软土地基论文

软土地基论文（精选7篇）

软土地基论文篇1

摘要：软土地基的处理质量是保证建筑物安全、高效运营的关键，也直接影响到地基的基础承栽力。目前在国内较为常用的地基处理方法有：垫层法、强夯法、和灰土挤密桩、石灰桩、砂桩、碎石桩、深层搅拌法和高压旋喷注浆法等。不同的软土地基应该结合工程的实际采取有效经济的处理办法。关键词：软土地基处理主要类型危害地基承载力地基土变形

一、绪论

1、什么是软土

研究工程的软土地基处理，首先我们需要去了解什么是软土。具体该如何定义软土，各行业部门如建筑、铁路、公路等，根据行业特点和习惯，给出的定义或判定条件不尽相同。

例如，在建筑工程中认为：软（弱）土是指淤泥、淤泥质土、充填土、杂填土或其他高压缩性土。其中淤泥是在静水或缓慢流水环境中沉积并经生物化学作用而形成，为天然含水量大于液限、天然孔隙比大于或等于1.5的粘性土;天然含水量大于液限而天然孔隙比小于1.5、但大于或等于1.0的粘性土或粉土称为淤泥质土。[1] 此外公路工程中认为：软土为天然含水量大、压缩性高、承载力低的一种软塑到流塑状的粘性土，如淤泥、淤泥质土，以及其他高压缩性饱和粘性土、粉土等。淤泥和淤泥质土的特征解释为，在静水或缓慢流水环境中沉积，经生物化学作用而形成的饱和粘性土，含有机质，天然含水量大于液限。当孔隙比大于1.5时称为淤泥;天然孔隙比小于1.5而大于1.0时称为淤泥质土。当土的烧失量大于5%时，称有机质土;大于60%时称为泥炭。[2] 关于软土定义，除以上所述的两点观点外还有一些，但大同小异。总而言之，工程界通常口语称呼的软土指天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、承载力低的土。

一般而言，软土是指近代水下沉积的饱和粘性土，是淤泥、淤泥质粘土、泥质粉土、泥炭、泥炭质土等一类土体的简称。软土广泛分布在我国沿海内陆平原或间盆地。不同地域软土的成因、结构和形态各不相同，但都具有基本相同的物理力学特征：天然含水量高、天然孔隙比大、渗透系数小、压缩性高、强度低，可呈灵敏性结构。如果软土作为工程建筑的地基，由于其承载力低、往往就会产生不同程度的坍滑或沉降。所以当一个工程在遇到地基土为软土时，如何做到正确且经济的处理就显得尤为重要。

2、软土地基的特性

软土的性质与地基土的成层构造、沉积年代、成因类型有密切关系。不同年代和成因的软土，其物理性质指标尽管可能相近，但作为地基，工程性质却可能相差很大，其大概特点总结如下：

1．含水量较高。因为软土的成分主要是由粘土粒组和粉土粒组组成，并含少量的有机质。粘粒的矿物万分之二为蒙脱石、高岭石和伊利石。这些矿物晶粒很细，呈薄片状，表面带负电荷，它与周围介质的水和阳离子相互作用，形成偶极水分子，并吸附于表面形成水膜，在不同的地质环境下沉积形成各种絮状结构。因此这类土的含水量比较高。

2．透水性差。软土的渗透系数一般在1×10-6～1×10-8cm/s之间，所以在荷载作用下固结速度很慢。当地基中有机质含量较大时，土中可能产生气泡，堵塞渗流通道而降低其渗透性。所以在软土层上的建筑物基础的沉降拖延很长时间才能稳定，同样在荷载作用下地基土的强度增长也是很缓慢的。

3．压缩性较高。一般正常固结的软土层的压缩系数约为0.5～1.5Mpa-1，最大可达到4.5Mpa-1；压缩指数约为0.35～0.75。天然状态的软土层大多数属于正常固结状态，但也有部分是属于超固结状态，近代海岸滩涂沉积为欠固结状态。欠固结状态土在荷重作用下产 1 生较大沉降。超固结状态土，当应力未超过先期固结压力时，地基的沉降很小。

4．流变性强。在荷载的作用下，软土承受剪应力的作用产生缓慢的剪切变形，并可能导致抗剪强度的衰减，在主固结沉降完毕之后还可能继续产生可观的次固结沉降。

3、软土地基的危害

软土地基的危害是承载力低，变形大，特别是不均匀变形大，而且变形稳定时间很长，几年甚至几十年。往往造成建筑物沉降大且不均匀，造成建筑物开裂，倾斜等。

例1：2009年6月27日上海闵行区“莲花河畔景苑”一在建13层住宅楼于清晨连根“卧倒”的事件。事后专家分析，最有可能是地基出现问题，因为莲花河畔景苑所在的区域属于上海流沙比较严重的区域，其地基是属于我们常说的软土地基，如果地基不经过加固处理，很容易引起房屋倾斜。专家认为由于是对土芯取样出现问题，导致设计存在偏差；或者是打桩不深、水泥标号等存在问题。因为地桩的水泥有高标要求，如果没有达到会发生断裂。

例2：2010年8月，福建正得房地产开发有限公司开发的格林兰景3号楼地基塌陷一事，以及各地不断传来的“楼薄薄”、“楼脆脆”、“楼歪歪”等新闻，如此多的房屋出现质量问题，已经让老百姓不寒而栗。

例3：2004年4月4日下午4点左右，福建罗长高速公路马尾到琯头段长柄高架桥往北500米处发生大面积塌方，塌方路段长度约70米，塌陷落差达15米左右。陷下去的公路上有一辆小轿车。驾驶员心有余悸地告诉记者，当时的感觉就像乘电梯往下掉，所幸人车都没有受损。据福建省高速公路公司负责人介绍，造成事故的主要原因是路基软、土质差，淤泥又深又厚，雨季来临使地下淤泥产生流动。

根据以上三个例子可见，工程中软土地基处理的重要性和必要性。

二、软土地基处理目的和意义以及发展现状和存在问题

1、软土地基处理的目的和意义

意义：众所周知，地基与建（构）筑物的关系极为密切，建（构）筑物的安全与正常使用，地基基础起着非常重要的作用。据调查统计，世界各国各种土建，水利、交通等类的工程事故中，因地基问题造成的工程事故的比例最大。软基处理恰当与否，关系到整个工程质量、投资和进度，其重要性已越来越多的被人们所认识。

目的是：利用换填、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和热学等方法对地基土进行加固，2 用以改良地基土的工程特性。

1、提高地基的抗剪强度

2、降低地基的压缩性

3、改善地基的透水特性

4、改善地基的动力特性

5、改善特殊土的不良地质特性

2、软土地基处理技术的发展现状和存在的问题 2．1发展现状

近40年来，国外的地基处理技术发展的十分迅速，老方法得到改进，新方法不断涌现。在20世纪60年代中期，从如何提高土的抗拉性质这一思路上，发展到土的加筋法；从如何有利于土的排水和排水固结这一基本观点出发，发展到了土工合成材料、砂井预压和塑料排水带；从如何进行深层密实处理的方法考虑，采用加大击实工的措施，发展到了强夯法和振动水冲法等。另外，国外现代工业的发展，对地基工程提供了强大的生产手段，如能制造重达几十吨的强夯起重机械；潜水电机的出现，带来了振动水冲法中振动器等施工机械；真空泵的问世，建立真空预压法，生产了大于20MPa气压的空气压缩机，从而产生了高压喷射注浆法。通过不断的发展使得如今对软土地基处理变得更加简单快捷。

2.2现有软土地基处理方法所存在的问题

为什么在世界各国各种土建，水利、交通等类的工程事故中地基问题造成的工程事故的比例最大，现有的处理方法中存在哪些问题？

(1)未能因地制宜合理选用处理方法。在合理选用地基处理方法方面有时存在一定的盲目性。例如饱和软粘土地基不适宜采用振密、挤密法加固。根据工程地质条件和地基加固原理，因地制宜合理选用处理方法特别重要。在这方面，现在的问题是对几个技术上可行方案进行比较、优化不够。采用的不是较好的方法，更不是最好的方法。有时工程问题是解决了，但造价高和工期长。

