淤泥質(zhì)軟土地基處理要點(diǎn)分析

孫琪 蔣玨

摘 要：在我國(guó)沿海地區(qū)與平原地區(qū)的建設(shè)工程中，現(xiàn)場(chǎng)往往分布有淤泥質(zhì)軟土地基，本質(zhì)上屬于一種由淤泥質(zhì)土組成的高壓縮性軟弱地基，含水量與孔隙比較大。如果直接開(kāi)展后續(xù)施工活動(dòng)，將產(chǎn)生較大沉降量，容易出現(xiàn)地基不均勻沉降與局部沉陷現(xiàn)象，存在質(zhì)量安全隱患。如在廣汽豐田汽車有限公司第五生產(chǎn)線建設(shè)中（以下簡(jiǎn)稱廣豐五線），出現(xiàn)了大面積的淤泥質(zhì)軟土層，厚度達(dá)到了16 m～20 m，部分點(diǎn)位伴生了一層甚至多層砂層，因此，為有效解決這一問(wèn)題，確保地基條件滿足施工要求，本文對(duì)淤泥質(zhì)軟土地基的常用處理技術(shù)的操作要點(diǎn)進(jìn)行分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：淤泥質(zhì)軟土地基;處理技術(shù);施工要點(diǎn)

1 淤泥質(zhì)軟土地基的常用處理技術(shù)及操作要點(diǎn)

1.1 樁基法

工程現(xiàn)場(chǎng)淤泥質(zhì)軟基的淤土層厚度過(guò)大時(shí)，換填法與密實(shí)法等處理技術(shù)的適用性較差，難以取得理想的軟基處理效果。在這一工程背景下，需要應(yīng)用樁基法進(jìn)行處理，常用技術(shù)包括鋼筋混凝土預(yù)制樁、混凝土灌注樁、水泥攪拌樁等，通過(guò)樁體將承受的上部荷載傳遞至地基深層土層，從而改善淤泥質(zhì)土層承載性能。

在應(yīng)用樁基法時(shí)，首先進(jìn)行地質(zhì)勘察作業(yè)，掌握淤泥土層厚度、地基土體物理力學(xué)性質(zhì)、地質(zhì)結(jié)構(gòu)等信息，將其作為樁基法技術(shù)種類的選擇依據(jù)，如在淤泥層厚度小于5 m的軟基中打入石灰樁，在淤泥層厚度5 m～7 m的地基中打入混凝土預(yù)制樁，在淤泥層厚度大于10 m的軟基中打入懸浮樁。其次，合理選擇沉樁方法，常見(jiàn)方法包括錘擊沉樁、靜力壓樁、振動(dòng)沉樁與水沖沉樁，不同沉樁方法的適用范圍不同。例如，廣豐五線建設(shè)中考慮到場(chǎng)地條件較差，淤泥較深，靜壓樁機(jī)自重太大行走不便，確定適用于錘擊樁法，打入鋼筋混凝土預(yù)制樁，使用錘擊樁機(jī)將預(yù)制樁分節(jié)打入軟土地基中，對(duì)上下節(jié)段樁體進(jìn)行處理，在軟基中形成整體性的樁體結(jié)構(gòu)。最后，考慮淤泥質(zhì)軟基的地基條件過(guò)于復(fù)雜，在樁基施工期間容易出現(xiàn)擴(kuò)徑、樁身偏斜、坍孔等質(zhì)量問(wèn)題，應(yīng)采取相應(yīng)的防治技術(shù)措施，如定期對(duì)樁體壓土角度進(jìn)行測(cè)量調(diào)整，保持樁體與樁孔中心點(diǎn)的重合狀態(tài)。

