軟土地基處理的施工技術措施

陳永軍

【摘 要】本文通過對海邊灘涂軟土地基的特點，在該種地質(zhì)條件下進行工程建設實例，對軟土地基處理的施工技術措施進行粗淺的分析，并提出相應的一些軟土地基處理措施，以供大家參考。

【關鍵詞】軟土地基；真空預壓法；注漿法

1.軟基性質(zhì)狀況

軟基情況多出在珠江三角洲地區(qū)，復雜的沉積環(huán)境形成了以濱海相沉積為主，以河流沖積相、湖沉積相為輔的多組分沉淀物，軟土層的厚度、空間展布特征和粉細砂的分布，存在較大差異。

案例：廣東廣青金屬科技有限公司年產(chǎn)5萬噸鎳合金產(chǎn)業(yè)鏈及配套加工項目，規(guī)劃用地總面積約3000畝，計劃總投資近17億元，場地位于陽江市陽江市高新區(qū)港口工業(yè)園，場地周圍地勢寬廣，均為魚塘。地質(zhì)勘探資料顯示，本場地原地貌單元屬海灘地帶，原地勢較低洼，現(xiàn)被人工沖填及筑填，現(xiàn)場地總的較平坦，鉆點地面高程4.89～5.97m，平均高程5.41米。根據(jù)鉆孔揭露所取得的地質(zhì)資料，經(jīng)綜合整理，可將場地內(nèi)巖土層自上而下劃分為人工填土（Q4ml）、第四系濱海積土層（Q4m）、第四系風化殘積土層（Q4el）及震旦紀（Z）基巖四大類。按《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011—2010）附錄A劃分，場地抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度值為0.10g。

場地覆蓋土層厚度全風化巖16.30～23.30m，其中人工填土①流～軟塑狀淤泥②1流～軟塑淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土②3松散狀粉砂②5屬軟弱土；可塑狀粉質(zhì)粘土②2松散狀中砂②6屬中軟土；可塑狀砂質(zhì)粘性土③1層、硬塑狀砂質(zhì)粘性土③2層和堅硬土狀全風化混合④1屬中硬土。

軟土地基主要特征和物理力學性質(zhì)情況如下：淤泥類軟土厚度大，平均含水量高達60%以上，呈流塑狀態(tài)，壓縮性大，十字板抗剪強度低（ Cu<5kPa），有機質(zhì)含量超過3%，含有大量腐殖酸，平均液限大于45%，塑性指數(shù)大于19，滲透性差，平均固結系數(shù)小于4.5×10-4cm2/s ，軟土靈敏性高，受擾動后抗剪強度可降低30%以上。滲透系數(shù)1.2×10-7cm2/s～1.5×10-7cm2/s ，壓縮性極高。淤泥質(zhì)粘土層，一般為5m 左右，灰色，呈飽和軟塑狀態(tài)，具有較大的壓縮性。砂層位于軟基底部厚度在3m～5m ，淺灰黃色，潮濕、中密、含有少量腐殖物，內(nèi)摩擦角可達35°，壓縮性小，基本無壓縮沉降。

2.軟基監(jiān)控

（1）為了準確了解軟土地基質(zhì)分布情況，對全線軟基進行施工前地質(zhì)勘察和靜力觸控試驗。其中靜力觸探試驗為每50m 一個斷面，地質(zhì)補勘約為每250m補勘一孔。

（2）沉降觀測。每50m設置一個監(jiān)控斷面，準確地觀測路基表面沉降速率。沉降標由底座（沉降板） 和測桿組成，底座可采用50cm×50cm×10cm的鋼板或相應尺寸的鋼板混凝土，測桿采用鐵管制作，首節(jié)與底座焊接為一體埋置在砂墊層之下，以后隨著路基填土接管，每根測桿上部都要帶有管接頭。沉降板埋設時，隨即用四等水準觀測首節(jié)管頂和底板的標高。底板標高也可以用首節(jié)管頂標高減去管高獲得，需要接管時，分別測出同一測點接管前及接管后標高，接管前標高用于計算本次沉降量，接管后標高用作下次計算沉降量的初值。

