深厚软土区地基基础设计浅析

　　软土作为沿海地区广泛分布的特殊土，为滨海、湖沼、谷地、河滩自然沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。以灰色为主，天然孔隙比大于或等于1.0，且天然含水量大于液限。包括淤泥、淤泥质土（淤泥质粘性土粉土）、泥炭、泥炭质土等。主要是由淤泥沉积物及少量腐殖质所组成。

 

　　其主要特性表现为天然含水量高、天然孔隙比大、密度小、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、扰动性大、透水性差、灵敏度高、土层层状分布复杂、与其它各层土之间物理力学性质相差较大等特点。

 

　　软土的分布往往埋藏较浅，一般埋藏约1米～3米，厚度一般约1米～30多米，因此基础设计、基槽或基坑工程施工常涉及软土问题。如何在工程设计中解决此类问题，而且能达到经济合理、技术可行的原则。首先，工程设计前期应进行详细勘察，重点查明拟建场地软土的分布情况，如埋藏深度、厚度、起伏情况、物理力学性质指标等。

 

　　尤其对于软土层底板起伏变化较大的场地，更应增加勘探点以便查明软土的厚度分布情况，因其厚度大小关系到地基处理深度、桩基长短、同桩长桩基承载力大小差异、沉降差异等，以及设计人员决定是否采用变刚度调平基础设计方案，以便减少差异沉降对建（构）筑物带来开裂的影响。

 

　　在工作过程中，有时会碰到个别甲方或勘察单位出于经济方面因素，常常会减少勘探孔深度来降低勘探费用，对于深厚软土区，勘探孔深度仅穿透软土层进入硬土层5～8米，而设计人员只有一种选择桩长，即桩端仅进入硬土3米，再增加桩长就会导致勘探孔深度不满足要求。

 

　　因桩基承载力主要靠侧摩阻力发挥作用，而桩侧软土层厚度所占比重较大，单桩承载力小，导致单个承台只能采用多桩形式，如此一来，工程桩总量明显增加。

 

　　土层名称 含水率% 侧摩阻力kpa 厚度m

 

　　淤泥质粉质粘土 45.0 15 15

 

　　粉质粘土 27.2 55 11

 

　　粉质粘土 32.5 35 未揭穿

 

　　如我们把勘探孔深度增加5米，桩长也可以增加5米，计算侧摩阻力约为原来的1.7倍，原来单承台布置5根18米的工程桩，现在只要3根23米的工程桩，由此可见，总的工程桩延米数减少将近五分之一。

 

　　从经济性看，增加勘探深度导致增加的费用远小于五分之一工程桩的造价，为了避免捡小丢大，在勘探过程前，应事先做好周边场地地质资料的详细调查工作。

 

　　再者详细了解各拟建物的各项技术指标，最终根据前期调查工作成果编制出详细的勘察纲要，根据经济合理性指明拟采用的基础形式，并做好多种基础形式的勘察方案预案，勘探孔深度按最坏考虑，即深度一定要足以让设计人员可有两种以上桩长考虑。

 

　　从设计施工经验看，在相同的地质条件下，一般针对不同建筑物采用不同的基础形式。如2～3层别墅和一层大跨度厂房，在分布有深厚软土层条件下，2～3层别墅的承台或墙下可以布置单桩或两桩，但一层大跨度厂房则做单桩或两桩欠佳，虽然单桩或两桩即使竖向承载力已满足要求，但作用在大跨度厂房柱底的水平力比2～3层别墅大，单桩或两桩在水平力和弯矩作用下，柱的水平位移较大。

 

　　此时，可通过减短桩长降低单桩的竖向承载力，增加桩数量，调整单桩或两桩承台为3桩或多桩承台，增强抗水平力。此调整已然会增加桩基工程量和造价，但也是无奈之举的选择。同时，还应考虑厂房内地面堆载和动荷载的作用，以及软土的侧向支撑作用弱，受侧向挤压作用水平变形明显。曾经接触到过一个类似的工程问题，拟建场地软土厚16米，表层1.2米填土，基础埋深1.3米，拟建单层厂房跨度24米，设行车10吨，采用预制钢柱和钢梁，两桩承台，桩长18.5米。

 

　　设计施工时未考虑软土的工程特性，在工程桩和承台施工结束后，为方便吊装钢柱和钢梁，施工单位在厂房内距离外墙2米处铺设道渣路供履带式吊车行驶，安装完钢柱后，准备吊装钢梁时，发现两侧钢柱均已向外侧偏移4cm～10cm。经勘察和设计人员到场调查分析，因该场地软土较厚，工程桩进入硬土层偏短，再者，履带式吊车和运道渣的重车在道渣路上行驶时，道渣路下沉，土体产生侧向挤压作用，使承台和桩整体往外侧偏移。

 

　　该项目地面本身已设计水泥土搅拌桩加固处理，如将该地基加固处理提前施工，在承台预制桩施工前，将地基处理的水泥土搅拌桩提前施工，待养护程度达到一定时间后，再铺设一定厚度褥垫层，然后进行预制桩和承台施工。

 

　　此时，厂区内地面已经过加固处理，钢柱和钢梁吊装时，就会减少因地面荷载过重造成土体侧向挤压变形，导致工程桩和承台整体偏移的工程问题。

 

　　从施工工艺、经济性和工程进度方面考虑，一般对于沿海地区高层建筑而言，总会优先选择预制桩，但随着近些年来，高层建筑的大面积建设，在深厚软土层中使用预应力管桩所暴露出来的问题渐渐的多了。其中，就有因预制桩抗水平力弱，基坑开挖导致土体深部滑移致使预应力管桩断裂，工程桩损伤严重。

 

　　因此，沿海有些地方建设主管部门也制定了相关保障性规定，在深厚软土条件下，禁止采用预应力管桩，只能采用口径比预制桩大的钻孔灌注桩。

 

　　总之，在深厚软土条件下，基础设计时，应综合考虑施工工艺、经济性、建筑物的功能特性、地质条件、前后工序等各方面因素。