淤泥質(zhì)軟土地基處理問(wèn)題及解決措施

鄭穎

（湖北省水利水電規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)院 湖北武漢 430000）

淤泥質(zhì)軟土地基處理問(wèn)題及解決措施

鄭穎

（湖北省水利水電規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)院 湖北武漢 430000）

在進(jìn)行工程建設(shè)的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)遇到淤泥質(zhì)軟土地基的情況，對(duì)于這種情況如果不采取有效措施，或者是采取的措施不合適，就會(huì)對(duì)工程項(xiàng)目埋下嚴(yán)重的安全隱患。本文在實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上總結(jié)了幾種處理方法，并指出了實(shí)際處理過(guò)程中經(jīng)常遇到了一些問(wèn)題及其解決措施。

淤泥；地基處理；解決措施

引言

我國(guó)有很多地區(qū)分布著大量的淤泥質(zhì)軟土，由于這些地區(qū)的土地其地基壓縮性非常大、透水能力也較差、承載能力明顯較低[1～2]。在這樣的地區(qū)進(jìn)行建筑施工之前，必須針對(duì)淤泥質(zhì)軟土地實(shí)施一定的預(yù)處理，毫無(wú)疑問(wèn)的是這將會(huì)在很大程度上提升整個(gè)工程的施工成本以及難度[3]。本文在實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了總結(jié)，詳細(xì)描述了和分析了幾種關(guān)于淤泥質(zhì)軟土地基的處理方法，這些方法經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明操作簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)效益較高，最后本文還提出了在處理淤泥質(zhì)軟土地基時(shí)候存在的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。

1 淤泥質(zhì)軟土地基工程的特點(diǎn)及其危害

1.1 淤泥質(zhì)軟土地基工程特點(diǎn)

對(duì)于淤泥質(zhì)地基工程的特點(diǎn)，主要表現(xiàn)在下面幾個(gè)方面：

（1）高觸變性：在沒(méi)有實(shí)施開(kāi)發(fā)破壞時(shí)淤泥質(zhì)軟土地基通常都是表現(xiàn)出一種固態(tài)的形式，但是如果這種平衡一旦遭到了破壞，那么淤泥質(zhì)地基就很有可能變成半固態(tài)或者是流態(tài)；

（2）高壓縮性：經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試可知，淤泥質(zhì)軟土其壓縮系數(shù)a1-2最高的時(shí)候可以達(dá)到3.5MPa-1；

（3）低透水性：通常情況下淤泥質(zhì)軟土地基都含有非常多的水分，如果想要徹底清除干凈并讓其固結(jié)，則需要耗費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間并且用好很多相關(guān)的輔助設(shè)備和技術(shù)；

（4）不均勻性：構(gòu)成淤泥成分主要有微細(xì)的且高分散的顆粒，這些成分的分布非常不均勻，如果再加上上部建筑物的荷載出現(xiàn)不均勻，那么就非常容易引起不均勻沉降，最終對(duì)建筑物造成破壞；

（5）高流變性：如果在淤泥地基上施加一定大小的剪應(yīng)力，則會(huì)出現(xiàn)剪切變形，導(dǎo)致其強(qiáng)度顯著降低。

1.2 實(shí)際工程中淤泥質(zhì)軟土地基的危害

在處理淤泥質(zhì)軟土地基的時(shí)候，必須引起足夠的重視，不管是現(xiàn)場(chǎng)的勘查設(shè)計(jì)還是現(xiàn)場(chǎng)施工，存在的危害和風(fēng)險(xiǎn)都是非常高的。現(xiàn)在對(duì)工程實(shí)踐情況進(jìn)行總結(jié)，就下面幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行探討：

（1）在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘察的時(shí)候，如果發(fā)現(xiàn)存在淤泥質(zhì)軟土地基但是沒(méi)有采取相關(guān)的有效措施予以及時(shí)的處理，那么在工程建設(shè)的過(guò)程中或者是建成之后，建筑物出現(xiàn)路基失穩(wěn)或者沉降的概率非常大。比如說(shuō)某道路工程施工的時(shí)候，在處理路基之前，首先開(kāi)挖地下污水管線，然而施工單位并不以為然，直接把挖出來(lái)的土堆在基槽邊上，在車輛以及填土載荷的綜合作用下，淤泥質(zhì)軟土從基槽底部出現(xiàn)了隆起現(xiàn)象，同時(shí)周邊的人行道路和路網(wǎng)都發(fā)生了不同程度的沉降、附近的建筑物墻體也出現(xiàn)了裂縫。

（2）通常情況下，淤泥質(zhì)軟土地基上方都會(huì)覆蓋一層強(qiáng)度相對(duì)較高的土層，也就是“硬殼層”，這一部分土層能夠起到承重以及擴(kuò)散應(yīng)力的作用，在進(jìn)行項(xiàng)目施工時(shí)，對(duì)“硬殼層”合理利用能夠在顯著的降低工程建設(shè)的成本。反過(guò)來(lái)，如果填筑不當(dāng)或者是擾動(dòng)了“硬殼層”，便會(huì)對(duì)“硬殼層”產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞，嚴(yán)重威脅著建筑物的穩(wěn)定性。