(2)不能正确评价每种地基处理方法的适用性。人人都承认每种地基处理方法都有一定的适用范围，但遇到具体问题就会盲目扩大其应用范围，对这种情况施工单位更应注意。

(3)施工单位素质差影响地基处理质量。这方面最典型的例子是搅拌桩施工。几年前上海市建委发文禁用粉喷深层搅拌法，接着不少地区也采取类似措施。深层搅拌法不能满足地基处理要求并不是深层搅拌法工法本身不成熟，也不是深层搅拌法加固地基设计方法不对。影响施工质量主要是施工单位素质和施工机械两方面问题。先分析施工单位素质存在的问题。前些年，地基处理施工队伍的快速膨胀，造成绝大多数施工队伍缺乏必要的技术培训，熟练技术工人缺乏是普遍现象。除此之外，还存在偷工减料现象。其它地基处理方或轻或重也存在类似问题。

(4)施工机械简陋影响地基处理水平和质量。近二十几年来，我国地基处理施工机械发展很快，许多已形成系列化产品。但应看到与我国工程建设需要相比较，差距还很大。还以深层搅拌法为例，不能很好保证施工质量不仅与施工单位素质有关，也与目前应用的施工机械水平有关。简陋的机械要保持稳定良好的施工质量是困难的。

(5)地基处理理论落后于实践。从实践一理论一再实践的角度看，实践先于理论是一般规律，对土木工程更是如此。但重视理论研究，用理论指导实践也是很重要的。对地基处理各种工法及一般理论缺乏深入系统的研究也是发展中存在的问题之一。

(6)不少工法缺乏完善的质量检验手段。完善的质量检验手段是保证施工质量的重要措施。目前不少工法缺乏完善的质量检验手段。

三、简要介绍常用的软土地基处理方法及其原理

随着现代工程技术的发展进步以及新的加固技术、新型材料的不断研发，使得软土地基处理技术日趋完善。(1)换土垫层法

换土垫层法的原理是：将基础底面以下不太深的一定范围内的软弱土或不良土挖去，以质地坚硬、强度较高、性能稳定、压缩性较小、具有抗侵蚀性的砂、砾、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、矿渣等材料分层充填，并同时以人工或机械方法分层压、夯、振动，使之达到要求的密实度，形成良好的人工地基。垫层能有效扩散基底压力，提高地基承载力、减少沉降、加速软弱土层的排水固结、防止冻胀、消除膨胀土的胀缩作用等。适用于各种软弱土及山地不良地基的浅层处理。使用的主要材料：砂、砾石、石渣、粉煤灰、矿渣等。使用的主要机械设备：人工挖土或机械挖土、垫层材料运输、压实或夯实机械。

(2)挤淤置换法

挤淤置换法的原理是：依靠换填材料的自重以及借助于其他外力，如压载、振动、爆炸、强夯或卸荷等，使软弱层遭受破坏后被强制挤出而进行的换填处理。适用于厚度较小的淤泥地基。

(3)强夯置换法

强夯置换法是一种普遍运用的方法，其原理是采用边填碎石边强夯的强夯置换法在地基中形成碎石墩体，由碎石墩、墩间土以及碎石垫层形成复合地基，以提高地基承载力、减少沉降。适用于人工填土、砂土、粘性土和黄土、淤泥和淤泥土地基。使用的主要材料：碎石、矿渣等。使用的主要机械设备：夯锤、起重设备、脱钩装置及运输装卸机械。

(4)碎石桩(置换)法

原理是在软粘土地基中采用沉管法或其它方法设置密实的砂桩或碎石桩，以置换同体积的粘性土形成砂石桩复合地基，以提高地基承载力。同时砂石桩还可以同砂井一样起排水作用，以加速地基土固结。适用于软粘土地基。使用的主要材料：砂或碎石、砾石。使用的主要机械设备：打桩机。

(5)振冲置换法

振冲置换法的原理是利用振冲器在高压水流作用下边振边冲在地基中成孔，在孔内填入碎石、卵石等粗粒料且振密成碎石桩。碎石桩与桩土间形成复合地基，以提高承载力，减小沉降。适用于不排水抗剪强度不小于20kPa的粘性土、粉土、饱和黄土和人工填土等地基。使用的主要材料：碎石、砾石。使用的主要机械设备：振冲器、起重机或施工专用平台和水泵。

(6)加载预压法

原理是在建造建筑物之前，天然地基在预压荷载作用下压密、固结，地基产生变形，地基土强度提高，卸去预压荷载后再建造建筑物，完工后沉降小，地基承载力也得到提高。堆载预压有时也利用建筑物自重进行。当天然地基土渗透性较小时，为了缩短土体排水固结的排水距离，加速土体固结，在地基中设置竖向排水通道，常用形式有普通砂井、袋装砂井、塑料排水板等。当采用竖向排水通道时，也分别称为袋装井法、袋装砂井法或塑料排水带法等。［7］适用于软粘土、粉土、杂填土、冲填土、泥炭土地基等。使用的主要材料：堆载用料可用土石方或其他填料;垫层材料用渗透系数大于10-3 m/s、含泥量小于3%、级配较好的中粗砂；竖向排水通道之砂井法需用同垫层材料要求相同的砂，袋装砂井法还需聚丙烯机织土工物，塑料排水带法需塑料排水带。使用的主要机械设备：堆载用料的运输、装卸机械，也可用人工运输，静压沉管机械、锤击沉管机械，动力螺旋钻机，袋装砂井专用打设机，塑料排水带插板机。

(7)降低地下水位法

原理是通过降低地下水位，改变地基土受力状态，其效果如堆载预压，使地基土固结。在基坑开挖围护设计中可减小作用在围护结构上的土压力。适用于砂性土或透水性较好的软粘土层。

4(8)石灰桩法

原理是通过机械或人工成孔，在软弱地基中填入生石灰或生石灰块加其他掺合料，通过石灰的吸水膨胀、放热以及离子交换作用改善桩周土的物理力学性质，并形成石灰桩复合地基，可提高地基承载力、减少沉降。适用于杂填土、软粘土地基。使用的主要材料：生石灰。使用的主要机械设备：打桩机或洛阳铲成孔。

(9)深层搅拌法

原理是利用深层搅拌机将水泥或石灰和地基土原位搅拌形成圆柱状、格栅状或连续墙水泥土增强体，形成复合地基以提高地基承载力，减小沉降。深层搅拌法分为喷浆搅拌法和喷粉搅拌法两种，也可用它形成防渗帷幕。适用于淤泥、淤泥质土和含水量较高、地基承载力不大于120KPa的粘性土、粉土等软土地基。用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性时宜通过试验确定其适用性。使用的主要材料：水泥。使用的主要机械设备：深层搅拌机，按搅拌轴分为单轴和双轴两种，按喷射方式分为浆液喷射和粉体喷射两种。配套设备：浆液喷射主要有灰浆搅拌机、灰浆泵，粉体喷射主要有粉体发送器、空气压缩机以及计量器等。

(10)高压旋喷注浆法

原理是利用钻机将带有喷嘴的注浆管钻进预定位置，然后用20Mpa左右的浆液或水的高压流冲切土体，形成水泥土增强体。有单管法、二重管法、三重管法。在喷射浆液的同时通过旋转、提升形成定喷、摆喷和旋喷。可形成复合地基以提高承载力，减少沉降，也常用它形成防渗帷幕。适用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等地基。当土中含有较多的大块石，或有机质含量较高时应通过试验确定其适用性。使用的主要材料：水泥。使用的主要机械设备：钻机、高压泵、泥浆泵、空气压缩机、注浆管、喷嘴、流量计、输浆管、制浆机等。

