淤泥软土地基处理方法研究
孙兰阁 张彦民 董博
（山东省聊城市水利工程总公司山东聊城252061）
【摘要】淤泥软土地基承载力低、压缩性大、透水性差，不易满足水工建筑物地基设计要求。本文就软基处理方法进行总结和探讨，以便研究推广。
【关键词】淤泥；地基承载力；软基处理
淤泥土含有很多细颗粒及大量有机腐植质，颜色深灰色或暗绿色，有臭味，天然含水量在40%～70%之间，孔隙比>1.0，天然容量在15～18KN/m3；强度极低，压缩性大，透水性差；地基承载力低，强度增长缓慢，加荷后易变形且不均匀，变形速率大且稳定时间长，具有渗透性小、触变性及流变性大的特点。鉴于淤泥软土地基承载力低，压缩性大，透水性差，不易满足水工建筑物地基设计要求，故需进行处理，下面介绍淤泥软土地基六种处理方法，以便研究推广。
1.桩基法
（1）当淤土层较厚，难以大面积进行深处理，可采用打桩办法进行加固处理。而桩基础技术多种多样，早期多采用水泥土搅拌桩、砂石桩、木桩，目前很少使用，一是水泥土搅拌桩水灰比、输浆量和搅拌次数等控制管理自动化系统未健全，设备陈旧，技术落后，存在搅拌均匀性差及成桩质量不稳定问题；二是砂石桩用以加固较深淤泥软土地基，由于存在工期长，工后变形大等问题，已不再用作对变形有要求的建筑地基处理；三是民用建筑已禁用木桩基础。
（2）钢筋混凝土预制桩（钢筋混凝土桩和预应力管桩）目前由于具有较强承载力，投资省，质量有保证，施工速度快等特点，得到普遍运用，如角美镇金山水闸，其地质条件覆盖一层10m以上厚的淤泥土层，地基处理采用边长为250mm钢筋混凝土预制方桩，挤密淤土层并靠摩擦承载，钢筋混凝土预制桩还具有抗水闸水压力产生水平荷载，达到水平稳定作用。
（3）淤土层较厚地基处理还可以采用灌注桩，打灌注桩至硬土层，作承载台，灌注桩有沉管灌注桩和冲钻孔灌注桩，但两种方法灌注桩还存在一些技术难题，一是沉管灌注桩在深厚软土中存在桩身完整性问题；二是冲钻孔灌注桩存在泥浆污染问题，桩身混凝土灌注质量，桩底沉渣清理和持力层判断不易监控等问题。福建省龙海市发生几起灌注桩基础民用建筑不均匀沉陷，导致墙体裂缝事件，是由于施工中存在上述技术问题造成。
2.换土法
当淤土层厚度较簿时，也可采用淤土层换填砂壤土、灰土、粗砂、水泥土及采用沉井基础等办法进行地基处理，鉴于换砂不利于防渗，且工程造价较高，一般应就地取材，以换填泥土为宜。换土法要回填有较好压密特性土进行压实或夯实，形成良好的持力层，从而改变地基承载力特性，提高抗变形和稳定能力，施工时应注意坑边稳定，保证填料质量，填料应分层夯实。
3.灌浆法
是利用气压、液压或电化学原理将能够固化的某些浆液注入地基介质中或建筑物与地基的缝隙部位。灌浆浆液可以是水泥浆、水泥砂浆、粘土水泥浆、粘土浆及各种化学浆材如聚氨酯类、木质素类、硅酸盐类等。灌浆法对加固淤泥软土地基具有明显效果，如某闸由于淤泥软基不均匀，沉陷闸基沉降最大达到0.63m，加固时采用单管高压旋喷灌浆处理，每个闸墩上、下游侧和中间各设5个灌浆孔，沿闸墩轴线两侧布孔，灌注水泥浆，成桩直径0.5m，伸入闸基础10.5m，采用灌浆压力为20MPa，经过处理后闸基沉降基本得到控制。高压旋喷灌浆处理原理是通过在闸基中高压旋喷灌浆形成水泥土摩擦桩，提高闸基承载力，达到控制沉降的目的。另一种对淤泥软土地基闸室淘空处理通常应通过水闸上游防渗如设置水平铺盖或垂直防渗控制闸基渗流，然后再对闸室进行灌浆处理，如某市水闸由于闸基渗流造成闸室底板多个部位被淘空，加固时先在闸室上游侧采用帷幕灌浆防渗，灌浆帷幕布设在闸墩上游侧1.0m处，孔距0.5m，灌注水泥浆，孔深5.0m，灌浆压力10MPa。然后对闸室淘空部位采用钻孔灌浆处理，先灌细砂，不吃砂后，再灌水泥砂浆，最后灌水泥浆，水闸除险加固后效果显著。