（3）在很多建設(shè)工程項(xiàng)目施工的時(shí)候，雖然已經(jīng)針對(duì)淤泥質(zhì)軟土地基采取了相關(guān)措施進(jìn)行處理，但是由于處理的措施和方法處在問(wèn)題，同樣會(huì)嚴(yán)重威脅工程項(xiàng)目的后續(xù)施工以及建筑物的使用。

（4）在路橋工程施工過(guò)程中，較為常見(jiàn)的施工措施就是臺(tái)背填土，但是在淤泥質(zhì)軟土地基上采取這種辦法的時(shí)候，會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生縱向推擠和負(fù)摩阻力作用，從而損壞構(gòu)筑物實(shí)體，不管構(gòu)筑物的基礎(chǔ)采用的是什么樁基，臺(tái)背填土都會(huì)引起淤泥軟土層出現(xiàn)非常大的沉降，給質(zhì)量控制和施工進(jìn)度造成不利的影響。

2 淤泥質(zhì)軟土地基處理方法

2.1 換填法

如果淤泥層的埋深比較淺并且厚度比較薄的時(shí)候，通常情況可以直接對(duì)淤泥層實(shí)施更換，使用中粗砂、砂壤土、灰土來(lái)對(duì)其進(jìn)行替換，這種方法的施工工藝較為簡(jiǎn)單，并且造價(jià)也不高，對(duì)淤泥質(zhì)軟土地基的淺層進(jìn)行處理時(shí)采用這種方法最為合適。在實(shí)施換填時(shí)，必須要對(duì)較好壓密特性的土實(shí)施夯實(shí)或壓實(shí)試驗(yàn)，防止由于無(wú)法壓實(shí)而無(wú)法形成滿足要求的持力層。在施工的時(shí)候，應(yīng)該對(duì)填土實(shí)施分層夯實(shí)，以保證換填效果。如圖1所示為換土法處理軟件示意圖。2005年，某地在進(jìn)行排灌閘施工的時(shí)候，就地取材，利用粘性土和水泥按照9：1的比例混合成了水泥土，對(duì)地基中3m厚的淤泥土層進(jìn)行了置換，從使用情況來(lái)看，效果非常好，該工程到目前為止使用起來(lái)還是較為安全。如果是大中型水工建筑物，可采取沉井基礎(chǔ)，比如1986年，某地在建設(shè)抽水站工程的時(shí)候，設(shè)計(jì)出了規(guī)格尺寸為21.7m×10.6m×2.3m的沉井基礎(chǔ)，對(duì)將近5m深的淤泥土層進(jìn)行了替換。這種方法具有較為明顯的優(yōu)點(diǎn)，可以確保地下原狀土不受干擾，同時(shí)施工成本也較低，最后該工程被評(píng)為省級(jí)優(yōu)質(zhì)工程。

圖1 換填法處理軟基

2.2 樁基法

如果淤泥層的厚度比較大的時(shí)候，地基處理起來(lái)存在很大難度，這時(shí)候可以采取樁基加固法來(lái)對(duì)其進(jìn)行處理。樁基法又有很多種實(shí)現(xiàn)形式，如水泥土攪拌樁、木樁、砂石樁等，這些方法也不是非常完善，由于淤泥質(zhì)軟土其透水性差、靈敏度高、含水量高，導(dǎo)致砂石樁無(wú)法發(fā)揮擠密效用，只能發(fā)揮部分置換的效果。在民用建筑中現(xiàn)在已經(jīng)明確禁止使用木樁基礎(chǔ)。在基坑支護(hù)軟土地基和道路路基處理的時(shí)候廣泛應(yīng)用水泥土攪拌樁，但是在處理有機(jī)質(zhì)土、泥炭土、地下水具有腐蝕性的工程、塑性指數(shù)大于25的粘性土的時(shí)候，則太宜采取該種方法。

而鋼筋混凝土預(yù)制樁由于具備非常大的承載力、成本較低、質(zhì)量可靠等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于淤泥軟土地基處理中，然而，該種處理方法還是比較容易造成超靜孔隙水壓力和擠土效應(yīng)。

2.3 排水固結(jié)法

對(duì)于處理淤泥軟粘土地基穩(wěn)定性問(wèn)題和沉降問(wèn)題，排水固結(jié)法是行之有效的方法之一，該方法主要可以分為兩大部分，分別為加壓系統(tǒng)和排水系統(tǒng)。其主要操作步驟就是在淤泥地基中設(shè)置排水裝置，將土層中所含水分進(jìn)行處理排掉。其中，排水系統(tǒng)又可以劃分為塑料排水帶排水和砂井排水兩種。比如說(shuō)某工程項(xiàng)目，淤泥軟層厚度超過(guò)了十來(lái)米，在設(shè)計(jì)的時(shí)候采用塑料排水帶排水固結(jié)。當(dāng)建筑物實(shí)體的荷載和填筑的地基荷載作用在淤泥質(zhì)軟土地基上的時(shí)候，在上述作用力的以及毛細(xì)作用的綜合作用下，包含在淤泥質(zhì)軟土中的水分沿塑料排水板會(huì)蔓延至砂墊層內(nèi)，在通過(guò)砂層向兩側(cè)排出，通過(guò)這樣的措施可以在很大程度上提升地基的承載力。

