淺談南匯區(qū)東南沿海淺層地基加固方法

肖玉蘭

1 概況

隨著浦東國際機(jī)場、磁懸浮工程及洋山深水碼頭等重大項目的建成,南匯區(qū)成了又一片投資熱土,倉儲服務(wù)業(yè)和加工業(yè)將迎來一個建設(shè)高峰。這類投資的擬建建筑以輕鋼結(jié)構(gòu)或排架結(jié)構(gòu)為主,具層次低、荷載較小、對地基承載力要求不高的特點,采用天然地基或進(jìn)行適當(dāng)?shù)臏\層地基加固是這類建筑首選的基礎(chǔ)方式。而南匯區(qū)東南沿海處于地下水位高、土質(zhì)軟弱、河浜發(fā)育,且大部分場地為近代圍海灘涂,上海地區(qū)常見的“硬殼層”很薄或缺失。因此,地基加固是該區(qū)域內(nèi)擬建建筑基礎(chǔ)面對的共同課題。如何選擇適當(dāng)?shù)鼗庸谭椒?對擬建建筑的安全、經(jīng)濟(jì)及場地的選擇具有重要的實際價值。

2 南匯區(qū)東南沿海淺層土的分布特點

本文所指南匯區(qū)東南沿海區(qū)域主要是指東海鎮(zhèn)—老港鎮(zhèn)—新港鎮(zhèn)—書院鎮(zhèn)和蘆潮港鎮(zhèn)以東及南的大陸架,該區(qū)域?qū)匍L江入海口東南前緣地貌,為沖海積平原,淺部土層為第四系松散沉積,可細(xì)分為兩個地貌亞單元,即潮坪地貌(Ⅰ區(qū))和河口沙咀沙島地貌(Ⅱ區(qū)),兩區(qū)劃分基本以人民塘為劃分界線。

Ⅰ區(qū)：其淺部地層結(jié)構(gòu)為①層流塑、松散的圍海填土,厚度0.5 m～4.0 m,其下部②3層為稍～中密砂質(zhì)粉土或粉砂,上部有輕微液化的砂質(zhì)粉土層,厚度3 m～4 m,②3層下臥層為③層淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土,局部夾砂質(zhì)粉土,土質(zhì)不均,厚度 2 m～3 m,再下為④層流塑狀淤泥質(zhì)黏土層,厚度大于10 m。土層結(jié)構(gòu)見圖1,土層結(jié)構(gòu)及一般物理力學(xué)參數(shù)見表1。

Ⅱ區(qū)：淺部地層結(jié)構(gòu)為：①層松散素填土或耕作土,厚0.3 m～0.5 m,②層(包括②1,②2)“硬殼層”,軟可塑～軟塑,厚0.5 m～1.0 m,其下臥層為②3層粉土或粉砂,可細(xì)分為兩個亞層,上部顆粒較細(xì)為粉土,稍密,厚度4 m～6 m,局部具輕微液化,下部顆粒較粗為粉砂(局部達(dá)到細(xì)砂),中密,顆粒較均勻,砂質(zhì)較純,厚度2 m～8 m,分布不穩(wěn)定;再下部為④層流塑狀淤泥質(zhì)黏土層,厚度大于8 m。土層結(jié)構(gòu)見圖2,土層結(jié)構(gòu)及一般物理力學(xué)參數(shù)見表2。

表1 Ⅰ區(qū)土層及一般物理參數(shù)表

表2 Ⅱ區(qū)土層及一般物理參數(shù)表

3 主要不良工程地質(zhì)現(xiàn)象的分布特點

1)無論是Ⅰ區(qū)還是Ⅱ區(qū),表部地基土土質(zhì)含水量均較高、孔隙比較大,土質(zhì)軟弱,均勻性差,地基承載力低,均一般不宜直接作為擬建建筑的基礎(chǔ)持力層。2)淺部均有飽和粉土分布,其厚度有從北往南增厚趨勢,厚度為7 m～11 m左右,Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)上部3 m左右性質(zhì)均較差;下部Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)均為中密狀砂質(zhì)粉土或粉砂,局部達(dá)到細(xì)砂,分布均不穩(wěn)定,特別是北部分布厚度極不穩(wěn)定,均有從北往南增厚趨勢,厚約2 m～8 m。本區(qū)域粉土具強(qiáng)度低、不均勻沉降及輕微液化、施工時有流砂現(xiàn)象等問題,不能滿足工程需要,須進(jìn)行地基加固處理。3)南匯區(qū)屬長江三角洲東南沿海前緣地貌,為水網(wǎng)地區(qū),明、暗浜較發(fā)育,但深度較淺,一般為自然地坪下3 m左右,浜底均為粉性土。4)本區(qū)域地下水均為孔隙潛水,水位埋藏較淺,且隨季節(jié)變化。

