地區(qū)軟土工程的缺陷探析范文
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對(duì)多年巖土地區(qū)的工程經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的總結(jié)，軟土地區(qū)主要的巖土工程問(wèn)題有：軟土震陷，軟土固結(jié)沉降，負(fù)摩阻力，軟土地基失穩(wěn)和下伏巖土層突變等。
1軟土震陷軟土厚度超過(guò)10m時(shí)，在地震作用下會(huì)發(fā)生震陷，使建（構(gòu)）筑物產(chǎn)生傾斜或10-20㎝的沉陷，工程建設(shè)時(shí)應(yīng)考慮軟土震陷的影響。
2軟土固結(jié)沉降軟土土體在豎向壓力作用下，飽和體系中的空隙水被排出，使土體骨架承受的有效應(yīng)力增加。隨著有效應(yīng)力增加，土顆粒接觸面積增大，孔隙度減小，土體表現(xiàn)為壓縮，地面向應(yīng)下沉。軟土固結(jié)沉降，實(shí)質(zhì)上是飽和土中空隙水排出的過(guò)程，是一個(gè)歷時(shí)漫長(zhǎng)才能穩(wěn)定的過(guò)程。軟土固結(jié)沉降的動(dòng)因有兩部分，一部分是自重壓力另一部分是附加應(yīng)力。自重壓力引起的固結(jié)沉降，在未進(jìn)行工程活動(dòng)的地段普遍存在，是一種已發(fā)生尚未完成是災(zāi)害，對(duì)后期工程建設(shè)影響巨大。附加應(yīng)力引起的固結(jié)沉降，疊加與自重固結(jié)沉降之上，附加荷載越大，最終沉降量越大。軟土固結(jié)沉降會(huì)引發(fā)一系列工程問(wèn)題，如引起地基不均勻沉降等，處理不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致地坪開(kāi)裂，下沉，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)，由于在對(duì)軟土固結(jié)沉降認(rèn)識(shí)不足的情況下進(jìn)行施工建設(shè)，僅對(duì)地坪進(jìn)行簡(jiǎn)單的填土碾壓，導(dǎo)致現(xiàn)在許多建筑發(fā)生沉降，傾斜，地面開(kāi)裂，散水破裂，主體建筑基礎(chǔ)外露，甚至有裂縫可容人爬入；珠海一帶道路引橋經(jīng)年不斷進(jìn)行加倍增厚，部分引橋仍有橋頭跳車(chē)現(xiàn)象，許多水閘，圍堤也因不均勻下沉導(dǎo)致閘體和堤身開(kāi)裂。
3負(fù)摩阻力在未處理過(guò)的土層中采用樁基礎(chǔ)時(shí)，樁的沉降量相對(duì)軟土固結(jié)沉降小，軟土即會(huì)對(duì)樁作用有向下的負(fù)摩阻力。負(fù)摩阻力的產(chǎn)生與軟土的抗剪強(qiáng)度和地面荷載有關(guān)，，隨深度減小，直至為0或產(chǎn)生正摩阻力。此外，樁端持力層的壓縮性對(duì)負(fù)摩阻力的大小也有影響，持力層壓縮性大，樁與樁間土的相對(duì)位移小，負(fù)摩阻也就越小。在軟土地區(qū)打樁基礎(chǔ)前，要對(duì)樁進(jìn)行靜荷載試驗(yàn)，如果 負(fù)摩阻過(guò)大，可能造成實(shí)際單樁承載了比設(shè)計(jì)值大，引起樁沉降過(guò)大或樁端受損。
4下伏巖土層突變?cè)谲浲恋貐^(qū)建設(shè)樁基礎(chǔ)，大部分通過(guò)軟土層支承在持力層上，由于樁周軟土呈流變性，對(duì)樁的側(cè)限力很小，使樁的水平抗力很小，穩(wěn)定性差，直接影響上部建筑的穩(wěn)定，因此單樁的承載力基本靠端阻力承擔(dān)，加上軟土的負(fù)摩阻力會(huì)加大樁端應(yīng)力，引起應(yīng)力集中，因此工程建設(shè)中對(duì)建筑物基礎(chǔ)的選擇和軟土下覆巖土層的選擇應(yīng)特別慎重。
軟土在工程中的處理方法措施
