時(shí)間：2023-03-17 18:08:55
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其力學(xué)性質(zhì)為強(qiáng)度低、壓縮性大、滲透性小。
鑒于淤泥質(zhì)軟土地基承載力低，壓縮性大，透水性差，不易滿足水工建筑物地基設(shè)計(jì)要求，故需進(jìn)行處理。根據(jù)軟土地基處理的原理和作用，江蘇省阜寧縣水利局在多年水利工程建設(shè)實(shí)踐中，積累了幾種簡單易行、經(jīng)濟(jì)效益較高的淤泥土處理方法，現(xiàn)淺述如下：
1．樁基法
當(dāng)淤土層較厚，難以大面積進(jìn)行深處理時(shí)，對中小型水工建筑物，可采用打樁的辦法進(jìn)行加固處理。
①當(dāng)淤土層厚度小于5m時(shí)，宜打砂樁或石灰樁，通過吸水和排水來擠密淤土，使其孔隙比小于1，以達(dá)到一般地基要求。
②當(dāng)淤土層厚度在5～7m時(shí)，宜打預(yù)制樁至硬土層，作承載樁臺(tái)。
③當(dāng)淤土層厚度在7～10m時(shí)，宜打灌注樁至硬土層，作承載樁臺(tái)。
④當(dāng)淤土層厚度在10m以上時(shí)，宜采用打懸浮樁的辦法，擠密淤土層并靠摩擦承載。
2．換土法
當(dāng)淤土層厚度在4m以內(nèi)時(shí)，也可采用挖除淤土層，換填砂壤土、灰土、粗砂、水泥土、采用沉井基礎(chǔ)等辦法進(jìn)行地基處理。鑒于換砂不利于防滲，且工程造價(jià)較高，故一般小型水工建筑物應(yīng)就地取材，以換填泥土為宜。1999年，在濱?？h大套一站排灌閘施工中，就地利用廢黃河堤上的粉砂土，同水泥按9∶1配比拌成水泥土，換填了3m厚的淤泥土層，效果很好，工程至今安全運(yùn)行。而對大中型水工建筑物，可采用沉井基礎(chǔ)。1986年，在阜寧縣北沙抽水站工程建設(shè)中，設(shè)計(jì)了21．7m×10．6m×2．3m長×寬×高的沉井基礎(chǔ)，換除了近5m深的淤泥土層。采取沉井深基礎(chǔ)處理和“排水下沉法”方案，既保護(hù)了泵站出水池底板下原狀土不受擾動(dòng)，又較“不排水下沉法”節(jié)省了大量投資，工程被評為江蘇省優(yōu)質(zhì)工程。
3．優(yōu)化結(jié)構(gòu)法
①選擇輕型結(jié)構(gòu)。如“U”形槽薄壁渡槽、肋拱橋、桁架拱橋、剛架拱橋等。拱形橋梁除具有自重輕的優(yōu)點(diǎn)外，還可將橋臺(tái)基礎(chǔ)淺埋，把橋臺(tái)基礎(chǔ)設(shè)置在地基表層的密實(shí)土層上，從而避開淤土層。
②對小型水工建筑物可采用擴(kuò)大基礎(chǔ)底板的方法，如設(shè)計(jì)較薄的鋼筋混凝土底板。對大中型工程，可采用空箱底板，即在不增加建筑物造價(jià)的情況下，用加大底板高度、減輕底板自重的辦法來適應(yīng)軟土地基要求。
在水利工程軟土地基施工中，對于軟土地基的施工量是必須要進(jìn)行考慮的一點(diǎn)，只有了解清楚施工量的多少，才能合理的安排出相應(yīng)的方案，最終保證好軟土地基施工的效率。比如，在較大型的水利施工中，就不會(huì)使用替換法來進(jìn)行軟土地基的解決，因?yàn)?，使用替換法來解決就需要大量的人力、財(cái)力，這樣將造成水利工程的造價(jià)大幅度上升，所以，在水利工程施工中，對施工量的控制是尤為重要的。
2.在軟土施工中對環(huán)境因素的把握
環(huán)境對水利工程的軟土地基施工也同樣有著不小的影響。同樣的工程在不同的環(huán)境中，施工的標(biāo)準(zhǔn)也是肯定不一樣的，根據(jù)施工環(huán)境，選取不同的軟土地基處理方法，進(jìn)行合理的施工，只有這樣才能有效的保證水利工程軟土地基的處理質(zhì)量。若是不考慮環(huán)境因素對施工的影響，在不同的環(huán)境中仍然采取同一種軟土地基處理方法，將造成水利工程施工的造價(jià)變得更高，施工質(zhì)量難以得到保證，嚴(yán)重影響軟土地基施工的正常進(jìn)行。
3.水利工程施工中軟土地基的解決方法
3.1砂墊層排水解決法
砂墊層排水解決法是解決軟土地基最為重要的方法。砂墊層排水法主要是利用淤泥質(zhì)粉土、淤泥質(zhì)粘性土、泥炭等土質(zhì)進(jìn)行排除廢水，讓土質(zhì)的壓縮性減慢，強(qiáng)度增大。在處理中時(shí)常是在軟土地基的底端先鋪上一層滲透性良好的砂墊，使其在水利工程施工中產(chǎn)生的水分能夠及時(shí)的通過砂墊滲透出去，這樣將有效的增強(qiáng)軟土地基的結(jié)固。如果下方地下水太多，就必須在砂墊上設(shè)立隔水性能較強(qiáng)的粘土層。而砂墊層主要是確保透水，所以，多數(shù)使用鵝卵石、粗砂等有著高縫隙的透水材料。在鋪墊中，主要注意將砂墊層材料均勻攪拌，再用以鋪墊，并且及時(shí)的最好引水槽，將滲透的水分快速的引流出去。
3.2替換解決法
在軟土地基的解決方法中替換法是最為常用的方法，替換法就是使用達(dá)到水利施工要求的土質(zhì)來替換掉軟土。首先應(yīng)用大型挖土設(shè)備將軟土地基中的軟土全部挖出，再根據(jù)相對應(yīng)的要求加入達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的水利工程地基要求的土質(zhì)，并且對填充的地基進(jìn)行加固。在一般情況下，都是選擇粗砂、碎石等堅(jiān)硬度較大的材料來進(jìn)行軟土地基土質(zhì)的替換，而為了確保替換土質(zhì)地基的穩(wěn)定性，都會(huì)選擇多層填充。第一層主要是為了增加地基的透水性，多選擇碎石、礦渣來填充，讓地基擁有較高的透水性，也保證地基質(zhì)量；第二層對墊層在平衡樁體與樁間土的荷載情況有著非常重要的作用，它保護(hù)著地基的平衡，較多采用石灰和素土來填充；第三層是使用砂和砂墊的填充，讓淤泥土質(zhì)中的氣體與水得到充分的排放，從而增強(qiáng)土質(zhì)強(qiáng)度，讓軟土地基的承受力更高。