（3）孔隙水壓力測試裝置?？讐河^測點的平面布點宜集中于路中心，并與沉降、水平位移觀測點位于同一觀測斷面上?？紫端畨毫y試采用孔隙水壓力儀，由探頭、電纜、頻率讀數(shù)儀組成?？紫端畨毫μ筋^分為鋼弦式、電阻式和氣動式三種類型，其中鋼弦式穩(wěn)定性好，靈感度高，使用最多。探頭埋設采用鉆孔法。

（4）測斜裝置。測斜裝置由PVC 高精度測管、測斜儀、數(shù)字式測讀儀三部分組成。其中測斜管埋設固定于土體內(nèi)。測斜管的埋設有三種方式：鉆孔埋設、綁扎埋設和預制埋設。

（5）分層沉降測試裝置。目前分層沉降測試使用最多的是電磁式分層沉降儀，由測量系統(tǒng)和跟蹤系統(tǒng)兩大部分組成。測量系統(tǒng)包括沉降儀、鋼卷尺（內(nèi)置電纜）、探頭和三角架；跟蹤系統(tǒng)包括分層沉降管和鋼環(huán)。分層沉降管由波紋狀柔性塑料管制作，管外每隔一定距離安放一個鋼環(huán)。分層沉降管采用鉆孔導孔埋設，鉆孔垂直偏差率應不大于1.5%，且無塌孔無縮孔現(xiàn)象存在，遇到松散軟土層應下套管或泥漿護壁。埋設時先埋置波紋管，第一節(jié)波紋管底部必須封死，至一定深度后，插入導管與波紋管一并壓至孔底。當埋置深度較大時，波紋管與導管均應隨埋隨接，接口必須牢固，但不能采用磁感材料作固定件。當分層沉降管至孔底定位后，用砂子填塞鉆孔孔壁與波紋管或保護管之間隙。待孔側(cè)土回淤穩(wěn)定后，應先用水準儀測出導管管口高程，并用磁性測頭自上向下依次逐點測讀管內(nèi)各感應線圈至管頂距離，換算出各點高程；連續(xù)測讀數(shù)日，穩(wěn)定讀數(shù)即為初始讀數(shù)。

（6）輔助設施。地下水位井按水文地質(zhì)單元設置，要求結合地形地貌條件，選擇能夠代表一定區(qū)域地下水變化特征的位置設置觀測點。水位管應埋設在路堤應力范圍之外的地表水富集地，盡可能真實地反映地下水自身的變化；材料一般采用60mm～70mm的聚氯乙烯管，長2. 5m～3.0m，管底端50cm管圍鉆有數(shù)排小孔，外包銅紗和尼龍紗扎緊，封死管底口。水位管采用鉆孔埋入，上口加蓋保護。

（7）軟基處理前補充勘察。補充勘探目的在于：

a.查明淤泥和淤泥質(zhì)土分布范圍、厚度、物理力學指標，提供準確的軟土抗剪強度指標。

b.全面掌握斷面的詳細地質(zhì)資料作為軟基監(jiān)控的依據(jù)，如地質(zhì)條件與原資料出入較大時對斷面進行調(diào)整。

c.制定填土計劃。

（8）加載過程中進行原位測試。該階段中試驗主要以靜力觸探試驗、十字板剪切試驗等原位測試手段為主，目的是配合軟基沉降監(jiān)測，動態(tài)跟蹤軟土的強度變化，及時驗證加載和監(jiān)控計劃，必要時作出調(diào)整。

（9）加固結束后進行原位測試。為了解地基土體的固結情況，對比加固前后的強度變化，檢驗軟基處理效果，在填土預壓期滿結束后（卸載前）進行包括靜力觸探試驗、十字板剪切試驗、鉆探取土試驗等多種原位測試。為便于對比分析，試驗位置應與原補充勘察斷面位置相同。

