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        沿海軟土地區(qū)巖土工程問題及處理

        2012-04-12 02:33:51大昌建設(shè)集團(tuán)有限公司趙清波
        河南科技 2012年6期
        關(guān)鍵詞:砂井排水板軟土

        大昌建設(shè)集團(tuán)有限公司 趙清波 焦 鋒

        沿海軟土地區(qū)巖土工程問題及處理

        大昌建設(shè)集團(tuán)有限公司 趙清波 焦 鋒

        沿海地區(qū)的軟土大體可分為三類:濱海相軟土、三角洲軟土和內(nèi)陸相軟土。其共同特征為:土質(zhì)軟;含水量高,一般為35% ~ 80%;壓縮性大,壓縮系數(shù)為0.5~1.5 MPa;天然孔隙比大,一般為1.0~2.0;強(qiáng)度低,不排水抗剪強(qiáng)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(fā)生較大變形;不均勻沉降大,而且要?dú)v時幾年甚至幾十年才能達(dá)到沉降穩(wěn)定。類似的軟土地基在我國東南沿海及三角洲地區(qū)分布較廣,是工程建設(shè)中必須進(jìn)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(jìn)行有效處理,必須事先查明軟土的物理力學(xué)性質(zhì)、埋藏條件及分布范圍。一般的軟土勘測手段有鉆探、物探、標(biāo)準(zhǔn)貫入、十字板剪切、輕型動力觸探原位測試和室內(nèi)土工試驗等,也可同時使用幾種勘探手段相互驗證補(bǔ)充。

        為實(shí)現(xiàn)對軟土地基巖土土層性質(zhì)的無擾勘察,一般均采用干鉆法,必要時可采用泥漿護(hù)壁回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)法,以防軟土地基結(jié)構(gòu)發(fā)生變化而改變土樣的原始物理力學(xué)性能。采用薄壁取土器靜壓法取軟土進(jìn)行試驗時,必須保證樣品不受外界因素擾動而發(fā)生變形或蒸發(fā)。對細(xì)黏砂層采用標(biāo)準(zhǔn)貫入法取樣時,為避免軟土土樣在鉆探取樣過程中發(fā)生流失或擾動,宜采用原位測試的標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗。原位測試取樣后,通過室內(nèi)土工試驗來獲得軟土土質(zhì)參數(shù),如含水量、液限、塑限、含沙量等。

        二、軟土地區(qū)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(fā)生震陷,使建(構(gòu))筑物發(fā)生傾斜或10 ~ 20 cm的沉陷。因此,在該地質(zhì)區(qū)進(jìn)行工程建設(shè)時,應(yīng)考慮震陷的影響。

        2.軟土固結(jié)沉降。軟土固結(jié)沉降會引發(fā)一系列工程問題,如地基不均勻沉降等,處理不當(dāng)會導(dǎo)致地坪開裂、下沉和構(gòu)筑物傾斜、失穩(wěn)等。20世紀(jì)90年代初,在珠江軟土分布區(qū),由于對軟土固結(jié)沉降認(rèn)識不足,很多施工單位僅對地坪進(jìn)行了簡單的填土碾壓,導(dǎo)致現(xiàn)在當(dāng)?shù)卦S多建筑都出現(xiàn)了沉降、地面開裂、散水破裂、主體建筑基礎(chǔ)外露等現(xiàn)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(xiàn)象,許多水閘、圍堤也因不均勻沉降而導(dǎo)致閘體和堤身開裂。

        3.負(fù)摩阻力。在未經(jīng)處理的軟土層中采用樁基礎(chǔ)時,由于樁的沉降量相對比軟土固結(jié)沉降小,因而軟土?xí)懂a(chǎn)生向下的負(fù)摩阻力。負(fù)摩阻力的產(chǎn)生與軟土的抗剪強(qiáng)度、地面荷載有關(guān);負(fù)摩阻力隨深度的增加而減小,直至為0或產(chǎn)生正摩阻力。樁端持力層的壓縮性對負(fù)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(fù)摩阻力也越小。

        因此,在軟土地區(qū)打樁基礎(chǔ)前要對樁進(jìn)行靜荷載試驗,如果負(fù)摩阻力過大,就可能造成實(shí)際單樁承載比設(shè)計值大,最終導(dǎo)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(jī)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(gòu)成地基排水系統(tǒng)。工程實(shí)踐中,多采用網(wǎng)狀織物袋裝砂井。這種砂井井徑?。ㄖ睆絻H8 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(xù)性。鋪設(shè)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(shè)一層隔水材料,以防水分反上路堤而影響路堤穩(wěn)定性。

        2.塑料排水板固結(jié)法。塑料排水板固結(jié)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(yīng)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(jìn)行處理,即按一定的坑距和行距將水泥與軟土拌合,從而達(dá)到吸收軟土地基中的水分和提高地基強(qiáng)度的目的。工程建設(shè)中應(yīng)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(yù)定的地基加固深度,通過鉆桿旋轉(zhuǎn)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(qiáng)度的人工地基。但據(jù)已有的工程實(shí)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(shù)較大的軟土區(qū),如積水洼地,水不易抽干,可采用拋石擠淤的方法進(jìn)行處理,即向軟土中拋投片石。這是一種強(qiáng)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(shí)后再填筑土方。

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

        四、結(jié)論

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

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