3.3旋噴解決法
旋噴解決法在水利工程施工中同樣是最基本的軟土地基處理法。旋噴法通常都是把噴頭直接放入軟土地基的最底部，在使用合適的提升速度進(jìn)行，在其高速旋噴過程增加濃度相當(dāng)?shù)募庸涛?，最終形成一個(gè)旋噴樁，從而使軟土地基的切向硬度得到很大程度的提高，對預(yù)防軟土地基的橫向扭動(dòng)起到了不可忽視，也從面上對軟土地基的強(qiáng)度進(jìn)行了加強(qiáng)。
3.4固結(jié)解決法
在水利工程施工中一般的解決方法都無法有效進(jìn)行時(shí)，并可以采用固結(jié)法來對軟土地基改善。使用相應(yīng)的化學(xué)材料對軟土地基實(shí)現(xiàn)改造、填充，讓軟土地基的強(qiáng)度增加、壓縮性減慢、承受能力加大，這樣讓軟土地基達(dá)到水利工程的建筑要求。在固結(jié)法中最常用的多為灌漿、硅化加固、人工合成材料加筋加固等方法。運(yùn)用電化學(xué)原理、氣壓來對軟土基地進(jìn)行灌漿、填充就是灌漿法。灌漿材料多為石灰石等化學(xué)材料，對軟土地基中的淤泥質(zhì)的土地有著很好的加固作用，讓軟土地基可以承受更大的壓力。而硅化加固則是針對氯化鈣和硅酸鈉的化學(xué)反應(yīng)，對軟土地基的土地進(jìn)行黏合，讓軟土的硬度增大，進(jìn)而達(dá)到水利工程的建筑要求。人工合成材料加筋加固方法，就是把韌性好、強(qiáng)度高的人工合成材料添加到軟土地基中。利用高壓使軟土與人工合成材料結(jié)合起來，增強(qiáng)軟土質(zhì)的韌性和強(qiáng)度，從而形成對軟土地基的變形得到保障[3]。另外，人工合成材料還可以有效的減慢和阻止軟土地基的沉降與斷裂，讓軟土地基更加的穩(wěn)固。
4.結(jié)語
1道路橋梁工程軟土地基施工處理前的準(zhǔn)備工作。道路橋梁工程軟土地基處理前的準(zhǔn)備工作主要包括以下幾個(gè)方面：
1.1現(xiàn)場勘查。軟土地基的現(xiàn)場勘查工作主要包括：首先，現(xiàn)場的測繪調(diào)查，分析軟土地基分布區(qū)域的地貌、地形等，同時(shí)分析軟土地層的成因、范圍、深度以及性質(zhì)等；其次，選擇科學(xué)的勘查點(diǎn)以及勘查手段，常用的勘查手段包括原位測試法、鉆探式勘查法、室內(nèi)土工試驗(yàn)法等；再者，軟土地基評價(jià)，當(dāng)獲得了軟土地基施工現(xiàn)場的相干參數(shù)之后，對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和計(jì)算，獲得軟土地基的沉降性、均勻性、靈敏度以及承載能力等。
1.2選擇合適的施工處理方案。根據(jù)現(xiàn)場勘查獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)資料，對比各種軟土地基處理方法之間的優(yōu)劣性，選擇合適的施工處理方案，可以是某種施工處理方法，也可以是多種軟土地基處理方法的組合，同時(shí)還應(yīng)該評估施工技術(shù)、機(jī)械、環(huán)節(jié)、工期以及材料工程等各種印象因素，綜合各種因素選擇科學(xué)的施工方案。
2道路橋梁工程中軟土地基的施工處理措施。目前，道路橋梁工程中軟土地基的施工處理措施主要包括以下方面：
2.1灌漿處理技術(shù)。灌漿處理技術(shù)是通過利用電化學(xué)原理、高壓旋噴法、粉噴法等將能夠改善軟土地基性質(zhì)的漿液注入到地基裂縫中，灌漿漿液可以是水泥砂漿、水泥漿，還可以是化學(xué)材料，例如硅酸鹽等，灌漿處理技術(shù)能夠有效的改善軟土地基的性質(zhì)。粉噴樁處理技術(shù)是最常用的灌漿處理技術(shù)，該種灌漿處理技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢在于施工機(jī)械簡單，操作方便，加固效果好等，在采用粉噴樁處理技術(shù)時(shí)，應(yīng)該嚴(yán)格的控制鉆機(jī)的位置，保證鉆機(jī)按照既定的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行就位，樁的孔位置必須和設(shè)計(jì)圖紙的位置完全吻合，垂直方向的偏差不能超過1.5%，通常不超過50mm，嚴(yán)格的控制水泥噴入量、停粉時(shí)間以及噴粉時(shí)間，以此保證粉噴樁的長度和質(zhì)量，同時(shí)還應(yīng)該做好施工日志，全面、詳細(xì)的記錄水量、孔深、孔位等信息。
2.2強(qiáng)夯處理技術(shù)。強(qiáng)夯處理技術(shù)是目前使用最廣泛的軟土地基處理技術(shù)之一，也稱之為動(dòng)力固結(jié)法，該種軟土地基處理技術(shù)的工作原理表現(xiàn)為：將具有一定重量的重錘提升至一定的高度，然后由重錘自由降落，通過重錘的重力作用對地面產(chǎn)生巨大的沖擊，以此起到加固地基的作用。強(qiáng)夯處理技術(shù)具有施工周期短、費(fèi)用低、設(shè)備簡單等應(yīng)用優(yōu)勢，該種軟土地基處理技術(shù)適用于低飽和粘土、雜填土、黃土、粉土、沙土、素填土等軟土地基，但是不適用于飽和度相對較高的軟土地基。因此，道路橋梁施工隊(duì)伍在采用強(qiáng)夯施工處理措施時(shí)，應(yīng)該充分的考慮施工現(xiàn)場的地質(zhì)構(gòu)造。