應(yīng)對(duì)上述軟土工程問(wèn)題，主要的思路就是采取工程措施做好軟土的排水固結(jié)，提高軟土的力學(xué)強(qiáng)度，從而提高地基穩(wěn)定性。目前主要的軟基處理方法有，砂井/砂墊層法，塑料排水板固結(jié)法，水泥攪拌/旋噴樁法，拋石擠淤，換填等方法。砂井是在地基中用各種打樁機(jī)具打入鋼管或采用爆破，高壓射水等法，打出一定的孔眼并灌入中粗砂、礫，每個(gè)砂井都是軟黏土中的排水通道，多個(gè)排水砂井構(gòu)成地基排水系統(tǒng)。工程實(shí)際中，多采用網(wǎng)狀織物袋裝砂井，這種砂井井徑小，直徑僅8cm左右，省料而且造價(jià)低，且不會(huì)因施工過(guò)程的失誤影響砂井的連續(xù)性。排水砂墊層原理上于此有相通之處，多用于軟土路堤，在砂墊層頂部鋪設(shè)一層隔水材料，以防水分反上路堤，影響路堤穩(wěn)定性。塑料排水板固結(jié)法，是用帶孔道的帶狀塑料板插入土中，形成豎向排水通透的，因其施工快捷簡(jiǎn)便得到廣泛應(yīng)用。
對(duì)于軟土層較薄的地段，可采用水泥攪拌樁法，按一定的坑距和行距將水泥與軟土拌合，吸收軟基中的水分并提高地基強(qiáng)度。工程建設(shè)中使用較多的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)訂的地基加固深度，通過(guò)鉆桿旋轉(zhuǎn)以一定的壓力將配制好的水泥從噴嘴噴出沖擊土體，使土與漿液混合，形成具有一定強(qiáng)度的人工地基。但是據(jù)已有的工程教訓(xùn)來(lái)看，攪拌樁處理后樁土難以形成復(fù)合地基，樁間土工后沉降仍偏大。因此，采用水泥攪拌樁法因注意其適用于處理對(duì)不均勻沉降不敏感的工程，如基坑支護(hù)等臨時(shí)工程的軟基處理，而不適宜房屋建筑基礎(chǔ)的軟基處理。而且高壓旋噴法施工水泥用量大，造價(jià)比其他方法高出許多。
此法的合理利用仍有待研究和改進(jìn)。在液性指數(shù)較大的軟土中，如積水洼地，水不易抽干，可采用拋石擠淤的方式，向軟土中拋投片石，是一種強(qiáng)迫換土的方式，填石高度要超出要處理土層厚度，并碾壓密實(shí)再填筑土方。目前一些沿海地區(qū)最普遍的軟基處理方法是塑料排水板堆載聯(lián)合真空預(yù)壓法。采用此方法，先吹填一層砂層，再在砂墊層上打設(shè)塑料排水板，排水板穿過(guò)淤泥層進(jìn)入黏土層約半米，然后鋪膜抽真空。真空預(yù)壓40天后，再吹沙堆載2-3m，持續(xù)真空預(yù)壓至淤泥層固結(jié)度大90%。多項(xiàng)工程實(shí)例表明，預(yù)壓法處理沉陷地基時(shí)，其加固影響深度約20m以?xún)?nèi)，固結(jié)沉降量大。各種處理方法都存在局限性，《廣東省地基基礎(chǔ)規(guī)范》中就特別強(qiáng)調(diào)測(cè)試、觀測(cè)的重要性，對(duì)已處理的基礎(chǔ)作必要的試驗(yàn)；另外沿海已積累了多年的地基處理經(jīng)驗(yàn)，工程地質(zhì)條件類(lèi)似的地區(qū)還可以用工程類(lèi)比法選擇地基基礎(chǔ)處理方法。
結(jié)語(yǔ)
1沿海地區(qū)軟土分布廣泛，該地區(qū)軟土普遍壓縮性高，含水量大，承載力低，還具有很強(qiáng)的結(jié)構(gòu)性和欠固結(jié)性。淺部一般有一層硬殼層厚度約3-5m，一般為正常固結(jié)和超固結(jié)土層。勘查時(shí)應(yīng)注意查明該層，荷載較小的建筑可適當(dāng)利用該層。
2沿海軟土的主要巖土問(wèn)題有：軟土震陷，軟土沉降固結(jié)，軟地基失穩(wěn)，負(fù)摩阻力和下伏巖層突變，其中對(duì)工程影響最大的巖土問(wèn)題是軟土固結(jié)沉降，其影響時(shí)間長(zhǎng)，范圍大，而且會(huì)引起一系列工程問(wèn)題。以往大量的工程教訓(xùn)，促使我們對(duì)軟土固結(jié)沉降引起足夠重視。
3良好的地基基礎(chǔ)的選型十結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要組成部分，基礎(chǔ)造價(jià)要占到工程總費(fèi)用的15%-30%，正確勘測(cè)軟土地段的地址情況，選擇合適的地基處理方案，對(duì)降低工程費(fèi)用，縮短工期起到關(guān)鍵作用。
作者：練妙龍單位：廣東省核工業(yè)地質(zhì)局二九二大隊(duì)