1.2 換填法

換填法是將工程現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)分布的淤泥質(zhì)軟土層進(jìn)行挖掘，在坑內(nèi)回填具有良好物理力學(xué)性能的填料，對(duì)回填層進(jìn)行夯實(shí)整平處理。與其他處理技術(shù)相比，換填法的主要優(yōu)勢(shì)是工序流程簡(jiǎn)單和軟基處理見(jiàn)效快，可以在短時(shí)間內(nèi)徹底解決軟土地基問(wèn)題。但是，換填法主要適用于處理軟土層厚度在2 m以內(nèi)的淤泥質(zhì)軟基，如果厚度超過(guò)這一標(biāo)準(zhǔn)，將大幅提高挖方回填量與工程造價(jià)成本，不適合用于廣豐五線建設(shè)中的主體建筑，只能考慮用于停車場(chǎng)和臨時(shí)建筑物等。

在應(yīng)用換填法時(shí)，為改善地基條件，進(jìn)一步提高地基承載性能與減少沉降量，可選擇在軟基中鋪設(shè)一定厚度的碎石、煤渣等材料作為墊層，將墊層厚度控制在30 cm內(nèi)，要求墊層寬度超過(guò)基礎(chǔ)寬度邊緣至少50 cm。隨后，深入分析土層壓實(shí)度與填料含水率、填料級(jí)配等要素，合理設(shè)定各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，采取相應(yīng)控制措施。最后，待軟基處理后，應(yīng)用環(huán)刀法或是貫入測(cè)定法，檢查砂墊層質(zhì)量，判斷軟基處理效果。

1.3 密實(shí)法

密實(shí)法共分為強(qiáng)夯法、堆載預(yù)壓法與真空預(yù)壓法三項(xiàng)技術(shù)。其中，強(qiáng)夯法是使用一定質(zhì)量夯錘，對(duì)地面軟土地基的夯點(diǎn)進(jìn)行反復(fù)夯擊，在動(dòng)力沖擊作用下使土體產(chǎn)生強(qiáng)制壓密反應(yīng)，從而提高地基強(qiáng)度與減小壓縮性，主要被用于處理濕陷性黃土與低飽和度粉土地基。堆載預(yù)壓法是在軟基中提前打入砂井作為排水通道，在地基軟土層上方堆置一定數(shù)量的重物，在上部荷載作用下，加快軟基的排水固結(jié)速度，持續(xù)排出軟土層中的孔隙水與空氣，在工程施工前完成地基沉降。而真空預(yù)壓法則是在軟基表面鋪設(shè)砂墊層與不透氣封閉膜體，設(shè)置垂直排水管道，利用抽氣泵抽除膜內(nèi)空氣，人為營(yíng)造出負(fù)壓環(huán)境。如此，隨著時(shí)間推移，軟土層受到負(fù)壓作用影響，將孔隙水與空氣經(jīng)通道向外排出，實(shí)現(xiàn)軟基排水固結(jié)的技術(shù)目的。

在應(yīng)用密實(shí)法時(shí)，需要掌握各項(xiàng)軟基密實(shí)處理技術(shù)的操作要點(diǎn)與注意事項(xiàng)。以真空預(yù)壓法為例，考慮到土體總應(yīng)力處于動(dòng)態(tài)變化狀態(tài)，會(huì)隨著軟土層內(nèi)孔隙水與空氣的排出而波動(dòng)，需要持續(xù)對(duì)膜下軟土層應(yīng)力情況進(jìn)行觀測(cè)，掌握各時(shí)間節(jié)點(diǎn)下消散厚度孔隙水壓應(yīng)力，采取減小孔隙水壓力來(lái)增加有效應(yīng)力等技術(shù)措施，從而取得預(yù)期的真空預(yù)壓效果。同時(shí)，提前對(duì)砂袋、排水砂井、聚氯乙烯薄膜的安裝情況與質(zhì)量進(jìn)行檢查，確定符合相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)后，再開(kāi)展真空預(yù)壓作業(yè)。

1.4 拋石擠淤法

拋石擠淤法是在軟基中部向兩側(cè)延伸拋投適當(dāng)數(shù)量的片石，片石在重力作用下持續(xù)下落至淤泥質(zhì)土層底部，從而強(qiáng)制擠出地基中分布的軟粘土，起到改善地基承載性能與減小沉降量的作用。這項(xiàng)軟基處理技術(shù)具有工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、無(wú)需開(kāi)展挖淤作業(yè)的優(yōu)勢(shì)，主要被用于處理地基表面匯集大量積水的淤泥質(zhì)軟基。