2.3排水固結(jié)處理技術(shù)。排水固結(jié)處理技術(shù)是最常見的軟土地基處理技術(shù)之一，主要包括袋裝沙井法、沙井法、砂墊層法等：砂墊層法指的是在軟土地基的頂層鋪設(shè)足夠量的砂石，通過填土荷載將軟土地基中多余的水分排出，該種排水固結(jié)處理技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)排水固結(jié)和路基填筑的同步進(jìn)行，達(dá)到在填筑過程中保證路基排水效果的目的，同時(shí)又不會(huì)承受過大的荷載被破壞；沙井加固處理技術(shù)指的是在采用鉆探器械在軟土地基上進(jìn)行鉆孔施工，然后選取足量的砂石灌入，吸收軟土地基中的水分，以此實(shí)現(xiàn)排水固結(jié)的效果；袋裝沙井加固處理技術(shù)指的是選取足量的滿足施工要求的砂，將其裝入到透水性良好的編織袋中，然后用專用的機(jī)械設(shè)備將沙袋打入到軟土地基中，該種排水固結(jié)處理技術(shù)具有節(jié)省材料、費(fèi)用低、施工效率高等優(yōu)點(diǎn)，致使其在道路橋梁工程的軟土地基施工中得到廣泛的應(yīng)用。
2.4換填加固處理技術(shù)。換填加固處理技術(shù)指的是根據(jù)勘察所獲得的數(shù)據(jù)，選用強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好的石灰、砂石等置換原來的軟弱土質(zhì)，以此改良原有地基或者形成雙層地基，達(dá)到加固地基、控制地基沉降等效果。在采用換填加固處理技術(shù)時(shí)應(yīng)該注意以下幾個(gè)方面：其一，根據(jù)道路橋梁工程的具體狀況選擇符合相關(guān)設(shè)計(jì)要求的換填材料；其二，在進(jìn)行置換的過程中，應(yīng)該進(jìn)行分層換填、加固和壓實(shí)，通常采用機(jī)械碾壓進(jìn)行處理，保證地基的壓實(shí)度滿足相關(guān)的施工要求，；其三，精確的計(jì)算換填的深度以及面積，保證換填施工能夠順利的進(jìn)行。
二結(jié)束語
1．1軟土工程勘察的基本內(nèi)容
軟土勘察包括:對軟土固結(jié)狀況進(jìn)行勘察，分析總結(jié)其變形、強(qiáng)度特征及伴隨應(yīng)力變化的整體規(guī)律，并掌握其結(jié)構(gòu)破壞對變形與強(qiáng)度的影響程度;勘察軟土的層理特征、形成方式、表層硬殼厚度、立體分布的均勻性、底部硬土層狀況、分布與發(fā)展規(guī)律、埋藏深度及滲透性能等;了解地下水埋藏狀況，探討軟土對安全保護(hù)措施、施工材料級周圍環(huán)境的影響;勘察軟土內(nèi)包含的地形地貌差異、河道與填土的分布深度及范圍等。
1．2軟土地基勘察的工作準(zhǔn)備
(1)等級確定:巖土工程勘察應(yīng)依據(jù)工程形成，按照干巖土工程勘察規(guī)范在對地基復(fù)雜程度、地基設(shè)計(jì)、現(xiàn)場場地復(fù)雜狀況分析的基礎(chǔ)上，與工程實(shí)踐相結(jié)合開展等級劃分，如若某軟土工程依照規(guī)范設(shè)定為二級，則場地等級與復(fù)雜程度等都應(yīng)依據(jù)二級標(biāo)準(zhǔn)，也就是場地中包含灰色粉質(zhì)土、雜填土、中粗砂、粉質(zhì)土、粉質(zhì)粘土及細(xì)砂等土質(zhì)成分，所以工程勘察等級定為乙級。
(2)工作量與勘察手段確定:工程勘察前應(yīng)先估算工作量，初步確定需用的勘察技術(shù)手段;如對建筑周圍的勘察點(diǎn)不知，孔深與間距確定及鉆孔數(shù)量計(jì)算，由此整理匯總為整體工程所需的工程量及總采樣數(shù)量;整理完成后制定恰當(dāng)?shù)墓こ塘鞒滩⑦x用有效勘察手段。
(3)取樣數(shù)量:在前期土壤勘察基礎(chǔ)上可相應(yīng)的制定試驗(yàn)取樣位置與數(shù)量，以保證在標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間內(nèi)完成樣品檢測;取樣數(shù)量的設(shè)定還要以工程量為依據(jù)，明確勘察試驗(yàn)的具體時(shí)間流程，以確保試驗(yàn)充分。
(4)工程水文狀況:勘察過程中應(yīng)及時(shí)了解工程周圍的水文狀況，如掌握地下水的排泄、徑流情況等。由于地下水對軟土地基影響較大，地下水的波動(dòng)可能會(huì)造成勘察失誤，所以應(yīng)根據(jù)地下水狀況實(shí)行有效的勘察及試驗(yàn)手段，以防止周期性地下水波動(dòng)干擾勘察試驗(yàn)結(jié)果。
2軟土地基工程勘察技術(shù)要點(diǎn)
2．1調(diào)查測繪
調(diào)查測繪中需注意的要點(diǎn)包括:軟土層厚度、埋深與層間性質(zhì)類型;軟土分布范圍、形成方式與基地低層類型;地下水排泄與補(bǔ)給狀況及其與地表水的水利聯(lián)系;軟土內(nèi)砂夾層的顆粒成分、厚度及透水性能;軟土地基上已完成建筑對于地基變形及強(qiáng)度的影響;軟土地基分布路段的地貌、地形及第四紀(jì)地層沉積聯(lián)系。
2．2勘探點(diǎn)布置及深度
