深厚软土地基处理方法研究

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　　【摘 要】本文结合某工程场地内深厚淤泥质软土层的性质，对比分析了排水固结法和深层搅拌法两种处理地基的方法。最后得出深层搅拌法在处理此工程场地的深厚软土地基效果更佳。
　　【关键词】深厚软土；地基处理；排水固结法；深层搅拌法
　　
　　1 引言
　　软土是指近代在水的冲刷携带作用下沉积的饱和粘性土，在我国沿海、内陆、平原或山间盆地广泛分布。软土具有天然含水量高、天然孔隙比大、渗透系数小、压缩性高、强度低等特点，同时可呈灵敏性结构。随着现代社会建筑业的发展，人类对居住空间及活动空间的需求，软弱地层也逐渐被开发利用。对于软土层这一具有特殊工程性质的土层，对其有效的处理来满足工程的需要是急待研究的问题。
　　2 工程概况
　　本工程位于珠江三角洲海陆相交互沉积平原，地势总体较为低缓，起伏较小，所测得的地面高程为1.20～3.74m。场地原为农地、水塘等。地层土主要为：
　　人工填土层(Q4ml)：厚度为1.00～9.60m，平均厚度4.02m；
　　海陆相交互沉积层(Q4mc)：淤泥和淤泥质土层，厚度为9.60～22.80m，平均厚度14.31m， 淤泥质砂层，主要为淤泥质粉细砂，厚度为1.80～6.00m，平均厚度2.86m；冲积-洪积砂层(Q4al+pl)：分为粉细砂层和中粗砂层两个亚层，厚度3.00m左右；
　　冲积-洪积土层(Q4al+pl)：本层主要为冲积-洪积作用形成的粉质粘土和粘性土等，含少量砂粒，一般粘性较大，平均厚度在2.00m；
　　岩石层(E)：分为全风化带主要为全风化泥质粉砂岩、粉砂岩，厚度为1.10～7.20m，平均厚度3.10m；强风化带主要为强风化泥质粉砂岩、粉砂岩，散体状结构，厚度为0.80～24.50m，平均厚度5.97m；中风化带主要为中等风化泥质粉砂岩、粉砂岩，岩芯呈柱状，短柱状，厚度为0.90～5.90m，平均厚度2.86m。岩芯采取率平均为81%；微风化带主要为微风化泥质粉砂岩，岩芯呈柱状，长柱状、短柱状，整体状结构，巨厚层状构造。厚度为2.40～6.20m，平均厚度4.35m。岩芯采取率约为91%(84～96%)。
　　3 软土层拟采用地基处理方法探讨
　　3.1 高压旋喷法
　　将高压喷射机械钻进至预定位置后高压喷射加固浆液冲切破坏土体，使加固浆液与土体搅拌混合，形成复合增强土体，从而提高承载力等性能。高压旋喷适用于淤泥、淤泥质土、砂土、 碎石土以及填土等地基。对于土中含有较多的大粒径块石、坚硬粘性土、大量植物根茎或有过多的有机质，以及地下水流速过大和已涌水的工程，应根据现场试验结果确定其使用程度。
　　3.2 深层搅拌法
　　利用深层搅拌机，将水泥浆与地基土原位拌和，形成复合增强体，提高地基承载力、减少沉降、增加稳定性和防止渗漏等。此法适用于处理正常固结的淤泥、淤泥质土、粉土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。
　　3.3 强夯法
　　利用强大的夯击能迫使深层土液化和动力固结，使土体密实，用以提高地基承载力和减小沉降、消除土的湿陷性、胀缩性和液化性。其施工速度快，施工质量容易保证，经处理后土性较为均匀，造价经济。
　　3.4 排水固结法
　　通过布置垂直排水井,改善地基的排水条件,及采取加压、 抽气、 抽水或电渗等措施, 以加速地基土的固结和强度增长,提高地基土的稳定性,并使沉降提前完成。适用于处理厚度较大的饱和软土和冲积土地基。
　　3.5 对比试验
　　结合本工程地质勘探资料的具体情况，分别采用深层搅拌法和排水固结法两种方法来加固地基土，并通过对比分析找出最佳处理地基的方法。
　　3.5.1 深层搅拌法。设计选定具有典型性软土层埋藏的地层，深层搅拌法孔位布置。按梅花形布置桩位, 桩直径50 cm, 桩间距1.3m。根据钻孔地质资料, 设计桩长13~15m，为深入到密实粉砂岩持力层中, 搅拌材料为常用的425号普通硅酸盐水泥，水泥掺量不小于15%, 水灰比为0. 5~ 0. 55, 木质素为水泥重的0. 2% , 生石膏粉为水泥含量的2%。搅拌后充分养护载荷试验。
　　3.5.2 排水固结法。设计同一区域内的半径为2.5m的范围内设置环形的井降水点，降水水井在每隔1.5m设置一个，深度穿越软土层，使用真空泵泵送井孔中渗透的水，在区域内设计一个测量水位的井孔，当测量的井孔水位达到设计要求的降水位时，做土工试验，载荷试验，沉降及孔压试验。
　　4 两种不同方法处理效果分析
　　4.1 载荷试验。分别对两种方法处理后的地基土进行载荷试验，通过载荷试验得出两种地基处理方法使地基土的强度都有不同程度的提高。排水固结法通过降水处理，土体中含水量减少，土颗粒之间由于孔隙水分的减少而变得密实，孔隙水压力较快消散，土体强度增加，地表有一定的沉降量。经过处理地基土承载力有载荷试验测得见表4-1。
　　4.2 土的物理性质指标。对经过处理后的地基土的孔隙比、液限、塑限、压缩系数等参数进行了测试，结果表明各项指标都有一定程度的减小或提高，深层搅拌法处理后土的含水量没有排水固结法小，但土的孔隙比深层搅拌法处理后较小，说明土变得更密实。各项指标见表4-2。
　　4.3 地层土沉降观测。由于降水固结法使地层中水一部分被排出、孔隙被压缩、 孔隙水排出, 土层压缩, 地层均发生一定的沉降量，沉降量在0.66m。而深层搅拌法是在土层中搅拌了一定量的水泥，因此搅拌后土层发生的沉降很小，地基土较稳定。
　　5 结论
　　通过两种地基处理方法的处理效果对比，我们可以得出深层搅拌法和排水固结法都能达到较好的地基处理效果，但相比之下，排水固结法处理后的地基沉降量较大，土层固结后的强度没有深层搅拌法处理后土层固结的强度好，且深层搅拌法处理的地基土载荷试验测得的沉降量较小。但是，相比而言深层搅拌法处理地基时需要消耗大量的水泥，成本相对较高。通过对比此工程场地适合使用深层搅拌法处理地基。
　　
　　参考文献:
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　　[2]隆威等. 洞庭湖区软土地基加固处理方案对比研究[J].探矿工程,2010,37(9):46-49.
　　[3]曹美俊.浅谈水泥搅拌桩复合地基软基处理技术[J].山西建筑,2009,35(6):133-134.
　　作者简介：
　　于洋（1979年9月―）男，汉族，河南平顶山人，中平能化建工集团土建处，本科，研究方向：结构施工。
　　注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文

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