淤泥軟土地基處理探析
摘要：目前，軟土地基處理的方法有預(yù)壓法、換填法、強(qiáng)法和強(qiáng)置換法、砂石樁法、水泥土攪拌法及其他地基處理法。本文著重介紹各個(gè)方法的施工工藝及流程，然后對(duì)于相同地質(zhì)條件的軟土地基提出相應(yīng)的處理措施，剖析地基處理的重點(diǎn)，最后根據(jù)處理結(jié)果選擇合適的處理方案。
Abstract: At present, there are many ways to deal with soft soil foundation, such as pre-pressure method, replacement method, dynamic compaction method and dynamic replacement method, sand piles method, cement mixing method, and so on. This article focuses on the construction technology and processes of various methods, and proposes corresponding measures to deal with the soft ground which have the same geological conditions, analyzes the focus of ground treatment, and finally chooses the right treatment program according to the results.
關(guān)鍵詞：淤泥；軟土地基；塑料排水板堆載預(yù)壓法
Key words: sludge；soft foundation；plastic drainage plate preloading method
0 工程概況及初步分析
某地區(qū)建筑場(chǎng)地?cái)M建二層框架結(jié)構(gòu)房屋，建筑平面，室外標(biāo)高為8.4m（±0.000），根據(jù)地質(zhì)資料，現(xiàn)有場(chǎng)地標(biāo)高為1.64m，需填土6.76m，土層依次如下：第一層為素填土，厚度0.5m；第二層為淤泥，厚度為11.4m，為高壓縮性土，壓縮模量Es=1.73MPa，固結(jié)系數(shù)Ch=Cv=1.0x10-3cm2/s；第三層為粉質(zhì)黏土夾碎石,厚度為4.6m，為中壓縮性土，壓縮模量Es=4.96MPa；第四層為淤泥質(zhì)黏土，厚度為2.5m，壓縮模量Es=1.85MPa；第五層為粉質(zhì)黏土，厚度為5.4m，壓縮模量Es=4.3MPa；第六層為淤泥質(zhì)黏土，厚度為3.2m，壓縮模量Es=1.85MPa；第七層為粗角礫土，厚度為2.2m，壓縮模量Es=10MPa；第八層為粉質(zhì)黏土，厚度為12.9m，壓縮模量Es=4.8MPa。按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》，對(duì)于高壓縮性土地基，框架結(jié)構(gòu)相鄰柱基沉降差為0.003L（L為相鄰柱距），經(jīng)過(guò)初步估算，柱底內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值分別約為600KN和1000KN，柱距6米，容許的沉降差為18mm。
在施工主體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)前期，由于場(chǎng)地需要回填土而且較厚，在回填施工時(shí)期，回填土屬于外加荷載，此時(shí)按荷載考慮場(chǎng)地的沉降，總沉降量達(dá)到1316.34mm。各層沉降量為：第一層淤泥沉降量為946.9mm，占總沉降量的71.9%；第二層淤泥沉降量為131.6mm，占總沉降量的10.0%；第三層淤泥沉降量為189.4mm，占總沉降量的14.4%；第四層淤泥沉降量為48.4mm，占總沉降量的3.7%。此過(guò)程為固結(jié)排水沉降過(guò)程，隨時(shí)間的場(chǎng)地土趨于穩(wěn)定。在沉降基本完成時(shí)，進(jìn)行主體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)施工，此時(shí)場(chǎng)地土體性質(zhì)發(fā)生變化，此時(shí)各層土的承載力和壓縮模量均會(huì)有所增加，假設(shè)均比原來(lái)土體增加1.1倍。此時(shí)按回填土承載力特征值fak=100Kpa，估算C軸交5軸及6軸柱基礎(chǔ)A、B大小，分別為2m×3m和4.0m×4.0m，柱基A總沉降量為55.24mm，占回填土沉降量的4.2%，柱基B總沉降量為71.34mm，占回填土沉降量的5.4%，沉降差16.1mm，小于規(guī)范容許值18mm。從以上分析可以看出，在未進(jìn)行任何地基處理的情況下，前期沉降占絕大部分，而后期采用獨(dú)立擴(kuò)展基礎(chǔ)已能滿足承載力且無(wú)軟弱下臥層和變形要求。因此，地基處理的重點(diǎn)在于加速固結(jié)排水過(guò)程，減少回填土引起的沉降。
1 地基處理措施
1.1 選擇合適的處理措施 目前，軟土地基處理的方法有換填法、預(yù)壓法、強(qiáng)法和強(qiáng)置換法、砂石樁法、水泥土攪拌法、高壓旋噴樁法、樁基法及其他地基處理法。