(1)勘探點(diǎn)應(yīng)以建筑周邊線及角點(diǎn)為依據(jù)進(jìn)行布置，對于地基的主要受力層或下臥層起伏過大的部位應(yīng)加設(shè)勘探點(diǎn)以探測其變化過程;對于單棟高層建筑，需符合地基均勻性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，勘探點(diǎn)布置應(yīng)在4個(gè)以上;對于建筑密集區(qū)域，勘探點(diǎn)可適當(dāng)減少，但應(yīng)保證各棟建筑含有1個(gè)控制性勘探點(diǎn);
(2)勘探孔深度應(yīng)能控制地基主要受力層，若基礎(chǔ)底面寬度在5m以下時(shí)，勘探孔的深度對獨(dú)立柱基礎(chǔ)應(yīng)大于基礎(chǔ)底面寬度的1.5倍，對條形基礎(chǔ)應(yīng)大于基礎(chǔ)底面寬度的3倍，且均應(yīng)在5m以上;當(dāng)存在大面積軟弱下臥層或地面堆載時(shí)需適當(dāng)調(diào)整控制性勘探孔深度;高層建筑的一般性勘探孔深度應(yīng)為基底下基礎(chǔ)寬度的0.5～1倍，且應(yīng)深入至穩(wěn)定地層。
2．3鉆探
鉆探是進(jìn)行巖土工程土層劃分的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其主要用于探測軟土顏色、厚度、層位、狀態(tài)，掌握地下水的排泄條件、徑流方式及埋入深度，了解巖土層的基本物理學(xué)性質(zhì)指標(biāo)等。鉆探技術(shù)要點(diǎn)包括:
(1)對于軟土的取樣應(yīng)盡量使用薄壁取土器靜壓法，由取樣到試驗(yàn)的整體過程都應(yīng)采取有效保護(hù)措施，以避免樣品收到水分流失、變形及擾動(dòng)等外界環(huán)境條件影響;
(2)對于鐵路或高速公路軟土地基巖土工程的勘察，為防止軟粘土收到擾動(dòng)和地層性質(zhì)受到破壞，通常采用干鉆法;若需選用泥漿護(hù)壁回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)采取保護(hù)措施以保證軟土地基結(jié)構(gòu)變化不會(huì)對土層原始物理力學(xué)性質(zhì)造成影響;
(3)鉆孔數(shù)量與質(zhì)量應(yīng)符合施工方案標(biāo)準(zhǔn)，鉆孔深度需滿足變形與應(yīng)力設(shè)計(jì)計(jì)算要求;鉆探時(shí)各項(xiàng)深度數(shù)據(jù)都通過丈量采集，累積測量誤差應(yīng)控制在5cm以下。
2．4測試
(1)原位測試:①剪切波速測試應(yīng)在沿線選取具有樣本代表性的地段開展，以保證軟土震陷評價(jià)的有效性和地基剛度、巖土動(dòng)力學(xué)參數(shù)、阻尼比計(jì)算的準(zhǔn)確性;合理劃分建筑場地搞震設(shè)計(jì)類別，對于場地地基的卓越周期計(jì)算要以樣品性質(zhì)為依據(jù);②十字板剪切測試應(yīng)選取代表性路段沿深度方向?qū)Φ鼗€(wěn)定性存在不同程度影響的軟土層進(jìn)行測定，勘察在無排泄條件下土層的參與抗剪強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度及靈敏性指標(biāo);準(zhǔn)確計(jì)算地基承載力以確定軟土地基臨界高度，分析軟土固結(jié)歷史;測試點(diǎn)的安設(shè)間距應(yīng)符合各代表性路段的每段軟土低層內(nèi)都存在大于兩組的有效現(xiàn)場剪切標(biāo)準(zhǔn);③靜力觸探可利用貫入阻力的變化探查軟土在垂直和水平方向上的狀況，并可依據(jù)勘探資料和土層劃分狀況，分析軟土的變形模量、承載力、類別等其他力學(xué)性能指標(biāo);其觸點(diǎn)間距可依據(jù)場地環(huán)境類型進(jìn)行確定。
(2)軟土剪切試驗(yàn):若軟土的卸載和加載頻率過高，其內(nèi)部水產(chǎn)生的空隙水壓消散速率同時(shí)出現(xiàn)變化，此時(shí)應(yīng)選用自重壓力預(yù)固結(jié)德爾不固結(jié)排水三軸剪切試驗(yàn);對于透水性能較差的粘性土質(zhì)可選用無側(cè)限的壓強(qiáng)度試驗(yàn)或十字板剪切試驗(yàn);對于可能出現(xiàn)較大突變項(xiàng)目的土體在探測其殘余剪切強(qiáng)度時(shí)可采用動(dòng)態(tài)扭剪切試驗(yàn)、蠕變試驗(yàn)和動(dòng)態(tài)三軸試驗(yàn);對于軟土排水速率快但施工精度較慢可采用直接剪切試驗(yàn)或固結(jié)不排水三軸剪切試驗(yàn)。
(3)室內(nèi)測試:為有效評估地下水對建筑材料的腐蝕影響，應(yīng)對地下水開展水質(zhì)化學(xué)分析試驗(yàn);對于力學(xué)試驗(yàn)中的加荷標(biāo)準(zhǔn)與級別、應(yīng)力及路徑條件、試驗(yàn)邊界條件確定等應(yīng)以工程現(xiàn)場地質(zhì)環(huán)境作為主要參考，并結(jié)合運(yùn)營期、預(yù)壓期、施工工期等進(jìn)行綜合分析判定;試驗(yàn)項(xiàng)目也能夠包含前期固結(jié)壓力、酸堿度、有機(jī)物含量、天然快剪、壓縮系數(shù)、液限、粒徑成分、天然密度、固結(jié)快剪、天然含水量等。
3結(jié)束語
該地基土層由于處在一濱海相水體沖擊地區(qū)，其孔隙較大、土質(zhì)水量吸收相對較高，包括土質(zhì)高壓縮性明顯，則可斷定為軟弱土層結(jié)構(gòu)。而中部土體結(jié)構(gòu)環(huán)境則以溺谷相地質(zhì)性質(zhì)為主，并且土層間的土質(zhì)呈現(xiàn)多以粉細(xì)砂、亞粘土的交替組織形態(tài)為主，厚度則為8－10m左右。至于下部土體環(huán)境可歸結(jié)為淺海相沉降類型，且厚度約為18－20m左右。不過由于下部砂類所處環(huán)境也是項(xiàng)目長樁應(yīng)用的持力層，如若采用基本自然地基土層進(jìn)行處理則很難滿足項(xiàng)目自重承載及規(guī)則沉降量的設(shè)計(jì)要求，故結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際采用樁基處理方式。