2.4 加筋法

在淤泥土層中預(yù)埋入強(qiáng)度較高的合成材料，在荷載的作用下，拉筋和土顆粒之間會(huì)形成較大的摩擦力，使得預(yù)埋在圖層中的合成材料和圖層融為一體，這樣可以在很大程度上降低整體的變形程度，以提升穩(wěn)定性。比如說(shuō)在某工程中，就在砂墊層中埋設(shè)了土工織物，位于圖層中的土工織物在載荷的作用下，可以調(diào)節(jié)地基應(yīng)力的分布，從而顯著降低發(fā)生沉降和位移的程度，以提升地基的穩(wěn)定性。

3 淤泥質(zhì)軟土地基處理方法的弊病

3.1 選擇地基處理方法時(shí)考慮不周全

在很多工程建設(shè)的過(guò)程中，并沒(méi)有綜合考慮到工程建設(shè)需求和地基的具體情況，導(dǎo)致盲目的選擇處理方法。為了達(dá)到最佳的處理效果，應(yīng)該充分考慮工程的實(shí)際需求和具體情況，從而選擇一種或者多種方法來(lái)對(duì)其進(jìn)行科學(xué)的處理。在處理淤泥質(zhì)軟土地基時(shí)，需要考慮的不僅僅是工程質(zhì)量，同時(shí)還需要考慮到工期和成本問(wèn)題。

3.2 不能正確對(duì)待地基處理方法的適用局限

對(duì)于每一種地基處理方法都是有使用條件的，只適合某些特定的范圍，然而在實(shí)際工程建設(shè)時(shí)，很多施工單位對(duì)該問(wèn)題并不重視，不合理的擴(kuò)大地基處理方法其使用條件，使得工程施工后期出現(xiàn)給出嚴(yán)峻的質(zhì)量問(wèn)題。

3.3 施工單位素質(zhì)直接影響到地基處理質(zhì)量

施工單位的素質(zhì)會(huì)對(duì)淤泥質(zhì)軟土地基處理質(zhì)量產(chǎn)生重要影響，最顯著的就是攪拌樁施工。比如某地區(qū)在較早之前有關(guān)政府職能部門就發(fā)文明確禁止使用粉噴深層攪拌法，主要就是因?yàn)椴捎蒙顚訑嚢璺ń?jīng)常無(wú)法滿足相關(guān)的質(zhì)量要求。追究深層次的原因，主要有兩點(diǎn)：①不同施工單位他們的整體素質(zhì)存在較大差異，部分單位存在偷工減料的現(xiàn)象以得到最大的利潤(rùn)；②施工設(shè)備問(wèn)題，雖然我國(guó)地基處理機(jī)械最近得到了叫較快的發(fā)展，但是還是很難滿足我國(guó)工程建設(shè)的實(shí)際需求。

3.4 許多工法缺乏完善的質(zhì)量檢驗(yàn)體系

質(zhì)量檢驗(yàn)是確保施工質(zhì)量中極為關(guān)鍵的一環(huán)，通過(guò)質(zhì)量檢驗(yàn)可以做到對(duì)問(wèn)題的及時(shí)發(fā)現(xiàn)并及時(shí)處理。然而在處理地基問(wèn)題的時(shí)候都嚴(yán)重缺乏比較健全的質(zhì)量檢驗(yàn)體制，這不可避免的為后續(xù)施工埋下了重大安全隱患。

4 結(jié)束語(yǔ)

淤泥質(zhì)軟土地基因?yàn)樽陨硖匦裕诠こ探ㄔO(shè)的時(shí)候有著非常極大的危害性，如果不對(duì)其進(jìn)行任何的處理，或者是處理的方法不正確，就非常有可能造成地基失穩(wěn)，引起建筑物出現(xiàn)不同程度的沉降，最終損壞建筑實(shí)體。本文主要針對(duì)該問(wèn)題在實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上總結(jié)了幾種淤泥質(zhì)軟土地基處理方法，但是具體操作的時(shí)候不能只是依靠這些方法，而應(yīng)該在科學(xué)合理的基礎(chǔ)上用于探索，從而找到最合適的處理方式。

[1]秦曉英.水電站樞紐淤泥質(zhì)軟土地基處理[J].現(xiàn)代物業(yè)·新建設(shè)，2014，13（2）：62～63.

[2]馮青山.巖土工程中的淤泥質(zhì)軟土地基處理之我見(jiàn)[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2014.

[3]于遠(yuǎn)鑫.淺談連云港市新浦地區(qū)淤泥質(zhì)軟土地基處理及深基坑開(kāi)挖圍護(hù)方案[J].建材與裝飾，2012（2）：150～151.

TU447

A

1004-7344（2016）07-0164-02

2016-2-20

鄭穎（1969-），男，本科，主要從事水利工程地質(zhì)勘察工作。