4 本區(qū)域常用地基加固方法

4.1 換填法

根據(jù)本區(qū)域內(nèi)淺層土的分布情況,對于Ⅰ區(qū)淺層土來說,如果采用換填法,基坑開挖工程量較大,費(fèi)用較高,處理深度不足,故本區(qū)換填法基本不適用;而對于Ⅱ區(qū),若②層土分布具有一定的厚度,如能夠滿足擬建物的荷載及變形要求,換填法可用于Ⅱ區(qū)內(nèi)的明、暗浜區(qū)的加固處理。

4.2 樁基

樁基具承載力高、質(zhì)量較易控制,但相對基礎(chǔ)投資較大,對于荷載較大的擬建物較為經(jīng)濟(jì)合理,對于輕型建筑就顯得基礎(chǔ)費(fèi)用較高,而不盡合理。鑒于本區(qū)域內(nèi)淺部粉性土均勻性差、夾黏性土,并具有輕微液化問題,不宜作為樁基持力層。對于本區(qū)域的地基加固采用樁基,其基礎(chǔ)投資的比例相對較高,而且沒有充分利用區(qū)域內(nèi)粉性土強(qiáng)度相對較好的特點,對將來區(qū)域內(nèi)可能的擬建建筑,樁基的地基加固方法可能相對較小。

4.3 強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法加固軟弱地基,因其設(shè)備簡單、操作方便、效果顯著、質(zhì)量容易控制、經(jīng)濟(jì)效益好,得到廣泛應(yīng)用。強(qiáng)夯法適用于碎石土、砂土、一般黏性土、雜填土的加固,對于飽和粉土需輔以配合手段,如降低地下水或填石,可以取得良好效果。

根據(jù)區(qū)域內(nèi)淺層土的分布情況及場地地下水較高的特點,本區(qū)域強(qiáng)夯法可采用降水強(qiáng)夯和填石強(qiáng)夯兩種方法。

分析Ⅰ區(qū)內(nèi)淺層土的分布特點,宜采用填石強(qiáng)夯法,即在淤積土上填石形成硬殼層后強(qiáng)夯。

對于Ⅱ區(qū)淺層土層的分布特點來說,降水強(qiáng)夯和填石強(qiáng)夯均適用。因Ⅱ區(qū)表部分布相對較好的②層土,采用降水強(qiáng)夯更為經(jīng)濟(jì),但對于Ⅱ區(qū)內(nèi)的明、暗浜區(qū)的地基加固,宜采用填石強(qiáng)夯。

根據(jù)我院在同類型場地的試驗研究,只要夯擊能配備適當(dāng)(2 000 kN～4 000 kN),強(qiáng)夯后土層的各種指標(biāo)均有不同程度的提高,原位試驗的靜探和標(biāo)貫指標(biāo)增長最為明顯,土體強(qiáng)度明顯增加而且趨于均一,其中地表下2 m～5 m間指標(biāo)增幅最大,7 m以上各種指標(biāo)有變化,7 m以下不明顯。可見,對于南匯區(qū)東南沿海淺層土地基加固采用強(qiáng)夯法較為適宜,既解決了淺部土強(qiáng)度低、不均一的問題,而且可能消除淺層粉土的液化,若強(qiáng)夯能配備適當(dāng)(2 000 kN～4 000 kN),處理影響效果深度與本區(qū)域內(nèi)不良地質(zhì)現(xiàn)象分布深度基本相適應(yīng)。

5 結(jié)語

1)南匯東南沿海淺層土地基加固采用強(qiáng)夯法較為經(jīng)濟(jì)適宜,但應(yīng)根據(jù)不同表層土的分布情況,采用不同的強(qiáng)夯方案。2)應(yīng)根據(jù)場地內(nèi)不良地質(zhì)現(xiàn)象的分布深度,采用不同的夯擊能,有針對性地進(jìn)行強(qiáng)夯,可達(dá)到理想的效果。3)區(qū)域內(nèi)的擬建建筑,宜根據(jù)其荷載情況及其設(shè)計參數(shù),確定采用強(qiáng)夯法還是樁基進(jìn)行地基加固,而換填法在本區(qū)域內(nèi)僅宜用于局部處理。

[1] DGJ 08-37-2002,巖土工程勘察規(guī)范[S].

[2] DGJ 08-40-94,地基處理技術(shù)規(guī)范[S].

[3] DGJ 08-11-1999,地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范[S].

[4] GB 50007-2002,建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范[S].

[5] GB 50021-2001,巖土工程勘察規(guī)范[S].