2樁基礎(chǔ)施工技術(shù)工藝處理措施研究
2．1開挖方法及控制要點(diǎn)
2．1．1打樁后再開挖在結(jié)合該工程實(shí)際處所地基地質(zhì)環(huán)境及其當(dāng)時(shí)現(xiàn)有的工藝條件下，包括吸收了國外同類題材項(xiàng)目的施工經(jīng)驗(yàn)及建模理論的基礎(chǔ)上，確立了“打樁后再挖土”的打樁作業(yè)原則。這是因?yàn)楸卷?xiàng)目如若采用先開挖在打樁的作業(yè)方式，不僅要考慮造價(jià)因素，同時(shí)還要評估施工難易程度。具體原因則是:本工程項(xiàng)目所處地質(zhì)形態(tài)環(huán)境下，土質(zhì)結(jié)構(gòu)相對松散、含水量大，且高度壓縮性非常明顯，滲透性表現(xiàn)不靈敏，屬于軟塑、流塑組織狀態(tài)，荷載性能不足。此外就開挖作業(yè)量而言，開挖規(guī)模較大，很難準(zhǔn)確評估坑底標(biāo)高。同時(shí)基坑長期在外投入的人工降水造價(jià)費(fèi)也很高。特別是該地氣象條件下降雨量豐富，但凡基坑被泡則會(huì)加劇塌方隱患，所以打樁機(jī)很難到坑底地帶完成作業(yè)。若非所處作業(yè)條件受限，正?；哟驑秳t需要利用路基箱，碎石塊等物資設(shè)施加以輔助。基于此，本項(xiàng)目實(shí)行的“打樁后再開挖”打樁作業(yè)法則充分切合實(shí)際利用了地表硬殼層，從而使得打樁工作開展可采用地面行進(jìn)方式完成作業(yè)，不僅使得作業(yè)效率顯著提升而后又控制了造價(jià)成本投入，并巧妙控制了基坑開挖的樁柱變形及頂部位移。2．1．2質(zhì)量控制要點(diǎn)雖然結(jié)合本項(xiàng)目實(shí)際特點(diǎn)采取了“打樁后再開挖”作業(yè)施工法具備顯著優(yōu)勢，但是短板之處也同樣值得重視，需要予以重點(diǎn)質(zhì)量控制，即預(yù)先打入樁的彎曲變形組織形態(tài)下的水平位移需要嚴(yán)格控制?；诖?，為控制變形加劇并產(chǎn)生控制良效，則需采取針對性控制手段:第一，應(yīng)能結(jié)合施工流程，妥善控制挖土次序，并保持對稱挖土以避免基坑長期在外;第二，當(dāng)基坑面積較大時(shí)，則可以使用分段挖土作業(yè)原則完成該時(shí)期工序作業(yè)，即每挖一段就隨后完工一段，并處理好每挖一段的回填，然后交替循環(huán)進(jìn)行開挖。第三，基坑開挖后存在的土料應(yīng)隨挖隨運(yùn)，杜絕在邊坡周圍堆放開挖土，從而達(dá)到控制樁基變形及頂部位移的主要目的。
2．2錘擊沉樁施工法
2．2．1沉樁錘選用標(biāo)準(zhǔn)本項(xiàng)目采用的打樁法主要以錘擊沉樁法應(yīng)用為主。值得指出的是，柴油錘、落錘、或者蒸汽錘的選擇應(yīng)能結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際進(jìn)行評估并應(yīng)予以采用。一般而言，柴油錘特別適用于堅(jiān)硬土層性質(zhì)的地基土，這是因?yàn)椴裼湾N連續(xù)作業(yè)性能良好，錘芯夯擊起跳高，且沉樁成效佳;而蒸汽錘一般比較受用于軟粘土層進(jìn)行沉樁;至于落錘，嚴(yán)格意義上可將其視為作業(yè)機(jī)具，應(yīng)用于沉樁規(guī)模作業(yè)較小的短樁結(jié)構(gòu)。因此，對于沉樁錘的選用確認(rèn)，應(yīng)能結(jié)合樁基礎(chǔ)的規(guī)格型號、基本長度、以及其重量級、直徑等參數(shù)進(jìn)行評估并予以采用。2．2．2質(zhì)量控制要點(diǎn)沉樁落錘的捶打原則應(yīng)堅(jiān)持以“重錘低打”執(zhí)行原則為主，并要考慮樁基礎(chǔ)本身極限強(qiáng)度允值的承受情況，即處在其捶打承受荷載允值內(nèi)，盡量采用大樁錘，以避免捶打時(shí)樁頭損壞。因此，結(jié)合上述沉樁錘落錘的捶打依據(jù)，本項(xiàng)目對于400x400mmx30m的鋼筋混凝土方樁和鋼管樁的沉樁施工，可優(yōu)先選用3．5t級柴油錘;當(dāng)調(diào)配確有困難時(shí)，亦可選用4．5t級柴油錘，但應(yīng)限制錘跳高度，不應(yīng)超過2m;φ550x100mmx40—45m的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管樁和鋼管樁的施工，宜選4．5t級柴油錘。
2．3停打標(biāo)準(zhǔn)處理控制要點(diǎn)