以上论述的几种软土地基处理方法，仅仅是众多处理方法中较具代表性的，在各个不同的工程建设过程中，建设人员要针对不同的地质条件、技术条件、设备条件、资金力度等因地制宜的采用一种最为经济合理，施工方便的地基处理技术。本文将要重点介绍的喷粉桩加固地基处理技术，就是一种具有加固工艺合理、施工简单、技术可靠、成本低廉、进度快、无振动、无噪音、工期短、占地面积小等优点的处理技术。

四、喷粉桩加固地基的处理方法

1、喷粉桩加固地基处理技术的概述

粉喷桩是粉体喷射深层搅拌桩加固软土技术的简称。国外定名为DJM工法(Dry Jet Mixing Method)喷粉桩最早是由瑞典和日本于20世纪60年代后期提出的加固地基的技术工艺。80年代初，国内开始研究，1984年7月在广东省云浮硫铁矿铁路专用线上用石灰搅拌桩加固单孔4.5m盖板箱涵软土地基获得成功，1985年4月通过铁道部部级技术鉴定。此后，很多设计单位将喷粉桩技术进行了推广应用，特别是地下水位较高的地区。

2、该技术的工作原理

通过喷射搅拌机将粉状加固料如水泥、石灰粉等用压缩空气喷入地基深部凭借搅拌机的回转钻头叶片使加固料与原位软土混合就地搅拌形成具有整体性、水稳性及一定强度的桩体。桩体中的加固料与软土产生一系列物理化学反应使软土硬结从而使桩体与桩间土一起组成复合地基起到加固地基的目的。

2.1喷粉桩所采用固化剂的分类

当前在实际工程中喷粉桩所用的固化剂主要是水泥或石灰两钟，喷拌成水泥土桩或石灰土桩。

采用水泥作为固化剂时，水泥的水化与其在混凝土中的变化机理不同，混凝土的硬化是水泥在粗骨料中进行，而水泥土硬化是水泥在具有活性的粘土介质中进行，作用缓慢而复 5 杂。采用生石灰作固化剂时，石灰在土层中吸水、膨胀、发热和进行复杂的离子交换，土微粒凝聚、火山灰、碳酸钙、固结等一系列物理化学反应，生成复杂的化合物，这些化合物在水和空气中逐渐硬化、使土粒得到牢固结合和加强，促使周边土体固结，从而形成较高强度的石灰土。

3、喷粉桩处理的特性

喷粉桩是由水泥或石灰作固化剂而形成的灰土桩，因为它既不能掺入高强度的粗石骨料，也不能通过用配置钢筋的方法来提高自身的承载力，所以喷粉桩仅考虑竖直荷载的作用，不象砼桩那样，承受竖向力的同时还能承受水平力。喷粉桩自身性质介于刚性桩（钢筋混凝土灌注桩、钢筋混凝土预制桩、木桩、钢管桩等）与柔性桩(碎石桩、砂桩、土桩等)之间的一种桩型，它的刚度、抗压强度和抗侧向压力作用均小于刚性桩而大于柔性桩。由于喷粉桩所用的固化剂是在钻孔过程中、通过钻杆喷入土层中的，桩载面中心的钻杆占去一定的空间，钻头叶片距端头越近搅拌力矩越大，使灰土搅拌愈均匀；因此桩身截面的强度是不均匀的，中心轴处强度最低，沿截面经向由中心轴向外边缘强度逐渐增强，在喷粉桩施工过程中应空杆复钻一次，以便提高混合土的均匀性是非常必要的。喷粉桩的轴向应力分布是不均匀的，从桩顶自上而下轴向力逐渐减小，最大轴向力位于桩顶3-5倍桩径范围内，再往下轴向力收敛很快，所以，喷粉桩的破坏机理是，以浅层桩向纵向压缩变形增长，外荷载继续增加，桩向达到抗裂极限状态，而使桩体失去传力功能。

4、喷粉桩在工程施工中的应用

1、提高基础地耐力：喷粉桩适用于加固软土地基，增强软土地基的承载力，使之提高建筑物的基础地耐力。

2、加固软土边坡：当此次工程进行建筑物基坑开挖时，我们遇到地面宽度不够使放坡受到限制，开挖边坡的稳定性不够等问题。由于喷粉桩可用于加固软土边坡，所以采用单个喷粉桩互相搭接而形成竖壁状墙体作护岸结构，这样比起砼连续墙、预制钢筋砼桩、钢板桩等护岸方案，不但施工简便，而且经济效益可观。

3、基坑的施工：采用水泥作固化剂制成的喷粉桩，由于水泥与原位土混合后，原位土变成较密实的水泥土，大大降低软土的渗透系数，可有效地起到阻水作用，避免坑壁流砂发生。同时，由于喷粉桩下端入土深度校长，切断了地下水的渗透途径，使得基坑降水漏斗变陡，减小了由于降水量大对周围环境的危害，从而使基坑排水作业简便化，有利于基坑的施工。

具有的优点：

加固工艺合理、施工简单、技术可靠、成本低廉、进度快、无振动、无噪音、工期短、占地面积小、对环境无污染、对周围建筑物无影响、加固效果好等，更引人注意的还有：

（1）可以直接在含有地下水的地层中施工成型。

（2）虽然负温下固化料与土的反应减弱，但温度回升后，反应可继续进行，故在地温为-10℃以上的情况下进行施工，毫不影响桩的质量。

（3）施工过程中只向土层中喷射固化料干粉，无需向地层中注入附加水分，不但减少了施工污染，而且使固化料能充分吸收软土中的水分，从而增强加固效果。

（4）施工原料除原位软土外，仅掺入少量固化剂，因此施工工艺简单，施工成本低。

5喷粉桩施工程序：

1、平整场地，整套设备根据实际地形安装就位。

2、喷粉桩机自动纵横向移动，钻头对准孔位。

3、启动搅拌机，钻头正向旋转，实施钻进作业。为了不至堵塞钻头上的喷射口，钻进过程中不喷固化料，只喷射压缩空气，即确保顺利钻进，又减小负载扭矩。随着钻进，使 6 被加固的软土体在原位受到搅动。

4、钻至设计孔底标高后停钻。

5、再次启动搅拌机，反向旋转提升钻头，同时打开发送器前面的控制阀，按需要量向被搅动的疏松土体中喷射固化料——水泥粉（或石灰粉），边提升边喷射边搅拌，尽量达到搅拌均匀，使软土与固化料充分混合，喷射量与控制阀的开放大小成正比，与钻头的提升速度成反比。

6、当钻头提升至高出桩顶40cm～50cm时，发送器停止向孔内喷射粉料，桩柱已形成，将钻头提出地面。

7、为了确保固化剂与土体充分混合或感到某一根桩喷粉质量欠佳时，对原孔应复钻一次，以达到图纸设计要求。

8、实践证明：在喷粉过程中，当钻头提升到最后阶段时应注意控制，使钻头距地表面≥50cm时停止喷粉，不然粉体被带出地面而向空中飞散污染环境。

 6.1喷粉桩施工程序图

a.钻机定位 b.喷气钻井 c.终孔停钻 d.喷粉提升 e.成桩、钻头提至地面

1.喷钻机 2.钻架 3.钻杆 4.钻头 5.钻孔 6.成桩

结束语：

软土地基有极大的危害性，如果不处理或处理不当，就会造成地基失稳，使构造物沉降过大或不均匀沉降，对构造物造成不同程度的危害。软土地基的处理方法很多，但是结合实际情况，我国各地区的环境，土质皆有不同。前辈们的工程实践经验很宝贵，值得我们借鉴，但在实际工程中需要我们勇于探索，力求用最简单、最经济的施工方法完成任务。

参考文献：

软土地基论文篇2

在我国沿海地区及内陆平原或山间盆地都广泛分布着不同类型的软土, 其主要特点是地基承载力较低, 荷载作用下变形较大, 这给公路修建带来了许多工程问题。而不同地区的软土形成机理不同, 特点和性质各异, 对于公路的作用也有所差别。同时建好或修建中的公路由于各种原因使得路基强度较低, 发生路基沉陷、路面脱空或路面变形过大等病害, 特别是桥头、通道台背等与路基接头处两者沉降量不同, 直接影响路面的平整度、线型的平顺和路面结构的稳定。对于高速行驶的车辆来说, 其安全性、经济性、舒适性均受到影响, 大大降低了高速公路的实用性, 同时, 给养护部门也带来了诸多不便。因此选择合适的软土路基处理方法已成为保证高速公路的质量和充分发挥其优越性的重要因素之一。