4.排水固结法
排水固结法是解决淤泥软粘土地基沉降和稳定问题有效措施，由排水系统和加压系统两部分组合而成。排水系统是在地基中设置排水体，利用地层本身的透水性由排水体集中排水的结构体系，根据排水体的不同可分为砂井排水和塑料排水带排水两种。福建省福清过桥山围垦海堤淤泥软层最深达十余米，采用塑料排水带排水固结处理取得成功；福建省连江县大官坂海堤则采用砂井排水固结法进行地基加固处理。下面介绍效益较高塑料排水板处理淤泥软基方法，插入软基排水板，当填筑基础及上部建筑物时，荷载作用软基，地下水由于受挤压和毛细作用沿塑料排水板上升至砂垫层内，由砂层向两侧排出，从而提高基底承载力，塑料排水板要在砂垫层完成后施工，由测量人员测量出需处理范围，标出每根排水板具体位置，插板机对中调平，把排水板在钻头安放好，开动打桩机锤打钻杆，将地面上塑料排水板截断，并留有一定富余长度，在塑料排水板四周填砂后即完成本根施工。
5.加筋法
加筋土是将抗拉能力很强土工合成材料埋置于土层中，利用土颗粒位移与拉筋产生摩擦力，使土与加筋材料形成整体，减少整体变形和增强整体稳定。福建省福清过桥山围垦工程采用打设塑料排水板，以加速淤泥层排水固结，提高地基强度，又采用砂垫层中铺设土工织物，由于土工织物受拉作用，调整了基底应力分布，地基侧向位移和沉降却相应减少，地基稳定性就大大提高。
6PHC桩。
（1）PHC桩是专业工厂里采用先张法预应力和离心成型工艺，经过蒸压养护而制成的一种空心筒柱体的等截面构件，运往施工现场后，通过锤击或静压的方法沉入地下作为建构筑物的基础。由于它的卓越性能，广泛应用于建筑、桥梁、电力等行业，但在水利工程中应用较少。
（2）管桩的沉桩施工可采用静压和锤击两种工艺。受施工场地条件限制，可采用静压沉桩，静压桩机具有无噪音、无振动和无污染的优点。管桩的施工包括桩测量定位、沉桩和接桩等。根据设计桩位放出轴线和桩位，并要经常对控制点进行复核，作好定位记录和技术复核记录。桩位确定后，将压桩机移至需要施打的位置，起吊预制桩，使桩尖垂直对准桩位中心，缓慢放下插入土中，在桩头距地面1m左右时停止压桩，吊机吊起另一节桩，开始接桩，接桩完成后，继续压桩，直至达试验管桩的终压力不少于1700KN，且以硬塑粘土层作为桩端持力层，达到要求后，还要稳压3次，每次不少于2min。沉桩过程中，应经常观测桩身的垂直度，以控制桩身的倾斜、位移。
（3）管桩施工结束后，进行基坑开挖和截桩，然后再浇筑基础。开挖时，应分层均匀进行，桩周土体高差应控制在1.0m以内。
（4）为防止基础上浮、移位，并保证基础和桩基的整体协同工作，将PHC桩伸入基础10cm，同时，将PHC桩顶部的110cm高度内中空部份灌入C25填芯混凝土，其内微掺UEA膨胀剂（掺量约10%）；沿桩内壁周边设置6根18锚筋，伸入基础底板内，与底板刚接，以增强基础和桩的整体性。
参考文献
［1］JGJ97-2002，建筑桩基技术规范［S］.中华人民共和国建设部.
［2］JGJ94-94，建筑桩基技术规范［S］.中华人民共和国建设部.
［3］JGJ106-2003，建筑机桩检测技术规范［S］.中华人民共和国建设部.