（10）觀測斷面的布設。施工監(jiān)控采用普通、主要監(jiān)控斷面結合的方式進行。普通監(jiān)控斷面只進行沉降觀測，由施工單位負責，用于指導本單位本路段的施工；主要監(jiān)控斷面由監(jiān)控單位負責，在典型路段進行全方位多參數(shù)觀測，用于指導代表段落的施工過程。

3.軟土路基處理

3.1真空預壓處理軟基

真空預壓法施工，即將軟基處理區(qū)域密封處理，然后不斷抽真空，使土體內(nèi)空隙水壓力不斷降低，真空度逐步提高，并保持控制在某一合理度數(shù)內(nèi)，一般真空度控制穩(wěn)定在80kPa。從而有效增強地基承載力，加快路基沉降速度，提高路基施工穩(wěn)定性，最后達到減少工后沉降的目的。

真空預壓法施工，關鍵在于對處理區(qū)域地基的密封處理，密封效果好壞直接影響到施工方法的成功與否。穩(wěn)妥的施工工藝為對軟基處理加固區(qū)的四周進行開挖密封溝，密封溝的開挖必須符合蓋膜閉氣要求，密封溝深度應當在1m以上，并將膜邊垂直插入軟土（下轉(zhuǎn)第271頁）（上接第248頁）中，密封膜進入軟土深度50cm以上后，在溝底平鋪后反貼在溝的另一側(cè)，以確保真空膜的密封。

在開挖密封溝的同時，可進行吸水主管和支濾管的安裝、連接和埋設。全部吸水管均需埋入砂墊層下，并通過出膜器及吸水管與真空泵連接，出膜器的連接必須牢固，密封可靠。另外，考慮到抽真空過程中，加固區(qū)可能會產(chǎn)生不均勻沉降，因此，主、支濾管須采用塑性軟管連接，避免排水管斷裂漏氣。

3.2注漿法

3.2.1主要技術要求

（1）注漿孔位置。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，管道回填注漿位于管道與路基交匯段?？孜谎毓艿垒S線單排布置，孔間距5m左右。

（2）施工順序。注漿按分序加密的原則進行，分兩序展開施工， Ⅰ序孔與Ⅱ序孔間隔布置。先進行Ⅰ序孔的鉆孔注漿，完成后進行Ⅱ序孔的鉆孔注漿。兩序孔時間間隔為10d左右。注漿結束后待漿液凝固達14d以后進行鉆探取芯檢查注漿質(zhì)量。

（3）鉆探技術要求。造孔時采用汽車鉆機，硬質(zhì)合金鉆頭，實行干鉆，開孔孔徑為130mm ，終孔孔徑為110mm，孔上部施行套管護壁與止?jié){?？咨钜怨茼敒橄?，深度一般5.75m～6.25m。

3.2.2注漿施工方法

注漿材料可采用砂、普通硅酸鹽水泥、粉煤灰。其中水泥標號為42.5；砂顆粒徑小于0.5mm；注漿用水為自來水。漿液濃度由稀到濃，用水和固體物質(zhì)（水泥、粉煤灰、砂） 按不同的重量比逐級或越級交換。攪拌時間不低于3min。

注漿方法采用全孔段一次注漿。當注漿壓力不變，注入率持續(xù)減少時，或當注入率不變，而壓力持續(xù)升高時，均未改變水灰比；當某一比級的注入量達到設計以上，灌注時間已達到30min，而注漿壓力和注入率均無改變，便加濃一級，或加入一定比級的砂，但摻砂量一般不大于水泥和粉煤灰重量的200%。

在規(guī)定壓力下，注漿孔停止吸漿，持續(xù)灌注5min 后即結束注漿；注漿結束后，采用壓力注漿封孔?？卓谟盟嗌皾{填實抹平。

4.結語

（1）本工程一開始就十分重視土方開挖和地下水問題，備有應急預案，應對復雜問題，由于各項措施有效，基坑施工取得成功。

（2）本工程支護結構本身變形不大，但由于基坑降水措施，對周邊產(chǎn)生較大影響，采用坑外回灌措施后，周邊環(huán)境變形得到一定控制。

【參考文獻】

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