2．3．1樁基礎(chǔ)基本停打標(biāo)準(zhǔn)確認(rèn)高層項(xiàng)目樁基礎(chǔ)打樁的停打控制標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)責(zé)任施工單位應(yīng)能高度予以重視。這是因?yàn)闃痘A(chǔ)的停打處理標(biāo)準(zhǔn)決定著該高層項(xiàng)目基礎(chǔ)所承載的極限允值，從而決定是沉降量是否規(guī)則，以保障項(xiàng)目基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上方的建筑結(jié)構(gòu)安全性能得以保持。此外，如若確保樁基礎(chǔ)的停打控制標(biāo)準(zhǔn)合乎質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，則直接有效、合理控制施工進(jìn)度，并確保打樁機(jī)具的油耗得到有效控制，且使得其樁錘使用周期壽命得以延長。因此，確認(rèn)樁基礎(chǔ)的樁錘停打標(biāo)準(zhǔn)，則需要客觀考量該項(xiàng)目的所處地質(zhì)環(huán)境，以及現(xiàn)有的樁基礎(chǔ)規(guī)格種類、樁的長度，包括現(xiàn)場各項(xiàng)組織控制要素等進(jìn)行綜合評估并予以采用?；诖耍Y(jié)合受力形態(tài)存在的力學(xué)差異，則需切合項(xiàng)目實(shí)際來確認(rèn)樁基礎(chǔ)停打標(biāo)準(zhǔn)。2．3．2持力層確認(rèn)貫入度雖然沿海一帶土層所固有的基本性質(zhì)屬于軟粘土，并且分布相對穩(wěn)定。但是如何判斷樁基礎(chǔ)的沉樁錘擊受力是否進(jìn)入到持力層就成為了停樁標(biāo)準(zhǔn)控制關(guān)鍵。因此，此時(shí)可以憑借貫入度去進(jìn)行客觀評估。也就是說，待樁端已經(jīng)深入到持力層，則可結(jié)合設(shè)計(jì)要求繼續(xù)打至3—5D。不過，有時(shí)會(huì)遇到突發(fā)狀況，即遇到結(jié)實(shí)、堅(jiān)硬的持力層，這是打至3－5D無疑非常困難，(貫入度S＜1．0mm)并且如若強(qiáng)行進(jìn)行錘打則會(huì)使得樁基礎(chǔ)損毀的同時(shí)又白白毀掉了樁錘。因此，對于該情況的技術(shù)交流則需要和設(shè)計(jì)單位進(jìn)行反映與溝通，當(dāng)經(jīng)得對方同意時(shí)則能夠以貫入度參數(shù)指標(biāo)作為樁錘停打的主要考量依據(jù)。2．3．3基本效益本項(xiàng)目采用“重錘低打”大樁錘(柴油錘)的作業(yè)方式對400x400mmx30m及φ550x100mmx40—45m砼方樁及鋼管樁完成了其沉樁作業(yè)。實(shí)際施工中，采用4．5t柴油錘的φ550x100mmx40—45m較大型號樁也都達(dá)到了基本預(yù)定深度，并且經(jīng)過靜載荷試驗(yàn)表明，樁身強(qiáng)度基本滿足設(shè)計(jì)承載力需求，施工組織設(shè)計(jì)方案更為合理、可行和經(jīng)濟(jì)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過縮短工期所獲得的效益。
3結(jié)語
公路分布范圍廣泛，為帶狀結(jié)構(gòu)體、承受著動(dòng)靜兩種荷載作用，其使用性能以及安全性能與社會(huì)生產(chǎn)生活密切關(guān)聯(lián)，對地基有較高的要求。公路由于線性等技術(shù)要求，不可避免地要經(jīng)過軟土地質(zhì)地區(qū)，對軟基處理不當(dāng)，路基容易產(chǎn)生剪切變形，引起沉降過大，導(dǎo)致路堤失穩(wěn)，路面開裂;橋臺(tái)與路基沉降不同步，產(chǎn)生錯(cuò)臺(tái)引起橋頭跳車;路的中心沉降過大，引發(fā)涵管彎曲、路基路面橫坡變小等問題。因此，從高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量的使用要求出發(fā)，合理、可行地處理好軟土地基，已成為公路建設(shè)必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。
2軟土地基處治方法
軟土地基的處理方法較多，從不同角度出發(fā)，可以有不同的歸納和分類，本文從加固機(jī)理、施工工藝、所用材料方面將目前公路工程中常采用的一些軟土地基處理方法分類如下。
2．1置換法
該法也稱做換填法，首先挖除基礎(chǔ)下部一定范圍內(nèi)的軟弱土層，然后分層換填強(qiáng)度和模量相對較高的灰土、碎石、砂等材料，并充分壓實(shí)至設(shè)計(jì)要求的密度，最終形成一個(gè)較好的持力結(jié)構(gòu)層，從而達(dá)到提高承載力和減少路基變形的目的。換填法處理處理深度通?？刂圃?m以內(nèi)，但也不應(yīng)小于0.5m，因?yàn)閴|層太薄，則換土墊層的作用也不顯著。
2．2排水固結(jié)法
排水固結(jié)法又稱預(yù)壓法，是對原始地基，或者在地基中設(shè)置有袋裝砂井或塑料排水帶等排水體，后利用建筑物本身重量或其他豎向荷載作用加壓，排出土體孔隙水，逐漸固結(jié)，地基發(fā)生沉降，強(qiáng)度逐步提高的方法。對于排水固結(jié)法，土體的密度與預(yù)壓荷載的大小以及時(shí)間緊密相關(guān)。若不考慮預(yù)壓周期，土體密度只決定于預(yù)壓荷載的大小。
2．2.1真空預(yù)壓法
該方法是以大氣壓力做為預(yù)壓荷載，在擬處理場地表面鋪設(shè)厚度均勻的砂墊層，上覆一層不透氣的密封薄膜，通過真空抽氣裝置，在密封膜內(nèi)產(chǎn)生一定真空度，在內(nèi)外壓力差作用下，土體產(chǎn)生負(fù)的空隙水壓力，從而達(dá)到土體固結(jié)。
2．2.2堆載預(yù)壓方法
堆載預(yù)壓是使用砂石、素土或者其它重物為荷載，對地基加載，排出土體孔隙水，達(dá)到土體固結(jié)的目的。加固后的地基承載力取決于上部堆積荷載的大小。真空預(yù)壓與堆載預(yù)壓的加固原理不同，前者通常將荷載一次加到最大值，而土體卻不產(chǎn)生增量剪應(yīng)力，故不需考慮地基產(chǎn)生剪切破壞。后者必須考慮加載時(shí)增量剪應(yīng)力對土體的影響，控制加載速率，采用分級加載。