二、软土地基概述

1、软土概念

所谓软土, 从广义上讲, 就是强度低、压缩性高的软弱土层。在软土地基上修筑路基, 若不加处理, 往往会发生路基失稳或过量沉陷, 导致公路破坏或不能正常使用。习惯上把淤泥、淤泥质土、软粘性土总称为软土。

2、成因

软粘土是第四纪后期形成的海相。泻湖相、三角洲相、溺谷相和湖沼相的粘性土沉积物或河流冲积物, 属于近代沉积物。其中最为软弱的是淤泥和淤泥质土。软土的特点是含水量高。抗剪强度低、压缩性大、灵敏度高。在荷载的作用下, 地基承载力低, 容易发生失稳事故。地基沉降变形大, 不均匀沉降也大, 而且沉降稳定历时较长。

3、软土的特点

地基中常见的软土, 一般是指处于软朔或者流朔状态下的粘性土。其特点是天然含水率高、孔隙比大, 压缩系数高, 强度低, 并具有蠕变性、触变性等特殊性质, 工程地质条件较差。但由于各地的软土性质并不相同, 所以各自的工程特性也不尽相同。例如:广州软土具有厚度变化大、含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、夹有较多的粉细砂、与其它地区软土相比固结速度快的特点。而山区软土多是以坡洪积、重力堆积的物质为主, 其沉积的物质分选条件极差, 土质不纯, 既有经过长距离搬运的粘土、砂粘土及有机物质, 还有滞留在原地的残积土, 甚至还包含有仍保持母岩结构的碎屑状的基岩风化物。时常发生的崩塌、滑坡、暴雨、泥石流等山区地质灾害正是这些不同软土成分不断搬运和堆积的动力, 这种由搬运到堆积甚至经过再搬运到再堆积的过程就导致了山区软土组成成分的多样性和复杂性。

4、软土地基存在的问题

对于软土地区的高速公路修建, 稳定和沉降是技术上的两大难题, 其中稳定性问题又是最基本的问题, 关系着工程的安全、施工进度、工程质量等。随着高速公路在软土地区的大规模兴建, 要求在深厚软基上填筑高填方路堤。又由于工程对工后沉降的严格要求, 要求增加预压时间而使得填筑时间相对缩短, 直接造成工期紧迫, 从而对路堤的稳定性问题提出更高要求。

三、软土地基的处治措施探讨

软土地基在公路工程施工中最大的困扰是:

1、成型路基或在施工中由于地基在荷载作用下固结而带来沉降问题造成路基稳定性不足;

2、由于沉降而带来的边坡滑动造成路基边坡稳定性不足;3、其他一些较为特殊的问题。通过多年的公路工程施工和理论研究知道:要使公路工程施工的最终质量达到预期的良好效果, 必须首先解决公路施工过程及投入营运之前的路基沉降和稳定性问题。

1、论处治方法探讨

软土地基的处治方法总体来说应根据当地的地质、水文、施工机具、材料及环境等条件进行经济、技术比较, 依据“先简后繁, 就地取材”的原则决定。软土地基的处治主要是要解决过量沉降和路基失稳的问题, 对于地基处治方案, 应注意各时间段的缓和过渡, 以减小段间的差异沉降。对于软土地基的沉降需考虑两部分:一部分是由于地基固结所产生的沉降, 另一部分是地基侧向变形而产生的弹性剪切变形沉降。软土地基在排水固结过程中由于体积压缩而产生的沉降按JTGB 0122003公路工程技术标准要求通常采用分层总和法计算。

施工中对稳定性处治的有效方法大致有:垫层处理法 (表层排水、砂垫层、土工聚合物, 加固土均属该类处治方法的运用) ;反压护道法;慢速加载法 (控制填筑路堤时的速率) 等。施工中对沉降处治的有效方法大致有:路堤加载法 (等载或超载) 、垂直排水法 (砂井、袋装砂井、塑料排水板) 及联合预压法 (塑料排水板加真空预压等) 。对稳定和沉降处治两方面都有效的方法有:挤密砂桩法, 振动置换法 (碎石桩、钢渣桩) 和加固土桩 (水泥粉喷桩等) 。

2、施工处理措施探讨

软土地基的稳定最有效、最常用且最经济的处治方法为垫层处理法和浅层处治法。垫层通常指换土垫层处治, 就是把地基底下一定浅层范围内的松软过湿的软弱土基全部或部分挖除, 用砂 (砾) 、碎石等强度高、性能好的粒状材料回填, 这实际上是浅层处治措施。这里把垫层和浅层处治分开:垫层是指在地面上设置的砂 (砾) 垫层、碎石垫层、灰土或素土垫层、矿渣垫层及其他能稳定、无侵蚀性的材料。虽然材料不同的垫层其应力分布有所差异, 但从使用经验分析, 其作用机理和特征都可以近似地按砂垫层进行计算。垫层的厚度以保证不致因沉降发生断裂为宜, 一般为30cm~50cm, 垫层的宽度应大于路基2×0.5m~2×1.0 m为宜, 以防止在施工过程中由于施工机械的破坏而影响垫层的有效作用。

对于砂 (砾) 或碎石等垫层下设置土路拱的问题, 各地看法不尽一致。有一种看法认为:对砂垫层的排水作用由于受盆形沉降的影响, 而认为在地基上做土路拱没有必要, 因为孔隙水是在地基中孔隙水压力消散过程中排出的, 是有压水, 只要排水通道不断开, 孔隙水就能排出地基。另一种看法认为设计土路拱对砂垫层的排水肯定是有利的。2002年在参加甬金高速宁波段第一合同土建施工时, 曾做过各1km的土基设土路拱及不设土路拱的对比试验, 在同样的设计条件下即:塑料排水板深18m, 间距1.3m, 砂砾垫层30cm+20cm, 宽出路基2×1.0m;填土高度两段各平均为3.2m。在路基填高为0.8m, 1.0m, 1.2m时分别观察路基两侧外露超宽处砂砾垫层的排水情况, 设置土路基路拱段 (K2+000~K3+000) 的路基两侧砂砾垫层在晴天依旧极其潮湿;而未设置土路基路拱段 (K4+100~K5+017) 两侧砂砾垫层明显干燥, 两处砂砾垫层层厚中间部位取样10个点测定含水量 (酒精燃烧法) , 其平均差值达7.45个百分点。随着填高的增加, 设路拱段与不设路拱段的砂砾垫层含水量开始接近, 至2.0m时基本达到一致。从而可以证明在有联合处治 (特别是塑板深层处治) 时, 原地表宜设置土路拱, 会更有利于孔隙水的早期排出 (未产生较大盆形沉降前) 且土路拱的设置在路基填高1.2m以内时可有效地抵抗因土体荷载而造成盆形沉降排出从而加快路基的沉降固结。

浅谈软土地基的处理篇3

关键词:软土地基喷粉桩法路堤失稳换土垫层法

引言

在我国沿江、沿湖、沿海等处广泛分布着软土，而这些地区一般又是经济发达地区，对公路交通需要迫切，尤其要发展高速公路。因而在高路堤、大型桥梁，大量的涵洞、通道处软土都给它们带来不同程度的危害。如路基的滑移，开裂，路面起伏不平，桥涵通道等人工构造物处的跳车颠簸而使这些地区的公路建设者感到非常棘手，要花大量人力、物力、财力和时间，去进行勘察、测试、设计、科研和施工。若处理不好将会带来极大的资源浪费。

1 软土及软土地基

1.1 软土

软土是指滨海、湖沼、谷地、河滩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。具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。