在應(yīng)用拋石擠淤法時(shí)，結(jié)合工程情況合理設(shè)定拋石順序與片石規(guī)格質(zhì)量等技術(shù)參數(shù)，要求軟基內(nèi)所拋投片石保持均勻分布狀態(tài)，待片石頂部超過(guò)軟基地面后，通過(guò)壓路機(jī)等設(shè)備進(jìn)行軟基推平與碾壓作業(yè)，碾壓過(guò)程中在軟基中投入少量的小粒徑片石。最后，挖出所擠出淤泥，將其運(yùn)輸至指定位置進(jìn)行堆置處理，在地基表面鋪設(shè)與碾壓反濾層即可。

此種方法適用于廣豐五線建設(shè)中各主體挖深較大的承臺(tái)施工中，在實(shí)際運(yùn)用中配合鋼板樁取得的效果良好。另外，拋石擠淤不可采用磚渣替代片石，磚渣由于密度和體積較小，擠淤效果不佳。

2 淤泥質(zhì)軟土地基的處理措施要點(diǎn)

2.1 地質(zhì)勘察

為取得理想的軟基處理效果，確保處理后的地基條件滿足施工要求。因此，在正式施工前需組織開(kāi)展地質(zhì)勘察工作，掌握地形地貌、地質(zhì)條件、土層物理力學(xué)性質(zhì)等情況，結(jié)合工程設(shè)計(jì)要求與構(gòu)筑物承載性能要求，在其基礎(chǔ)上選擇軟土地基處理技術(shù)，從處理范圍、處理效果、施工成本、工期等多個(gè)維度進(jìn)行綜合分析。例如，在廣豐五線建設(shè)工程中，通過(guò)地質(zhì)勘察結(jié)果及前期試樁發(fā)現(xiàn)淤泥質(zhì)軟土層的厚度較大并夾雜中砂層，具備錘擊樁施工的應(yīng)用條件。最終，為控制工程造價(jià)成本和施工進(jìn)度，選擇了主選錘擊樁配合靜壓樁施工的模式。

2.2 模擬預(yù)演試驗(yàn)

由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境與淤泥質(zhì)軟基條件較為復(fù)雜，所制定軟基處理方案中往往存在技術(shù)性問(wèn)題與不合理部分，如果直接開(kāi)展后續(xù)施工，容易出現(xiàn)返工與設(shè)計(jì)變更問(wèn)題，難以一次性完成軟基處理作業(yè)。因此，在正式施工前，需要基于技術(shù)資料與施工圖紙開(kāi)展模擬預(yù)演試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)與解決方案中的技術(shù)性問(wèn)題。例如，在廣豐五線建設(shè)前，廣豐四線建設(shè)中大試車跑道項(xiàng)目地質(zhì)情況與五線極其類似，軟基最深處深達(dá)60 m（施工完畢后，單孔最大成孔深度為63 m），并夾雜厚度大于10 m的中砂層，廣汽建設(shè)小組立即展開(kāi)了試樁試驗(yàn)，為廣豐五線建設(shè)收集數(shù)據(jù)，采用了靜壓樁，錘擊樁進(jìn)行試驗(yàn)，在靜壓樁無(wú)法突破較厚砂層的情況下，運(yùn)用錘擊樁，在加大樁徑，或者使用鋼管樁等方法后，成功突破了深度大于10 m的中砂層。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，為有效解決軟土地基的沉降與穩(wěn)定問(wèn)題，最大程度減小地基條件對(duì)工程質(zhì)量與構(gòu)筑物使用安全造成的影響。因此，在工程建設(shè)期間，必須提高對(duì)軟基處理技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用，掌握技術(shù)操作要點(diǎn)與適用條件，根據(jù)工程軟基治理需求與現(xiàn)場(chǎng)情況來(lái)選擇技術(shù)種類，保障后續(xù)施工活動(dòng)的順利開(kāi)展。

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