換填墊層法是挖除軟弱地基土，采用砂石、粉質(zhì)粘土、灰土、粉煤灰、礦渣等材料進(jìn)行換填作為墊層的一種地基處理方法，通過(guò)換填軟弱地基土的變形變成墊層地基的變形，因此能夠減少地基的沉降。本工程軟弱地基土層埋深0.5m，層厚11.4m，首先需要挖除9725.9m3，回填土需要9725.9m3�？梢�(jiàn)挖土及回填方量相當(dāng)大，從上考慮該方法不適用于該工程軟弱地基處理。
堆載預(yù)壓法是解決淤泥軟粘土地基沉降和穩(wěn)定問(wèn)題有效措施，堆載預(yù)壓分塑料排水帶活砂井地基堆載預(yù)壓和天然地基堆載預(yù)壓。通常，當(dāng)軟土層厚度小于4.0m時(shí)，可采用天然地基堆載預(yù)壓法處理，當(dāng)軟土層厚度超過(guò)4.0m時(shí)，為加速預(yù)壓過(guò)程，應(yīng)采用塑料排水帶、砂井等豎井排水預(yù)壓法處理地基。本工程淤泥層厚度為11.4m，適合用排水預(yù)壓法。
砂石樁法適用于擠密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、雜填土等地基，本工程軟弱土層為欠固結(jié)土層，在回填土回填至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，土層在附加應(yīng)力作用下進(jìn)行排水固結(jié)，土層壓縮，因此不適用。
水泥攪拌法分為深層攪拌法和粉體噴攪法，水泥土攪拌法適用于處理正常固結(jié)的淤泥與淤泥質(zhì)土、粉土、飽和黃土、素填土、粘性土以及無(wú)流動(dòng)地下水的飽和松散砂土等地基。當(dāng)?shù)鼗恋奶烊缓啃∮?0%、大于70%或地下水的PH值小于4時(shí)不宜采用干法。
因此本工程合適的地基處理方法可選用堆載預(yù)壓法。
1.2 排水板堆載預(yù)壓法 排水板預(yù)壓法由排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)兩部分組合而成。排水系統(tǒng)是在地基中設(shè)置排水體，利用地層本身的透水性由排水體集中排水的結(jié)構(gòu)體系，根據(jù)排水體的不同可分為砂井排水和塑料排水帶排水兩種。下面介紹效益較高塑料排水板處理淤泥軟基方法，插入軟基排水板，當(dāng)填筑基礎(chǔ)及上部建筑物時(shí)，荷載作用軟基，地下水由于受擠壓和毛細(xì)作用沿塑料排水板上升至砂墊層內(nèi)，由砂層向兩側(cè)排出，從而提高基底承載力，塑料排水板要在砂墊層完成后施工，由測(cè)量人員測(cè)量出需處理范圍，標(biāo)出每根排水板具體位置，插板機(jī)對(duì)中調(diào)平，把排水板在鉆頭安放好，開(kāi)動(dòng)打樁機(jī)錘打鉆桿，將地面上塑料排水板截?cái)啵⒘粲幸欢ǜ挥嚅L(zhǎng)度，在塑料排水板四周填砂后即完成本工程施工。目前，塑料排水板有以下規(guī)格、型號(hào)，SPB-A型-寬度100mm，厚度3.5mm，可打入軟基15m；SPB-B型-寬度100mm，厚度4.0mm，可打入軟基25m；SPB-C型-寬度100mm，厚度4.5mm，可打入軟基35m。本工程適合采用SPB-B型，塑料排水板按等邊三角形排列，間距取1.0m，主要受壓層淤泥層層厚11.4m，塑料排水打穿受壓土層，深度取H=11.4m。加載過(guò)程按圖3所示進(jìn)行加載，圖4為固結(jié)度Ut與t之間的關(guān)系。
塑料排水板堆載預(yù)壓法在加載70天時(shí)，固結(jié)度U70=0.74；在加載800天時(shí)，固結(jié)度U80=0.81；在加載100天時(shí)，固結(jié)度U100=0.90；在加載120天時(shí)，固結(jié)度U120=0.95。在固結(jié)度U100到達(dá)0.90時(shí)，可以認(rèn)為符合設(shè)計(jì)要求，此時(shí)沉降已經(jīng)大部分完成。該處理方法成本估算，需使用SPB-B型塑料排水板27600m。
2 結(jié)束語(yǔ)
地基處理措施應(yīng)該根據(jù)工程場(chǎng)地軟土地基的土的性質(zhì)采用合適的處理方案，可以到達(dá)良好的處理效果和效果，以上的分析結(jié)果是基于規(guī)范的理論分析方法，實(shí)際處理后的地基處理效果應(yīng)經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的試驗(yàn)和檢測(cè)，得到相關(guān)的數(shù)據(jù)后判斷是否能到達(dá)設(shè)計(jì)要求后，才能夠用于工程之中。
：
[1]《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》.JGJ79-2002，2007年10月，建筑研究院主編.中國(guó)建筑出版.
[2]《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》.GB50007-2002，2008年6月，中華人民共和國(guó)建設(shè)部主編.中國(guó)建筑工業(yè)出版.
[3]《全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施結(jié)構(gòu)》.2005年5月，建設(shè)部工程質(zhì)量安全監(jiān)督與行業(yè)司及中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究所編，中國(guó)計(jì)劃出版社.
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