流塑性淤泥质土施工研究分析

发表时间:2021/8/26   来源:《工程管理前沿》2021年第7卷第9期   作者:修玉帅 熊凤良
[导读] 由于地处珠江入海口冲积平原
        修玉帅   熊凤良
        中国建筑第二工程局有限公司  广东省深圳市518000
        【摘要】由于地处珠江入海口冲积平原,上覆冲洪积及海陆交互沉积相地层,地下水位一般埋深较浅,地下水位埋深约0.60~2.20m,稳定地下水位埋深在0.80~2.40m,水位高程3.38~5.52m。主要为第四系全新统海陆交互相沉积(Q4mc)淤泥、淤泥质土,其属高压缩性软土层,具低强度、易流动、高灵敏度的特点,在地表附加应力或动载荷作用下易引发压宿固结而产生地面沉降。
【关键词】流塑性 强度低 易流动
引言
        流塑性软土地层在桩基施工过程中存在较大的流动性,在受力不均匀时会带动桩基移动,造成工程桩偏位。也往往是主要的致灾地层,因此设计、施工时应引起重视,并采取相应的预防措施。
1、工程地质情况
        根据地下水赋存介质的类型结合含水层的性质,场地地下水主要分为两种类型:一是第四系松散地层孔隙水;第二类是基岩裂隙水。根据勘察区钻孔的揭露情况,覆盖层主要为:第四系人工堆积成因(Q4ml)的填土,海陆交互相(Q4mc)淤泥、淤泥质土、粉细砂、粉质黏土,第四系残积层(Qel),下伏基岩为晚白垩世花岗岩。
2、地质特性
        本项目位于广州市南沙区,该地区主要为珠江冲积平原,上方为1m~2m的杂填土,接着为15m~30m的流塑性淤泥质土,该部分土质为本次重点研究对象;接着为残积土和风化岩,逐步到岩石持力层。


        2.1高压缩性
        由于流塑性淤泥质土中含有大量水分及有机杂质,有机杂质在腐蚀氧化过程中会产生大量气体,导致气体停留在软土的土粒表层,从而致使软土的含水率比一般的土质含水量要高很多,影响了土粒之间的粘结性,造成了软土的孔隙比较大,构成其独特的土层高压缩特性;土体承受施工荷载后极易产生压缩变形。
        2.2流塑性
        淤泥的流塑性表现为灰黑色,流塑,土质均匀,手感滑腻,具腥臭味,主要由粉、黏粒组成,含较多有机质及腐殖质,干强度高。超厚的流塑性淤泥土不仅流塑强且不均匀,土质离散型比较大,压缩模量差异比较大,地基均匀性差,在施工过程中极易产生不均匀沉降,影响基坑稳定;工程施工管桩和支护桩在淤泥地基中的施工,有过相应经历的工程技术人员知道是非常困难的,因淤泥的流动性会在沉桩、土方开挖或载重汽车通过时轻易地造成已经完成桩的位移和偏移。
        2.3灵敏度高
        淤泥质土由于本身存在较丰富的水分,含水率高且腐蚀性有机物丰富,导致土质存在较大的流动性,不稳定,外部因素的变化对该类土质具有较大的影响,特别在土方开挖过程中,若采取不对称开挖形式或单向开挖受力时,受力不均匀极易造成该土质发生流动,受外界受力稍有影响便会随外力发生流动变化,灵敏度较高。
        2.4强度低
        淤泥质土本身含水量高,且本工程处于珠江入海口位置,地下水位较低,随着海水的潮汐影响,水位不断在变化,导致土体中含水量不断变化,土质在水量的影响下呈现流动性不易固化。受力挤压会造成土体变形,土体内部颗粒间存在较大水分,粘结性较差,无法承受较大压力。在施工过程中机械或重物位于淤泥质土上方未有支撑措施时会导致其发生沉降风险。
3、淤泥质土对施工的影响
        3.1对基坑支护的影响
        本工程施工顺序为先进行基坑支护,在进行工程桩施工,最后再进行土方开挖施工。本工程基坑支护类型在多次进行实验及论证后,最终确定的支护形式主要有放坡+双排钢板桩、双排预应力管桩、管桩+锚索、灌注桩+管桩等几种。设计初期双排钢板桩区域为放坡形式,但在开挖过程中,由于淤泥质土的流塑性,单方向开挖导致土体受力不均匀,淤泥质土在收到上方回填土的挤压后,导致土体失稳产生了反涌现象。后经论证及变更采用15m长双排钢板桩+放坡进行支护,放坡区域进行喷锚处理;但由于淤泥深度可达20m-30m,钢板桩底部处于淤泥层,淤泥土本身强度低,受力易发生位移变化,随着时间推移钢板桩底部会随淤泥质土的流动发生相应的位移现象。
        3.2对工程管桩施工的影响
        本工程采用先打桩后开挖的施工顺序,该施工方法效率高,但在土方开挖过程中存在偏桩风险。由于本工程区域的土质为上方1m—2m的杂填土,接着为20m-30m的淤泥质土,地下室施工位于淤泥质土范围内,因此土方开挖时,应严格遵循“先支护,后开挖,先撑后挖”、“分层对称开挖”及“大基坑,小开挖”的原则。土方开挖过程中不能一次性开挖到底,需进行分层开挖,严禁超挖,第一层将地表杂填土层挖完至淤泥层,第二层开挖淤泥层至设计标高上300mm,分段长度不大于20米。
        开挖过程要有专人负责控制开挖尺寸,基坑周围3m范围内不得有堆土堆物停车。
        基坑边堆载不得超过支护设计规定的堆载值。弃土应尽量及时运走。
        基坑开挖不得碰撞支护结构,测量标志和监测元件,严禁碰撞、拖拽工程桩;由于第一层杂填土开挖完后,工程桩上方处于淤泥土层内,淤泥土层灵敏度较高,在受外力影响后具有一定的流塑性,会造成工程管桩随着淤泥土体的流动性造成工程桩的倾斜及损坏,因此在土方开挖时严禁局部超挖,严禁周边至中进行开挖。
        坑内设置临时行车道路时,需铺设20mm厚钢板,必要时,行车主道路铺设钢制路基箱或换填500mm厚砖渣。坑内车辆不得在桩位处停放,挖掘机也不得在桩位处停放。
参考文献:
【1】《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)
【2】《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012)
【3】邱龙 朱海洲. 浅述淤泥质土的物理力学性质 工程技术,2015.
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