（山东省聊城市水利工程总公司山东聊城252061）
【摘要】淤泥软土地基承载力低、压缩性大、透水性差，不易满足水工建筑物地基设计要求。本文就软基处理方法进行总结和探讨，以便研究推广。
【关键词】淤泥；地基承载力；软基处理
淤泥土含有很多细颗粒及大量有机腐植质，颜色深灰色或暗绿色，有臭味，天然含水量在40%～70%之间，孔隙比>1.0，天然容量在15～18KN/m3；强度极低，压缩性大，透水性差；地基承载力低，强度增长缓慢，加荷后易变形且不均匀，变形速率大且稳定时间长，具有渗透性小、触变性及流变性大的特点。鉴于淤泥软土地基承载力低，压缩性大，透水性差，不易满足水工建筑物地基设计要求，故需进行处理，下面介绍淤泥软土地基六种处理方法，以便研究推广。
1.桩基法
（1）当淤土层较厚，难以大面积进行深处理，可采用打桩办法进行加固处理。而桩基础技术多种多样，早期多采用水泥土搅拌桩、砂石桩、木桩，目前很少使用，一是水泥土搅拌桩水灰比、输浆量和搅拌次数等控制管理自动化系统未健全，设备陈旧，技术落后，存在搅拌均匀性差及成桩质量不稳定问题；二是砂石桩用以加固较深淤泥软土地基，由于存在工期长，工后变形大等问题，已不再用作对变形有要求的建筑地基处理；三是民用建筑已禁用木桩基础。
（2）钢筋混凝土预制桩（钢筋混凝土桩和预应力管桩）目前由于具有较强承载力，投资省，质量有保证，施工速度快等特点，得到普遍运用，如角美镇金山水闸，其地质条件覆盖一层10m以上厚的淤泥土层，地基处理采用边长为250mm钢筋混凝土预制方桩，挤密淤土层并靠摩擦承载，钢筋混凝土预制桩还具有抗水闸水压力产生水平荷载，达到水平稳定作用。
（3）淤土层较厚地基处理还可以采用灌注桩，打灌注桩至硬土层，作承载台，灌注桩有沉管灌注桩和冲钻孔灌注桩，但两种方法灌注桩还存在一些技术难题，一是沉管灌注桩在深厚软土中存在桩身完整性问题；二是冲钻孔灌注桩存在泥浆污染问题，桩身混凝土灌注质量，桩底沉渣清理和持力层判断不易监控等问题。福建省龙海市发生几起灌注桩基础民用建筑不均匀沉陷，导致墙体裂缝事件，是由于施工中存在上述技术问题造成。
2.换土法
当淤土层厚度较簿时，也可采用淤土层换填砂壤土、灰土、粗砂、水泥土及采用沉井基础等办法进行地基处理，鉴于换砂不利于防渗，且工程造价较高，一般应就地取材，以换填泥土为宜。换土法要回填有较好压密特性土进行压实或夯实，形成良好的持力层，从而改变地基承载力特性，提高抗变形和稳定能力，施工时应注意坑边稳定，保证填料质量，填料应分层夯实。
3.灌浆法
是利用气压、液压或电化学原理将能够固化的某些浆液注入地基介质中或建筑物与地基的缝隙部位。灌浆浆液可以是水泥浆、水泥砂浆、粘土水泥浆、粘土浆及各种化学浆材如聚氨酯类、木质素类、硅酸盐类等。灌浆法对加固淤泥软土地基具有明显效果，如某闸由于淤泥软基不均匀，沉陷闸基沉降最大达到0.63m，加固时采用单管高压旋喷灌浆处理，每个闸墩上、下游侧和中间各设5个灌浆孔，沿闸墩轴线两侧布孔，灌注水泥浆，成桩直径0.5m，伸入闸基础10.5m，采用灌浆压力为20MPa，经过处理后闸基沉降基本得到控制。高压旋喷灌浆处理原理是通过在闸基中高压旋喷灌浆形成水泥土摩擦桩，提高闸基承载力，达到控制沉降的目的。另一种对淤泥软土地基闸室淘空处理通常应通过水闸上游防渗如设置水平铺盖或垂直防渗控制闸基渗流，然后再对闸室进行灌浆处理，如某市水闸由于闸基渗流造成闸室底板多个部位被淘空，加固时先在闸室上游侧采用帷幕灌浆防渗，灌浆帷幕布设在闸墩上游侧1.0m处，孔距0.5m，灌注水泥浆，孔深5.0m，灌浆压力10MPa。然后对闸室淘空部位采用钻孔灌浆处理，先灌细砂，不吃砂后，再灌水泥砂浆，最后灌水泥浆，水闸除险加固后效果显著。
