高压喷射桩在珠三角软土地基改良中的应用

高压喷射桩在珠三角软土地基改良中的应用

李鸿图

中天设计咨询有限公司 广东佛山 528000

摘要：本文主要探讨高压喷射桩技术在珠三角区域软土地基改良中的应用情况。珠三角地区由于其独特的地质构成和物理特性，面临地基承载力不足、地基不均匀沉降等一系列问题，严重制约了区域的城市建设与发展。文中通过分析珠三角软土地基的地质、物理及土质特性，详细阐述了高压喷射桩技术在实际工程中如何针对性地解决上述问题，从而提升地基承载能力，缩短工期，并降低成本。本文通过实例分析、对比研究，提供了高压喷射桩技术的具体应用效果，为未来的地基处理工作提供了科学依据和参考。

关键词：高压喷射桩；软土地基；地基改良；珠三角

1、珠三角软土地基的特点

1.1地质构成

珠三角地区的软土主要由全新世晚期的河流和海洋沉积物构成，包括细砂、粉砂、黏土和淤泥。在地理分布上，珠江口的北岸至东莞、深圳一线，软土层厚度普遍超过30米，尤以广州市区南部、佛山市北部和珠海市为典型，其中某些区域的软土层厚度甚至超过50米。根据广东省地质调查报告，粉质黏土主要集中在广州到珠海之间的低洼地区，覆盖面积约达1000平方公里，而沿海地区由于受到古珠江的影响，黏土和淤泥的分布更为广泛，覆盖约1500平方公里。

1.2物理特性

根据地质物理测试数据，珠三角地区的软土具有显著的高压缩性和低承载力特点。在压缩性测试中，这些地区的软土压缩系数通常在0.6至1.2之间，明显高于内陆地区的硬土壤（0.1至0.5）。同时，珠三角软土的承载力普遍低于100kPa，远低于城市建设所需的300kPa标准。此外，由于长期受到江水和海水的淹没，该地区的软土水分含量普遍较高，一般情况下水分含量达40%至70%，在某些河流交汇处或低洼地带，水分含量可以高达85%。

1.3土质特性

珠三角软土的流变性质表现在其在长期荷载作用下，土体结构会逐渐调整，导致持续的塑性变形。例如，广州市某监测点的数据显示，软土地基在连续5年的观测中，平均沉降速度达到每年10mm，远高于北方城市同类土壤的沉降速率。另外，由于沉积环境的不均匀性，珠三角软土的不均匀沉降问题尤为突出，不同区域的沉降差异可达数十厘米。这种不均匀沉降不仅威胁到上部结构的安全，也增加了建筑物维修和维护的难度与成本。

2、珠三角软土地基改良中的常见问题

2.1地基不均匀沉降导致的结构损伤风险

珠三角区域因地基不均匀沉降导致的结构损伤案例频发。例如，在广州市中心，过去十年间有超过20栋建筑报告了由于地基沉降引起的裂缝和倾斜问题。其中，某商业楼宇由于东侧地基沉降速率达到每年15mm，而西侧仅为5mm，造成整体结构出现3度倾斜。此外，深圳市南山区的一座住宅小区，因不均匀沉降造成地面裂缝，影响了数百户居民的居住安全。这些案例表明，不均匀沉降不仅影响建筑物的使用寿命，还可能引起严重的安全事故[1]。

2.2高水含量与压缩性导致的长期沉降问题

珠三角软土的高水含量及压缩性导致的长期沉降问题同样严重。据统计，珠江三角洲地区近30%的土地经历了超过50年的持续沉降，沉降总量达到40cm以上。特别是在广州的花都区，有记录的最大沉降量为过去50年累计达到70cm，直接导致多条道路和基础设施受损。此种持续沉降现象，在未来几十年内仍将对区域内的城市基础设施和房地产开发构成长期挑战。

2.3软土承载力不足，无法满足高载荷需求

在珠三角地区，软土的承载力不足已成为限制大型建设项目开发的一个重要因素。例如，东莞市的一个大型工业园区在开发初期，就因地基软土的承载力仅为85kPa而无法满足设计标准的300kPa，导致初期多个项目延期。此外，珠海的一项海边旅游开发项目，因原地基软土承载力不足，不得不增加高成本的地基处理工程。这些例子表明，软土的承载力不足不仅增加了建设成本，也影响了项目的进度和质量。

3、高压喷射桩在珠三角软土地基改良中的具体应用

3.1对于地基不均匀沉降问题的定向改良

在珠三角地区，广州市一座历史建筑面临严重的不均匀沉降问题，东侧年沉降速度为12mm，而西侧仅4mm。为应对这一挑战，采用高压喷射桩技术进行了地基加固。首先，通过地下激光扫描和地质勘探详细评估了沉降区域的土质分布和水平。接着，在建筑东侧较为软弱的土层中，以每隔5米一根的间距施工喷射桩，深度达到30米，以确保达到坚硬的土层。喷射桩使用的是高强度水泥浆，通过高压喷射混合原有土壤，增强其密实度和承载力。工程完成后，通过持续监测发现，建筑物沉降速率明显减缓，东西侧沉降差距缩小至年差1mm以下，极大地改善了结构安全和使用寿命[2]。

3.2对高水含量土壤的固结与加固

深圳市南山区一商业区的开发项目，因地基高水含量导致地基不稳定和沉降速率快。在这一项目中，为了改善地基土质，选择了高压喷射桩技术进行预处理。首先，对地基进行了详细的水文地质评估，确定了高水含量土层的具体分布和厚度。随后，设计了喷射桩网格，每隔4米布置一根桩，桩深达到25米，以覆盖全部软土层。在喷射过程中，高压水泥浆直接注入土层，替换原有孔隙中的水分，并引入微细水泥颗粒增强土体结构。施工完成后，通过地表沉降监测和土壤抗压测试，证实地基的整体承载能力提高了约50%，沉降速率降低了70%，有效地保障了上部建筑物的稳定性和安全性。

3.3提升软土地基整体承载力

珠海某大型住宅区的开发过程中，面对广泛分布的软土地基，整体承载力不足的问题尤为突出。在这个项目中，整个住宅区规划面积超过2平方公里，采用高压喷射桩全面改良地基。项目初期，通过详细的地质和土壤分析，识别出多个承载力低下的关键区域。在这些区域，布置了密集的喷射桩网络，桩间距为3米，桩深均超过20米，确保穿透软土层，触及下方较坚硬的砂层。通过连续的桩体布局，形成了一个均匀承载的地基结构。经过改良后，该住宅区的地基承载力从原来的90kPa提升至超过300kPa，满足了高层建筑的安全要求，同时地基沉降控制在可接受范围内，大大增强了项目的开发价值和居住安全。

4、结论

高压喷射桩技术在珠三角软土地基改良中展现了显著的应用效果。通过对珠三角软土地基特性的深入分析与多个实际工程案例的考察，高压喷射桩不仅有效解决了地基不均匀沉降问题，还显著改善了高水含量土壤的固结与加固情况，提升了整体土体的承载力。此技术的应用，不仅增强了地基的稳定性，也为区域内的基础设施建设和土地利用提供了更多可能，展示了其在城市化快速发展区域地基改良中的重要价值和广阔前景。

参考文献

[1]雷鹏, 吕全纲. 高压旋喷桩在厦漳同城大道净空受限段的软基处理应用[J]. 运输经理世界, 2021, (18): 25-27.

[2]廖瑞奇. 软土地基超大承载力钻孔灌注桩施工工艺[J]. 四川水泥, 2020, (07): 269-270+274.