1.2 软土地基

我国公路行业规范对软土地基未作定义。日本高等级公路设计规范将其定义为:主要由粘土和粉土等细微颗粒含量多的松软土、孔隙大的有机质土、泥炭以及松散砂等土层构成。地下水位高，其上的填方及构造物稳定性差且发生沉降的地基。日本规范还对软土地基做了分类，提出了类型概略判断标准。在给出软土地基定义时指出:软土地基不能简单地只按地基条件确定，因填方形状及施工状况而异，有必要在充分研究填方及构造物的种类、形式、规模、地基特性的基础上，判断是否应按软土地基处理[1]。

2 软土地基在公路工程中造成的危害

1)勘察设计不详细或不准确，导致对应该做软基处理的地段未做处理设计。

2)已知是软土地基，但是未做好软土地基处理，造成路堤失稳或危及线外建筑物。

3)虽然做了软土地基处理，但是措施不力，施工不当造成路堤失稳。

4)堆料不当，未按规定分层填筑，填土过快，碾压不当，造成路堤失稳。

5)扰动“硬壳层”或填筑不当，使“硬壳层”遭受破坏，导致路堤失稳。

3 处理软土地基的方法

3.1 换土垫层法

1)垫层法。其基本原理是挖除浅层软弱土或不良土，分层碾压或夯实土，按回填的材料可分为砂(或砂石)垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土(灰土、二灰)垫层等。干渣分为分级干渣、混合干渣和原状干渣;粉煤灰分为湿排灰和调湿灰。换土垫层法可提高持力层的承载力，减少沉降量;常用机械碾压、平板振动和重锤夯实进行施工。该法常用于基坑面积宽大和开挖土方量较大的回填土方工程，一般适用于处理浅层软弱土层(淤泥质土、松散素填土、杂填土、浜填土以及已完成自重固结的冲填土等)与低洼区域的填筑。一般处理深度为2m～3m。适用于处理浅层非饱和软弱土层、素填土和杂填土等。

2)强夯挤淤法。采用边强夯、边填碎石、边挤淤的方法，在地基中形成碎石墩体;可提高地基承载力和减小变形。适用于厚度较小的淤泥和淤泥质土地基，应通过现场试验才能确定其适应性。

3.2 振密、挤密法

振密、挤密法的原理是采用一定的手段，通过振动、挤压使地基土体孔隙比减小，强度提高，达到地基处理的目的。

4 喷粉桩法在软土路基施工中的应用

4.1 粉体搅拌法

粉体搅拌法(简称粉喷法)，是用特制的设备和机具，将加固剂粉体材料(水泥或石灰)通过压缩空气的传送，与地基土强行拌和，使之产生充分的物理、化学反应后，形成一定强度的桩体(简称粉喷桩)。这是一种改善土质，提高地基强度的软土地基加固方法，可以广泛地适用于淤泥质土，杂填土，软粘土等地基加固。

4.2 粉喷法加固软土地基的特点

粉喷法加固软土地基，是一项新的工艺，与其他软土加固方法相比，具有较多突出之处;原理科学、费用低廉、加固成本低。由于采用地基土自身作为桩料，掺入少量固化剂，一般掺入15%左右的水泥，平均每米不超过50kg水泥，每米材料成本费仅10元左右，比其他地基加固方法成本均低;桩身质量好。由于成桩粉体与土拌和，化学反应充分，桩身强度相对较大;地基加固后无附加荷载，因为掺入的固化剂含量较少，加固土的容重略大于地基土的容重，可将地基土的附加荷载忽略不计。干法施工。施工不需要水源，不需要排污，场地干净;桩体强度高，与深层搅拌法相比较，在条件相同的情况下，粉喷桩施工效果较好，因为深层搅拌法是湿法施工，而粉喷桩是干法施工，是从地基土中吸取一定的水量，从而提高了地基的加固效果;无侧向挤土问题。该工艺与打入桩或压入桩相比，由于成桩是将原土作为主要桩料，在地基中几乎不增加体积，故不产生侧向挤土，所以粉喷桩施工对临近环境无其他影响，甚至可以紧贴相临基础施工，该工艺可根据工程需要及地质条件，以不同的掺灰量控制不同的桩身强度，也可以在同一地基中不同层位控制不同桩身强度，以满足工程上的需要;该工艺平面桩位布置灵活，可以组成各种几何形状的桩体，如单桩分开的桩式，桩体相切或搭接的墙壁式，以及桩体构成网格状的块体式，并适用于各种工程，如建筑物地基加固，边坡抗滑加固等，还可以加固地基中的某个部分，应用广泛:粉喷桩施工专用机械主要由成桩钻机，空压机，供料机三大件组成。设备简单，机身体积小，步履移动方便。

4.3 施工工艺

1)施工程序。放桩位→钻机就位→调平→送风→钻至设计深度→送粉→提升搅拌→提升至地平→停粉→复搅1/3桩长→提升至地平→停风→钻机移动→重复循环。

2)施工中注意事项:

a.明确设计要求，了解地基的地质情况。b.开工前先打试验桩，根据不同的地质条件，合理选择钻机的档位，确定喷粉机压力和喷粉量。c.严格控制钻孔深度，喷灰时间及停灰时间，确保粉喷桩桩长，成桩应打入持力层50cm严禁在未钻至设计深度及未喷灰的情况下钻机提升作业。d.定时检查粉喷桩的成桩直径及搅拌均匀程度，对使用的钻头必须随时检查，其钻头磨损量不得大于1cm。e.喷灰机必须配有水泥计量装置，施工中及时记录水泥的瞬时喷入量和累计喷入量。若发现喷灰量不足应进行整桩复打，复打的喷灰量仍不小于设计用量。若遇停电，机械故障等原因中断喷粉，在恢复喷粉时，其重叠孔段长度应大于1m。f.桩身上部1/3桩长范圍内，施工中应严格进行重复搅拌，使水泥和土充分拌和，提高上部桩身强度，使之符合荷载的传递规律。g.为防止水泥飞扬造成污染，当钻头提升到地面以下0.5m时，喷灰机应停止喷灰，并使钻机迅速换档下钻，上部0.5m范围内用人工回填粘土并压实。h.施工中应认真填写原始记录。为保证机械设备完好及人身安全，严禁违章操作。

5 结语

在软土地基上修筑公路和桥梁并不都会发生问题、只要设计和施工措施得当，就可以保证路堤、桥梁的稳定和使用效果。软土地基上路堤的设计与施工方案，应结合当地工程地质条件、材料供应、投资环境、工期要求和环境保护等因素，按照因地制宜、就地取材、分期修建、综合处治的原则进行充分论证，使设计和施工方案达到技术上先进、经济上合理。软土地基的处理方法很多，总之，软土地基处理的目的是增加地基稳定性，减少施工后的不均匀沉陷[2]，所以施工的技术人员必须意识到软土地基的危害性，坚决以数据说话，认真测定基底的承载力，并根据不同的地质情况，不同的投资和工期要求，采用切实可行的处理方案，同时一定要采集桥涵施工后的工后沉降数据，积累经验，为今后的施工打下坚实的基础。

参考文献:

[1]林宗元.岩土工程治理手册[M].沈阳:辽宁科学技术出版社,

1993.1882204.

