沿海软土地区岩土工程问题及处理

2012-04-12大昌建设集团有限公司赵清波

河南科技 2012年6期

大昌建设集团有限公司赵清波焦锋

沿海软土地区岩土工程问题及处理

大昌建设集团有限公司赵清波焦锋

沿海地区的软土大体可分为三类：滨海相软土、三角洲软土和内陆相软土。其共同特征为：土质软；含水量高，一般为35% ～ 80%；压缩性大，压缩系数为0.5～1.5 MPa；天然孔隙比大，一般为1.0～2.0；强度低，不排水抗剪强度为5 ～ 25 MPa；渗透性差，触变性高，承载力低，在荷载作用下地基通常会发生较大变形；不均匀沉降大，而且要历时几年甚至几十年才能达到沉降稳定。类似的软土地基在我国东南沿海及三角洲地区分布较广，是工程建设中必须进行特殊处理的软弱地基。

一、软土的勘测方法

为了对软土地基进行有效处理，必须事先查明软土的物理力学性质、埋藏条件及分布范围。一般的软土勘测手段有钻探、物探、标准贯入、十字板剪切、轻型动力触探原位测试和室内土工试验等，也可同时使用几种勘探手段相互验证补充。

为实现对软土地基岩土土层性质的无扰勘察，一般均采用干钻法，必要时可采用泥浆护壁回转钻进法，以防软土地基结构发生变化而改变土样的原始物理力学性能。采用薄壁取土器静压法取软土进行试验时，必须保证样品不受外界因素扰动而发生变形或蒸发。对细黏砂层采用标准贯入法取样时，为避免软土土样在钻探取样过程中发生流失或扰动，宜采用原位测试的标准贯入试验。原位测试取样后，通过室内土工试验来获得软土土质参数，如含水量、液限、塑限、含沙量等。

二、软土地区主要的岩土工程问题

1.软土震陷。软土层厚度超过10 m时，其在地震作用下会发生震陷，使建（构）筑物发生倾斜或10 ～ 20 cm的沉陷。因此，在该地质区进行工程建设时，应考虑震陷的影响。

2.软土固结沉降。软土固结沉降会引发一系列工程问题，如地基不均匀沉降等，处理不当会导致地坪开裂、下沉和构筑物倾斜、失稳等。20世纪90年代初，在珠江软土分布区，由于对软土固结沉降认识不足，很多施工单位仅对地坪进行了简单的填土碾压，导致现在当地许多建筑都出现了沉降、地面开裂、散水破裂、主体建筑基础外露等现象，有的裂缝甚至可容人爬入；在珠海一带，虽然已对道路引桥不断增厚，但部分引桥仍因地基沉降而有桥头跳车现象，许多水闸、围堤也因不均匀沉降而导致闸体和堤身开裂。

3.负摩阻力。在未经处理的软土层中采用桩基础时，由于桩的沉降量相对比软土固结沉降小，因而软土会对桩产生向下的负摩阻力。负摩阻力的产生与软土的抗剪强度、地面荷载有关；负摩阻力随深度的增加而减小，直至为0或产生正摩阻力。桩端持力层的压缩性对负摩阻力的大小也有一定影响：持力层压缩性越大，桩与桩间土的相对位移就越小，负摩阻力也越小。

因此，在软土地区打桩基础前要对桩进行静荷载试验，如果负摩阻力过大，就可能造成实际单桩承载比设计值大，最终导致桩沉降过大或桩端受损。

三、对软土地基的常用处理方法

1.砂井排水。在地基中用各种打桩机具打入钢管，或采用爆破、高压射水等方法打出一定的孔眼，然后在其中灌入中粗砂砾，即称砂井。每个砂井都是一个排水通道，多个排水砂井构成地基排水系统。工程实践中，多采用网状织物袋装砂井。这种砂井井径小（直径仅8 cm左右）、省料、造价低，而且不会因施工操作失误而影响其连续性。铺设排水砂垫层的排水原理与此有相通之处，但多用于软土路堤，即在砂垫层顶部铺设一层隔水材料，以防水分反上路堤而影响路堤稳定性。

2.塑料排水板固结法。塑料排水板固结法是将具孔道的带状塑料板插入土中，形成竖向排水通道。该法因施工快捷简便而得到了广泛应用。

3.水泥搅拌桩法。对于软土层较薄的地基，可采用水泥搅拌桩法进行处理，即按一定的坑距和行距将水泥与软土拌合，从而达到吸收软土地基中的水分和提高地基强度的目的。工程建设中应用较多的是高压旋喷注浆成桩法（可形成深层搅拌桩），将旋喷注浆管置入预定的地基加固深度，通过钻杆旋转以一定的压力将配制好的水泥从喷嘴喷出以冲击土体，使土与浆液混合，从而形成具有一定强度的人工地基。但据已有的工程实践来看，采用搅拌桩处理后，桩间土的工后沉降仍然偏大。

4.抛石挤淤法。在液性指数较大的软土区，如积水洼地，水不易抽干，可采用抛石挤淤的方法进行处理，即向软土中抛投片石。这是一种强迫换土的方式，要求填石高度超过处理土层的厚度，并在碾压密实后再填筑土方。

5.塑料排水板堆载联合真空预压法。目前，一些沿海地区普遍采用的软地基处理方法是塑料排水板堆载联合真空预压法。即先吹填一层砂层，再在砂层上打设塑料排水板，排水板穿过淤泥层进入黏土层约0.5 m，然后铺膜抽真空；真空预压40 d后，再沙堆载2～3 m,持续真空预压至淤泥层固结度＞90%。多项工程实例表明，采用预压法处理沉陷地基的加固影响深度在20 m以内，固结沉降量较大。