2．2.3深層密實(shí)法
深層密實(shí)是指采用爆破、夯擊、擠壓和振動(dòng)等方法，對松軟地基土進(jìn)行振密和擠密。(1)強(qiáng)夯法。強(qiáng)夯法顧名可理解為動(dòng)力壓實(shí)法或者動(dòng)力固結(jié)法，通常以幾十噸的重錘，從6—40m落距的高處自由落下，將土體夯擊密實(shí)。該法適用于處理砂土、低飽和度粉土、碎石土、雜填土、濕陷性黃土等土質(zhì)地基，能夠改善砂土抗振動(dòng)液化的能力、提高地基的強(qiáng)度、降低土體壓縮性、消除土的濕陷性。(2)復(fù)合地基法。復(fù)合地基法是在天然地基中設(shè)置一定數(shù)量的樁體(增強(qiáng)結(jié)構(gòu)體)，樁和土體共同承擔(dān)荷載，并使地基具有置換法和密實(shí)法后形成的效應(yīng)。通常復(fù)合地基的面積置換率一般為3%—25%，其中碎石樁的面積置換率可以達(dá)到40%。公路工程中常采用的狀體有碎石樁、石灰樁、土樁、水泥攪拌樁、其他剛性樁(PHC管樁、CFG樁、PCC管樁、素混凝土樁等)等。高速公路工程中，深度20m以內(nèi)的軟土處理，水泥土攪拌樁復(fù)合地基得到了大量應(yīng)用;深度超過20m的深厚軟土地基處理多采用剛性樁進(jìn)行處理。
2．2.4加筋法
加筋法常見主要有兩種:一是土工織物法，二是加筋土法。其中土工織物法已經(jīng)成功應(yīng)用于我國的公路工程中，并已廣泛用于軟基處理、邊坡穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)支護(hù)、道路翻漿防治、路基路面綜合排水及瀝青路面裂縫處理等諸多方面，成功地解決了大量的工程實(shí)際問題。
2．2.5膠結(jié)法
膠結(jié)法是將水泥、水泥砂漿、石灰或其他具有充填性、膠結(jié)性特點(diǎn)的材料，滲入或者注入到各種介質(zhì)之間的裂縫和孔隙之中，形成加固體，提高地基的強(qiáng)度與抗?jié)B性。膠結(jié)法主要包括注漿法、高壓噴射注漿法、水泥土攪拌法。
2．2.6其他方法
軟土地基處理還可使用拋石擠淤法、反壓護(hù)道法、凍結(jié)法、燒結(jié)法等方法。
3公路軟土地基處理方法選用
不同軟土地基處理方法均有各自的適用范圍與條件，公路工程中，應(yīng)根據(jù)公路等級、技術(shù)要求、建設(shè)周期、經(jīng)濟(jì)分析綜合考慮來選擇合理的處理方案。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了如下不同軟基處理方法的適用范圍。
4結(jié)語
1軟土地基的特點(diǎn)
通常情況下，軟土地基主要是在自然環(huán)境中，其孔隙大于等于1mm的軟土物質(zhì)，一般這種軟土地基中的水分含量較多，具體具備了以下幾點(diǎn)特點(diǎn)。
1.1軟土地基自身具備較強(qiáng)的觸變性能，改性能是指當(dāng)軟土在受到其他外力因素干擾時(shí)，地基結(jié)構(gòu)就會(huì)產(chǎn)生一定的損壞，這樣就會(huì)極大影響其強(qiáng)度的可靠性，與此同時(shí)，在振動(dòng)負(fù)荷的作用下，也會(huì)發(fā)生側(cè)向滑動(dòng)，甚至還會(huì)出現(xiàn)沉降的現(xiàn)象，很容易引發(fā)安全事故，造成人員的傷亡。
1.2如果軟土在受到較大的承載壓力以后，就會(huì)發(fā)生變形，而其自身的空隙也會(huì)迅速變小，水分頁將會(huì)被快速排除掉，除此之外，由于軟土結(jié)構(gòu)受到載荷的影響而導(dǎo)致剪切變形的出現(xiàn)，我們統(tǒng)一將這一特點(diǎn)稱之為軟土的流變性。
1.3由于軟土孔隙較大的特點(diǎn)，其壓縮性能也比較大。因此，若選擇軟土作為建筑物的地基時(shí)，就很有可能發(fā)生大幅度的沉降現(xiàn)象。
1.4相關(guān)技術(shù)人員通過實(shí)驗(yàn)檢測發(fā)現(xiàn)，當(dāng)軟土在自然狀態(tài)下時(shí)，其抗剪強(qiáng)度并不會(huì)發(fā)生較大的變化，承載能力較低，并且，如果軟土邊坡可靠性較差，就很容易因剪切力破壞而導(dǎo)致建筑物結(jié)構(gòu)發(fā)生失穩(wěn)的情況。
1.5雖然軟土地基中的含水量較多，但其實(shí)際的透水性能非常差，這對于地基排水的流暢性十分不利，并且，軟土地基上建筑沉降時(shí)期較長，尤其是在加載初期基礎(chǔ)時(shí)，將會(huì)達(dá)到增加孔隙水的壓力，從而導(dǎo)致整個(gè)地基的穩(wěn)固性都受到了極大的損害。
2軟土勘察的基本內(nèi)容與要點(diǎn)分析
2.1軟土勘察的內(nèi)容。軟土勘察主要包括了：軟土的形成類型、埋藏情況、分布和發(fā)展規(guī)律、層理特征、滲透性能、立體分布的均勻性、表層硬殼的厚度、地下硬土層的情況等等；對軟土的固結(jié)情況進(jìn)行勘察，強(qiáng)度、變形特征以及隨著應(yīng)力改變而變化的規(guī)律，并且了解其結(jié)構(gòu)破壞對強(qiáng)度和變形的影響情況；軟土中存在的地貌形態(tài)差異、填土、河道等的分布范圍和深度等；地下水埋藏的情況，分析其對施工材料、安全設(shè)置、環(huán)境等影響。