公路路基软土地基的处理方法论文篇4

[摘要]近年来,随着高等级公路建设的迅速发展,不可避免会遇到软土地基的处理问题,文章着重介绍了软土路基的成因、变形特点、处理方法比选、施工工艺,探讨了软土路基处理应遵循的原则和要求,以供同行参考。

[关键词]路基软土地基成因变性特点处理方法

一、软土路基成因

所谓软土,比规范中的定义广泛,包括强度达不到设计要求的湿粘土。路基强度及稳定性与路基干湿状态密切相关。路基干湿状态是由土中含水量的高低决定的,而含水量的高低取决于各种湿源的作用和延续时间。由于路面宽、路基低、排水设施不全或失效,使得雨水和生活污水向路基内渗透、地下水位升高,路基长期处于潮湿状态,加上土的水稳定性差等原因,导致路基软化。

二、软弱地基变形特点

为了更好地解决上述问题,就必须要弄清楚软弱地基的变形特点。它主要有三大特点:变形量大;压缩稳定所需的时间长;侧向变形比一般的土体大。变形量大:软弱土体主要指淤泥或淤质土,其自身的含水量较大,水份不易自流出来;压缩稳定所需的时间长:软土主要以粘粒为主,尽管孔隙比大,但单个孔隙教细,孔中的水很难流动,透水教低,饱和土受荷载作用后,水不能尽快排出,变形也只能慢慢进行,其变形过程要持续数年或数十年;侧向变形:比一般土体大,而且侧向变形与竖向变形之比在相同条件下比一般土体大。

三、软弱地基处理方法

在了解软土的三大特点之后,结合平日的实际施工情况,重点介绍几种软弱地基的处理方法,供有关技术人员参考。下面重点介绍前几种的适用范围、施工方法和作用。

1.抛石挤淤

适用范围:路基位于水塘、鱼塘、藕田、泥砂、流砂或不易抽干水或无法挖除淤泥或淤泥较深或水不能自流的地方。

处理方法:在其上面直接抛填大块径不易被水侵泡软化的石块,石块块径控制在50-80cm之间,并在大块石缝隙内填筑20―50cm的不易被水侵软化的小块石,抛填高度控制在常水位以上50cm左右,铺平后,用轮式压路机或拖式压路机振动压实,直到淤泥被挤出路基坡脚外,没有明显的再下沉现象为止;如果抛填深度较深,一定要分层抛填压实,其每层厚度控制在50―80cm,整段处理完后,在其上面铺一层10cm厚的碎石有必要时加铺一层土工格栅,再进行填筑土石方。并把此过程称为路基的原地面处理。

作用:由于抛填了大块径的石块,可将路基底的大部分淤泥挤出,在路基底部形成一个坚硬的骨架结构,并在大石块间填筑了小的石块,通过压路机振动碾压,石块与石块间嵌固的更紧,整体承受荷载的能力增强,对今后承受路堤的整体压力能起到很好的作用。

2. 敷设盲沟

适用范围:一般水田或淤泥深度在2米以下的稻田或不易自流干水的地方。

作用:通过敷设盲沟,能大大降低土体的水位,能将土体内的大量水分排入盲沟,并通过盲沟排出路基以外,并通过日晒,使土体达到比较干的状态。

盲沟的结构形式有两种:矩形盲沟和梯形盲沟。

处理方法:首先沿公路横向每10米间距用人工或机具挖成矩形沟或梯形沟,对软土层在1.5米以上的采用150w150cm的盲沟;对软土层在1.5米以下的可根据情况采用其他几种形式。其次,沿公路纵向设置纵向盲沟,其间距控制在10米左右;第三,在挖好的盲沟中填充块径在30―50cm的不易被水泡软化的石块,填满后在其上面铺设10cm的碎石,并在碎石上铺一层土工布,防止盲沟内水上溢,防止土尘下漏,堵塞盲沟,影响排水效果;第四,在上面回填一层土石混和料,摊平压实直至合格。把此过程称为路基原地面处理。 3.换填软土

适用范围:路堤填方高度小于3米且软土层不厚,一般软土层厚度在1.5米以内的软土地基段。

处理方法:将深度在1.5米以内的软土挖掉运往弃土场堆放或倾倒,然后利用挖方出来的好料或从借土场取来的好料进行分层回填压实直至合格。施工时要特别注意天气的变化,要求每个换填段必须在同一个工作日完成,对面积大或长度长的段落要求必须分段进行换填,否则未完成遇雨将全功尽弃。同样将此过程称为路基的原地面处理。

作用:通过换填好的填方材料,经过压实达到路基基底的承载力要求,能有效承受车辆荷载的作用力和路堤的自重,是最简单的施工方法。

4.碎石桩

适用范围:软土深度在15米以内且路基处于高填方地段。

作用:(1)挤密作用,对土体产生两个方向的横向挤压力。一个是成桩过程中沉管对周围土层产生较大的`横向挤压力;另一个是在填入孔内碎石振动挤压时对土体周围产生的横向挤压力,使桩周围的孔隙减小,增加密实度;(2)消散孔隙水,加快地基固结。碎石桩的材料可使桩因土体的渗透能力高出很多的优势,能形成竖向排水管,让土体内的水排出地面,排出路基外,加快路基排水固结。

施工方法:

(1)碎石桩的几大控制指标:

平面位置――应按正三角形或梅化形部置

桩的直径――多数采用50-100cm

桩的长度――其长度不能大于15米

桩的部置范围――一般不少于路基款度的1.2倍

(2)用于碎石桩径相同或接近的钻孔机按照事先部置好的位置进行钻孔,并清除孔内的泥浆或水,边倒入碎石边进行振动使碎石达到密实;

(3)在碎石顶设置一层30-50cm的碎石垫层,使附加应力合理地传递到复合地基上。

由于此种施工较为复杂,且费用较高,在软土地基处理中较少应用,而多用于涵洞的软弱地基处理上。

软土地基论文篇5

强夯法是将100～400kN的重锤，最重达kN，以6～40m的落距落下给地基以冲击和振动，从而达到提高地基强度，降低其压缩性，改善土的振动液化条件等目的。不同的建筑物夯击点位置不同，对某些基础面积较大的建筑物，夯击点可按等边三角形或正方形布置。

关键词：

强夯法，夯击点

强夯法是将100～400kN的重锤，最重达2000kN，以6～40m的落距落下给地基以冲击和振动，从而达到提高地基强度，降低其压缩性，改善土的振动液化条件等目的。可用于加固各类砂性土、粉土、一般粘性土、人工填土，以及大块碎石类土以及建筑、生活垃圾或工业废料等组成的杂填土。单层8000kN・m高能级强夯处理深度达12m，多层强夯处理深度可达24～54m，一般能量强夯处理深度在6―8m。地基经强夯处理后，可明显提高地基承载力、压缩模量，减少孔隙比，降低压缩系数，消除湿陷性，膨胀性，防止振动液化。强夯机具主要为履带式起重机，当起吊能力有限时可辅以龙门式起落架或其它设施，加上自动脱钩装置，施工机具简单。一般的强夯处理是对原状土施加能量，无需添加建筑材料，节省材料。

1、夯击点布置

不同的建筑物夯击点位置不同，对某些基础面积较大的建筑物，夯击点可按等边三角形或正方形布置；对办公楼和住宅建筑，夯击点可根据承重墙位置采用等腰三角形布点；对工业厂房夯击点可根据柱网来布置。强夯处理范围应大于建筑物基础范围，对一般建筑物，每边超出基础边缘的宽度宜为设计处理深度的1/2～2/3，并不宜小于3m。为有效加固深层土，加大土的密实度，强夯常需分遍夯击。由于夯点需要一定距离，使夯击时夯坑产生冲剪，在夯坑底形成一挤压加固，为使所产生的挤压力受周围土约束，侧面不隆起，因此侧面应有一定间距的不扰动土。不能像重夯采用一夯挨一夯，夯击时侧面土为扰动土，易隆起，减少锤底的挤密作用。由于夯点间距大，夯点间需增设夯点以加固未挤密土，故需增加遍数。对饱和粗粒土，当需要夯坑深度大时，或积水，或涌土需填粒料，为便于操作而分遍夯击。对饱和细粒土，由于存在单遍饱和夯击能，每遍夯后需孔压消散，气泡回弹，可二次压密、挤密，因此对同一夯点需分遍夯击。在实际操作中，我们常采用先高能量大间距加固深层，根据需要对同一批夯点夯击，然后再逐个夯击另一批夯点，若对所有的夯点都先夯一遍，将造成浅层先加固低于以后深层加固的效果。夯距通常为5～9m，为了使深层土得以加固，第一遍夯击点的间距要大，下一遍夯点往往布置在上一遍夯点的中间。