4.排水固结法
排水固结法是解决淤泥软粘土地基沉降和稳定问题有效措施，由排水系统和加压系统两部分组合而成。排水系统是在地基中设置排水体，利用地层本身的透水性由排水体集中排水的结构体系，根据排水体的不同可分为砂井排水和塑料排水带排水两种。福建省福清过桥山围垦海堤淤泥软层最深达十余米，采用塑料排水带排水固结处理取得成功；福建省连江县大官坂海堤则采用砂井排水固结法进行地基加固处理。下面介绍效益较高塑料排水板处理淤泥软基方法，插入软基排水板，当填筑基础及上部建筑物时，荷载作用软基，地下水由于受挤压和毛细作用沿塑料排水板上升至砂垫层内，由砂层向两侧排出，从而提高基底承载力，塑料排水板要在砂垫层完成后施工，由测量人员测量出需处理范围，标出每根排水板具体位置，插板机对中调平，把排水板在钻头安放好，开动打桩机锤打钻杆，将地面上塑料排水板截断，并留有一定富余长度，在塑料排水板四周填砂后即完成本根施工。
5.加筋法
加筋土是将抗拉能力很强土工合成材料埋置于土层中，利用土颗粒位移与拉筋产生摩擦力，使土与加筋材料形成整体，减少整体变形和增强整体稳定。福建省福清过桥山围垦工程采用打设塑料排水板，以加速淤泥层排水固结，提高地基强度，又采用砂垫层中铺设土工织物，由于土工织物受拉作用，调整了基底应力分布，地基侧向位移和沉降却相应减少，地基稳定性就大大提高。
6PHC桩。
（1）PHC桩是专业工厂里采用先张法预应力和离心成型工艺，经过蒸压养护而制成的一种空心筒柱体的等截面构件，运往施工现场后，通过锤击或静压的方法沉入地下作为建构筑物的基础。由于它的卓越性能，广泛应用于建筑、桥梁、电力等行业，但在水利工程中应用较少。
（2）管桩的沉桩施工可采用静压和锤击两种工艺。受施工场地条件限制，可采用静压沉桩，静压桩机具有无噪音、无振动和无污染的优点。管桩的施工包括桩测量定位、沉桩和接桩等。根据设计桩位放出轴线和桩位，并要经常对控制点进行复核，作好定位记录和技术复核记录。桩位确定后，将压桩机移至需要施打的位置，起吊预制桩，使桩尖垂直对准桩位中心，缓慢放下插入土中，在桩头距地面1m左右时停止压桩，吊机吊起另一节桩，开始接桩，接桩完成后，继续压桩，直至达试验管桩的终压力不少于1700KN，且以硬塑粘土层作为桩端持力层，达到要求后，还要稳压3次，每次不少于2min。沉桩过程中，应经常观测桩身的垂直度，以控制桩身的倾斜、位移。
（3）管桩施工结束后，进行基坑开挖和截桩，然后再浇筑基础。开挖时，应分层均匀进行，桩周土体高差应控制在1.0m以内。
（4）为防止基础上浮、移位，并保证基础和桩基的整体协同工作，将PHC桩伸入基础10cm，同时，将PHC桩顶部的110cm高度内中空部份灌入C25填芯混凝土，其内微掺UEA膨胀剂（掺量约10%）；沿桩内壁周边设置6根18锚筋，伸入基础底板内，与底板刚接，以增强基础和桩的整体性。
参考文献
［1］JGJ97-2002，建筑桩基技术规范［S］.中华人民共和国建设部.
［2］JGJ94-94，建筑桩基技术规范［S］.中华人民共和国建设部.
［3］JGJ106-2003，建筑机桩检测技术规范［S］.中华人民共和国建设部.