2.2軟土地基勘察的基本要點(diǎn)。軟土勘察的勘探點(diǎn)布置應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，工程性質(zhì)、場地形狀、勘察分段、成因類型、復(fù)雜情況評價(jià)等都應(yīng)當(dāng)考慮在內(nèi)。當(dāng)土層出現(xiàn)復(fù)雜變化時(shí)應(yīng)對此位置進(jìn)行加密；勘察中鉆探取樣的時(shí)候應(yīng)結(jié)合原位置測試的結(jié)果，去氧應(yīng)利用薄壁取土裝置，原位測試應(yīng)采用靜力觸探或者十字板剪切試驗(yàn)完成。
2.3軟土剪切試驗(yàn)。當(dāng)軟土的加載和卸載的頻率過高的時(shí)候其內(nèi)部的水分形成的空隙水壓消散速率也會(huì)發(fā)生改變，此時(shí)應(yīng)采用自重壓力預(yù)固結(jié)德爾不固結(jié)排水三軸剪切試驗(yàn)，對透水性較低的粘性土質(zhì)可以采用無側(cè)限的壓強(qiáng)度試驗(yàn)或者十字板剪切試驗(yàn)來完成測試；當(dāng)軟土排水速率快切施工過程緩慢的時(shí)候應(yīng)采用固結(jié)不排水三軸剪切試驗(yàn)或者直接剪切試驗(yàn)獲得數(shù)據(jù)；對土體可能發(fā)生大的應(yīng)變項(xiàng)目因此測定其殘余的剪切強(qiáng)度必要的時(shí)候應(yīng)將蠕變試驗(yàn)、動(dòng)態(tài)扭剪切試驗(yàn)、動(dòng)態(tài)三軸試驗(yàn)等納入到檢測中。
3軟土巖土工程勘察的基本流程
3.1一般來說，巖土勘察的等級都是由工程性質(zhì)而決定的，這是因?yàn)橐话愕能浲翈r土工程的施工環(huán)境十分復(fù)雜，無論是地基的設(shè)計(jì)，還是勘察難度方面，都必須遵守規(guī)范的勘察內(nèi)容而進(jìn)行全面的調(diào)查分析以后，才可以進(jìn)行準(zhǔn)確的劃分，勘察人員會(huì)切實(shí)根據(jù)工程項(xiàng)目的實(shí)際情況，按照等級的不同來對工程等級進(jìn)行劃分。例如，該工程的規(guī)范設(shè)定為一級，那么，其場地等級，復(fù)雜程度等都要按照一級標(biāo)準(zhǔn)。
3.2在進(jìn)行正式的勘察工作以前，勘察人員應(yīng)當(dāng)充分做好一切準(zhǔn)備工作，根據(jù)實(shí)際的工作量來采取相應(yīng)的勘察措施，可以通過在建筑物周圍設(shè)定勘察點(diǎn)，并對其間距與孔深進(jìn)行精細(xì)的劑量，并得出該工程所需的鉆孔量，最終將這些所得的數(shù)據(jù)統(tǒng)一匯總在一起，將其作為被工程所需的工程量以及基本采樣量，以此來選擇合適的檢測方法和實(shí)施步驟，從而確保軟土巖土工程勘察工作的順利開展，進(jìn)一步提高勘察結(jié)果的質(zhì)量。
3.3通過上文敘述，我們可以得知，當(dāng)工程量和取樣數(shù)量都確定了以后，試驗(yàn)人員就可以根據(jù)所得數(shù)據(jù)，制定出從一個(gè)完整的檢測試驗(yàn)流程，并制定出明確的勘察試驗(yàn)時(shí)間表，這也是為后續(xù)施工作業(yè)提供的基本保障。其次，對于早期已經(jīng)勘察的土壤，試驗(yàn)人員更應(yīng)該準(zhǔn)確劃分出其具體的采樣數(shù)量以及位置，充分做好試驗(yàn)勘察前期的準(zhǔn)備工作，及時(shí)出現(xiàn)取樣數(shù)量增加的問題，也可以保證在預(yù)期的時(shí)間內(nèi)完成樣品的檢測工作，從而避免資源不足的情況發(fā)生，確保檢測試驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)有效性。
4軟土地基的土工工程勘測的數(shù)據(jù)處理
4.1軟土地基的巖土工程試驗(yàn)往往采用的是土工試驗(yàn)，其優(yōu)勢的簡單而方便。獲得數(shù)據(jù)和處理的時(shí)候，應(yīng)保證巖土試驗(yàn)室內(nèi)的項(xiàng)目設(shè)計(jì)應(yīng)從巖土類型和工程性質(zhì)出發(fā)進(jìn)行綜合考慮，并結(jié)合工程分析計(jì)算的要求確定試驗(yàn)的方式和數(shù)據(jù)處理方法，并最終確定軟土的基本性質(zhì)，這才是數(shù)據(jù)處理的最終目標(biāo)。
4.2在試驗(yàn)和數(shù)據(jù)處理的時(shí)候應(yīng)考慮到原位數(shù)據(jù)的處理，如項(xiàng)目針對粘土和砂土等進(jìn)行貫入標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)。貫入試驗(yàn)的指標(biāo)將直接影響數(shù)據(jù)處理的結(jié)果，因此在貫入的時(shí)候應(yīng)確定具體的技術(shù)參數(shù)，參數(shù)的選擇可以根據(jù)地層的情況而定，按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)針對不同性質(zhì)的土體進(jìn)行不同的參數(shù)選擇，這樣就可獲得較為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)資料，然后按照試驗(yàn)規(guī)范對原位測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與歸納，最終形成數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表，然后形成分析結(jié)果。
