的順利進行。造成失穩的主要原因在于軟土天然空隙、黏結系數小。

4、由于軟土地基中的地下水會影響工程的施工質量，地基處理過程中必須及時排水， 并做好邊坡土體的防護。 因為在降水或排水工程中，很可能引發周圍地層發生不均勻沉降。

四、軟土地基常用處理方法

1、樁基法

對中小型水工建筑物，當淤土層較厚，不能進行大面積處理時，可采用打樁的辦法進行加固處理。 當淤土層較厚， 難以大面積進行深處理，可采用打樁辦法進行加固處理、而樁基礎技術很多。淤土層厚

度小于 5m 時，通過打砂樁或石灰樁可以達到一般地基要求，其工作原理是通過吸水和排水擠密淤土，使其孔隙比小于 1。當淤土層厚度在 5～7m 時，宜打預制樁，鋼筋混凝土預制樁具有承載力強，投資少，質量穩定，施工速度快等特點，鋼筋混凝土預制樁還具有抗水閘水壓力產生水平荷載，達到水平穩定作用。淤土層較厚（7～10m ）地基處理可以采用灌注樁作承載臺， 打灌注樁應至硬土層。

淤泥質土層樁基有如下特性：

①在淤泥質土層 qb800m m 旋挖灌注樁有擴徑現象存在，施工時可通過控制泥漿指標和在有需要的位置增加長護筒的方法解決， 其充盈系數可在 1. 4 附近。

②在淤泥質土中，極容易沉樁，在沉樁過程中要隨時監控、調整樁身垂直度， 樁架與地面不垂直會造成樁傾斜過大。 施工中施工速度過快、樁入土太深；樁傾斜過大；樁堆放、起吊、運輸的支點或吊點位置不當；樁身彎曲過大；錘擊次數過多等都會造成樁斷裂的問題。

在樁基施工中質量問題及隱患， 將影響建筑物的結構安全。 單樁承載力低于設計值， 樁傾斜過大、 斷樁、 樁接頭斷離、 樁位偏差過大，都會造成打 （壓）樁工程出現質量問題。打 （壓）樁工程施工工序多，工藝要求高， 工程地質勘察報告不夠詳盡準確； 設計的取值不合理都會影響樁基質量，在施工時要特別注意。

2、換土法

本方法適用于淤泥、淤泥質土、濕陷性黃土、素填土、雜填土及暗溝、暗塘等的淺層處理。當淤土層厚度在 4m 以內時，也可采用挖除淤土層，換填砂壤土、灰土、粗砂、水泥土、采用沉井基礎等辦法進行地基處理。換填法的作用，是提高持力層的承載力，改善土的壓

縮性，減小地基變形。鑒于換砂不利于防滲，且工程造價較高，故一般小型水工建筑物應就地取材， 以換填泥土為宜。 對大中型水工建筑物， 可采用沉井基礎。 換土法要回填有較好壓密特性土進行壓實或夯實，形成良好的持力層，從而改變地基承載力特性，提高抗變形和穩定能力，施工時應注意坑邊穩定，保證填料質量，填料應分層夯實。

3、灌漿法

灌漿法是利用氣壓、 液壓或電化學原理將能夠固化的某些漿液注入地基介質中或建筑物與地基的縫隙部位， 灌漿法對加固淤泥軟土地基具有明顯效果。水泥漿、水泥砂漿、粘土水泥漿、粘土漿及各種化學漿材如聚氨酯類、木質素類、硅酸鹽類等都可以作灌漿漿液。

4、排水固結法

排水固結法是解決淤泥軟粘土地基沉降和穩定問題有效方法， 由排水系統和加壓系統兩部分組成。 排水系統根據排水體的不同可分為砂井排水和塑料排水帶排水兩種， 是在地基中設置排水體， 利用地層本身的透水性由排水體集中排水的系統。 塑料排水帶排水經濟效益較高，塑料排水板施工要在砂墊層完成后才能進行。其施工原理是，當插入軟基排水板， 建設地下基礎及上部構筑物時， 軟基受到荷載擠壓，地下水在擠壓和毛細作用下， 沿塑料排水板升高到砂墊層， 經砂層向兩側排出，基底承載力因此得到增加。

5、優化結構法

①選擇輕型結構。自重輕是“U”形橋梁最顯著的優點， “U”形橋梁橋臺還有基礎淺的特點， 把橋臺基礎設置在地基表層的密實土層上，可以避開淤土層。因為有這個優點，肋拱橋、桁架拱橋、剛架拱橋等被廣泛應用。

6、鉆探施工現場處理及出現問題后的事故處理開鉆前，對附近場地進行平整處理，將鉆機位置調平、調整，并對機座地面及平臺進行加固， 水上鉆孔， 采取打樁等固定鉆機平臺的

方法，確保鉆探前和鉆探過程中鉆機平臺穩定，防止發生傾斜等；鉆孔擊穿空洞、溶洞頂板或所處巖層裂隙發育，連通性好，容易發生漏漿、漏水。當漏漿不嚴重時應及時增大循環水，必要時可在泥漿中添加護壁劑、鋸末等增加泥漿相對密度；如果鉆孔漏漿嚴重，應采套管

跟進或安裝多層套管、變徑鉆進等措施，及時止漏，如漏漿迅速來不及處理，應立即撤離鉆機，防止地陷造成鉆機傾覆。

7、工程鉆探事故的處理

在設備能力允許的條件下， 可用升降機配合滑輪組， 強力提拉孔內受阻鉆具。當鉆具被卡埋時，可用提拉方法。利用吊錘打擊的震動力，向上或向下打擊事故鉆具，擊震法適用于淺孔處理擠夾事故。

五、結束語

隨著地巖土工程勘察鉆探技術的不斷完善， 鉆探技術在巖土工程勘察中的管理將會得到更多管理者的重視，在技術不斷發展的背景下，巖土工程勘察鉆探技術管理工作將會發揮著越來越重要的作用。

參考文獻：

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