最后一遍是以较低的夯击能进行夯击，用以确保近地表土均匀性和较高的密实度。如果夯距太近，相邻夯击点的加固效应将在浅处叠加而形成硬层，则将影响夯击能向深部传递。夯击粘性土时，一般在夯坑周围会产生辐射向裂隙，如夯距太小时，等于使产生的裂隙重新又被闭合。对处理深度较深或单击夯击能较大的工程，第一遍夯击点间距宜适当增大。

2、夯击次数和遍数的确定

夯点的夯击次数，应按现场试夯得到的夯击次数和夯沉量关系曲线确定，且应同时满足下列条件：

第一，最后两击的平均夯沉量：当单击夯击能较小时不大于50mm，当单夯夯击能量较大时不大于100mm～200mm。

第二，夯坑周围地面不发生过大的隆起。

第三，不因夯坑过深而发生起锤困难。

当需要逐遍加密饱和土或高含水量土以加大土的密实度，或夯坑要求较深起锤困难需加填料时，对每一夯点需分遍夯击，以使孔隙水压力消散。各批夯点的遍数累计加上满夯组成总的夯击遍数。一般每个夯点2～3遍。对软弱土，每批夯点的第一遍击数，常以控制场地隆起、起锤困难设定击数，一般选用5～10击，而无需控制夯沉量。夯击遍数一般情况下可采用2～3遍，最后一次以低能量满夯一遍，其目的是将松动的表层土夯实。土体压缩层越厚，土质颗粒越细，同时含水量越高，需要的夯击遍数越多。

对于需要分两遍或多遍夯击的工程，两遍夯击间应有一定的时间间隔。各遍间的间歇时间取决于加固土层中孔隙水压力消散所需要的.时间。对砂性土，孔隙水压力的峰值出现在夯完后的瞬间，消散时间只有2～4min，故对渗透性较大的砂性土，两遍夯间的间歇时间很短，亦即可连续夯击。对粘性土，由于孔隙水压力消散较慢，故当夯击能逐渐增加时，孔隙水压力亦相应的叠加，其间歇时间取决于孔隙水的消散情况，一般为2～4周。对粘性土地基的现场埋设了袋装砂井，以便加速孔隙水压力的消散，缩短间歇时间。

3、夯锤

夯锤可用混凝土及铸钢制作。混凝土锤重心较高，冲击后晃动大，夯坑易塌土，夯坑开口较大，易起锤，易损坏。铸钢锤则相反，特别是夯坑较深时，塌土覆盖锤顶易造成起锤困难。某些施工单位将锤底制成稍带凸弧，增加了侧挤使坑壁稳定，减小了起锤力及坑壁塌土。夯锤形状现多用圆锤，夯锤构造可用钢板为外壳，底板加厚，内部焊接钢筋骨架后浇筑混凝土制成，锤底面积一般根据锤重决定，锤重为100～250kN时，可取锤底静压力25～40kPa，细粒土，单击能低，宜取较小值；粗粒土，单击能高宜取较大值。锤底面积一般为3～7m2，以上适于单击夯击能小于8000kJ时。若夯击能加大，锤重加大，静压力值宜相应加大。为减少夯锤下落过程中的空气阻力作用，特别是消除当夯坑较深而尚需继续夯击时的气垫影响，夯锤宜设4～6个排气孔，孔径宜取下口直径150～200mm，上口直径为80～l00mm，过小易堵孔。夯锤吊环必须准确处于重心，确保起吊后锤身平衡。

4、起夯面

为使强夯加密土不被挖除，有效利用其加固深度，起夯面可高于基底或低于基底。高于基底是预留一压实高度，使夯实后表面与基底为同一标高。低于基底是当要求加固深度加大，能级达不到所需加固深度时，降低起夯面，在满夯时再回填至基底以上，使满夯后与基底标高一致，这时满夯加固深度加大，需增大满夯单击能。

5、垫层

对软弱饱和土或地下水很浅时，常需在表面铺设砂砾石、碎石垫层，厚0.5～1.5m，垫层材料宜用砂砾石、碎石、矿渣，粒径宜小于10cm。对处理土层为饱和砂、软土时，夯坑易涌土、涌砂，故垫层填料不宜用砂。垫层厚度不宜过小，过小不起作用；也不宜过厚，过厚时能级低的强夯，在锤底形成大的垫，扩散动应力，减小对下部软弱土的加固作用。

需要注意的是，虽然强夯法有很多的优点，但并不一定适用于所有情况。目前，在施工过程中，由于强夯法施工存在的诸多优点，设计院、建设单位、施工单位等在大规模的地基处理时普遍倾向于采用强夯法施工，但在许多工程中，强夯处理效果不明显，甚至比不处理时还差。因此，我们首先必须搞清楚什么地质条件适合强夯，使强夯能真正发挥去作用。

参考文献

[1]徐通礼。强夯法地基处理施工技术[J]。西铁科技，，3

[2]刘文才，张境花，李国民。浅析强夯工程施工的几个误区[J]。西部探矿工程，，6

[3]李玉平。浅谈强夯法在软土地基处理中的应用[J]。长沙铁道学院学报（社会科学版），2010，6

软土路基地基施工方法浅析篇6

关键词：路基,施工,软土

随着近几年我国经济的迅速发展, 工程建设速度与规模也与日俱增, 城市基础设施的投资在逐年增大, 城市道路公里数也在不断增加。在道路建设时经常会遇到软土地基, 特别在我国沿海地区广泛分布着大量的软土地基, 在这种地基上修建道路及地下管线等地下构筑物时, 经常会碰到稳定和沉降两个方面的难题。

所谓软土, 从广义上讲, 就是强度低, 压缩性高的软弱土层。在软土地基上修筑路基, 若不加处理, 往往会发生路基失稳或过量沉陷, 导致公路破坏或不能正常使用。习惯上常把淤泥、淤泥质土、软粘性土总称为软土。软土的特性主要表现为天然含水率高、孔隙比大。含水量在34%~72%之间, 孔隙比在1.0~1.9之间, 饱和度一般大于95%, 液限一般为35%~60%, 塑性指数为13.3。

1 软土路基处治的目的及方法

1.1 软土路基处治的目的

软土路基处治的目的主要是保证路基在施工及使用期间不会发生局部和整体剪切破坏, 满足其稳定性要求, 并且在使用期间内不发生较大的沉降和不均匀沉降, 保证路面结构完整和车辆行驶平稳、安全、舒适。

1.2 软土路基处治的方法

1) 浅层处理法

当地基软土层厚度小于3m且软土层在表层时, 通常采用生石灰等浅层拌和、换填、抛石 (堆土) 等方法进行浅层处治。抛填的片石粒径宜大于300mm, 且小于30mm粒径含量不超过20%。抛填时从路堤中部开始, 中部向前突进后再渐次向两侧扩展, 使淤泥向两旁挤出。为了在排淤中土基产生整体破坏时, 不致使路堤的整体性受到大的影响, 通常的做法是在路堤底、地表上铺设网状土工织物, 如格栅材料或土工布, 使之形成一个柔性筏基。

2) 粒料桩法

粒料桩是通过置换软土, 加速土基排水固结, 依靠“桩”的应力集中作用3方面来共同提高稳定系数。就是把设有“桩”的范围内, 土深为桩长的这一部分土体, 作为桩与土的复合地基看待。粒料桩包括碎石桩和砂桩。碎石桩与砂桩多采用三角形布置, 桩径采用40~100cm。道路处理宽度应保证路基下坡脚外侧至少有2排桩, 当粒料桩用于防止砂土液化时, 每边放宽不小于处理深度的1/2并不小于5m。桩长通过计算确定, 最大桩距不超过5倍桩径。粒料桩对十字板抗剪强度小于10k Pa的饱和软粘土地基很少采用。

3) 加固土桩法

将石灰、水泥或其它某些对土有固化作用的材料, 添加到土壤中用专业的机械, 如深层拌和机、旋喷机械等, 把软土地基局部范围的某一深度、某一直径内的软土和固化材料进行拌和, 对软土进行加固, 形成一根根的加固土桩, 分布在路基底面及两侧, 以增加路堤与土基的整体抗滑能力。改良后的加固土桩只考虑桩的置换作用、应力集中效应, 进而减少总沉降。加固土桩包括水泥搅拌桩、粉喷桩和旋喷桩。

4) 排水固结法

排水固结法通过在软地基中设置排水体, 排水系统主要由水平和竖向排水体系构成, 主要起到改变地基原有排水边界条件、缩短地基孔隙水的排水距离、加速软土地基的固结过程。排水固结法是软地基处治的有效方法。竖向排水体可选用袋装砂井和塑料排水板。早期基本采用袋装砂井来处治软土路基, 效果很好。塑料排水板是一种可以代替袋装砂并加快排水固结的新型材料, 作用原理和设计计算方法与袋装砂井排水法相同。设计时把塑料排水板的断面换算成相当直径的袋装砂井即可。用塑料排水板固结软土地基, 做路基处理的方法具有排水固结效果好、质量稳定、施工快、成本低等优点。

5) 路堤荷载预压法

路堤荷载预压法是用增加路堤荷载的方法来增加作用于地基上的总应力, 加速固结沉降, 同时提高地基强度的方法。为保证路堤在填筑过程中不致失稳, 一般采用慢速加载法。

6) 真空预压法

真空预压法, 首先, 在需要加固的软土地基内设置砂井或塑料排水板等竖向排水通道。然后, 在地面铺设排水砂层, 其上覆盖不透气的密封膜与大气隔绝, 通过埋设于砂垫层中的吸水管道, 用真空装置进行抽气, 因而在膜的内外产生一个气压差Us, 这部分气压差即为作用于地基的预压荷载, 它与堆载预压不同的是真空负压是一均匀等向应力, 不会产生剪应力, 因而不会造成地基的失稳破坏。

7) 真空堆载联合预压法

预压系统可采用堆载预压、真空预压、或真空—堆载联合预压。目前, 采用真空—堆载联合预压较多。真空—堆载联合预压法是在真空预压和堆载预压基础上发展起来的新一代软基处理方法, 该方法利用抽真空使加固区内形成负压区, 可以加快固结沉降速度, 具有缩短软土路基的预压期、确保路堤填筑过程中的路堤稳定性、减少工后沉降和提高施工质量等效果, 是一种近几年常用的软基处理方法。

2 常用处理软土路基方法

1) 换填。这是最常用的方法, 这种方法最大有效处理深度3m。采用人工或机械挖除路堤下全部软土, 换填强度较高的粘性或砂、砾、卵石、片石等渗水性材料。换填的深度要根据承载力确定。

2) 抛石填筑, 就是在有软土或弹簧以及有积水的路段填石头, 填石的高度以露出要处理的路段原有土层 (或积水) 高度为宜。在填石的过程中注意一定要用推土机把石块压实, 不能出现软弹现象。然后再填筑土方。

3) 盲沟, 就是要处理的路段根据要处理的长度, 在横向或纵向挖盲沟, 盲沟通常用渗水性大孔隙填料或片石砌筑而成。也可以填入同级配的石块起到排水的功能。注意盲沟的出口要与排水沟连接, 以便把路基中的水排出路基。

4) 排水砂垫层。排水砂垫层是在路堤底部地面上铺设一层砂层, 作用是在软土顶面增加一个排水面, 在填土的过程中, 荷载逐渐增加, 促使软土地基排水固结渗出的水就可以从砂垫层中排走。为确保砂垫层能通畅排水, 要采用渗水性良好的材料。砂垫层一般的厚度为0.6~1.0m。为了保证砂垫层的渗水作用, 在砂垫层上应该填一层粘性土封住水不让水返上路基。在路基两侧要修好排水沟, 通过砂垫层渗出的水通过排水沟排出路基外, 保持路基的稳定。

5) 石灰浅坑法。由于粘性土含水量影响, 施工中经常出现“弹簧土”松软现象。一般较轻的可以采用挖土晒干, 敲碎回填“石灰浅坑法”可以用于各种不同面积的路段 (就是说大面积可以使用, 小面积也可以使用) 。具体做法是:挖40~50cm方形或圆形, 深一般1m左右的坑, 清除坑内的渗水 (最好挖好坑后, 第二天清除渗水) , 放入深为坑深1/3生石灰, 即可回填碾压。坑的行距和坑距在轻度弹簧路段为5~6m, 在严重弹簧路段为3~4m。

3 结论

总之, 路基的强度和稳定性很大程度取决于路基填料的性质及其压实程度。从现有条件来看, 提高填土要求和改善压实条件是保证路基质量最有效和最经济的方法。

参考文献

[1]孙跃文.公路软土路基处治方法探究[J].科技创新导报, 2008, 8.

[2]车欣燕, 于新.浅谈软土地基路基施工方法[J].丹东海工, 2006, 10.

浅谈软土地基的治理措施篇7

关键词：软土地基；加固处理；岩土体

中图分类号：U456文献标识码：A文章编号：1009-2374（2009）05-0147-02

在强度低，压缩性高的地基上修筑路基，往往会发生路基失稳或过量沉陷，导致公路破坏或不能正常使用的情况，这种软弱土层，就是软土地基。

地基中常见的软土，一般是指处于软朔或者流朔状态下的粘性土，其特点是天然含水量大、孔隙比大、压缩系数高、强度低，并具有蠕变性、触变性等特殊的工程地质性质，工程地质条件较差，这种土质如在施工中出现在路基填土或桥涵构造物基础中，最佳含水量不易把握，极难达到规定的压实度值，满足不了相应的密实度要求，在通车后，往往会发生路基失稳或过量沉陷。其危害性显而易见，故禁止采用。

一、软土地基处理方法

根据沉降标准，按我国现行的有关规定，除要确保新填筑路基的密实度以减少沉降外，包括原地面的地基总沉降必须达到基本稳定，沉降量大致达到总沉降量的80%以上时，才容许铺路面。软土地基沉降严重时，不仅增加填方数量，而且沉降或水平位移对临近填土的桥台、挡土墙、涵洞，甚至对附近的住宅、农田以及路线的技术标准都会产生很大的影响，因此应做好深入细致的工程地质勘探工作，充分研究已有地质资料，采取调绘、钻探、原位测试及物探等综合勘测手段。查明路段所处的地形、地质、水文、气候、径流条件等自然环境条件和路基排水条件，明确松软土层的成因、类型、分布范围及其在路线通过地带分布的具体情况，确定软土层在纵向、横向的分布厚度、层次、各层土的土质及物理力学性质。根据地基土的工程特性，选用适当的处理措施。本人经过长期的实践，对在公路中形成了多种形式的软土地基处理方法，进行总结归纳，具体如下：

1．置换法。由于深层密实法中的几种方法都有加入高抗剪强度的材料，置换软土中部分成分的加固机理，与原有的土体共同组成复合地基，达到加固地基的目的，因此深层密实法有时也称为置换法。

2．排水固结法。在软土地基上加压并配合内部排水，加速软土地基的排水，加快软土固结的处理方法称为排水固结法。适用于处理各类淤泥、淤泥质粘土及冲填等饱和粘性土地基。软土地基在附加荷载的作用下，逐渐排出孔隙水，使孔隙比减小，产生固结变形。在这个过程中，随着土体超静孔隙水压力的逐渐扩散，土的有效应力增加，并使沉降提前完成或提高沉降速度。主要加固方法：堆载预压法、砂井法、袋装砂井、真空预压法、电渗排水法、降低地下水位法、塑料排水板法。

3．换填垫层法。当软弱土层厚度不很大时，可将路基面以下处理范围内的软弱土层部分或全部挖除，然后换填强度较大的土或其它稳定性能好、无侵蚀性的材料（通常是渗水性好的中粗砂）称为换填或垫层法。此法处理的经济实用高度为2～3m，如果软弱土层厚度过大，则采用换填法会增加弃方与取土方量而增大工程成本。通过换填具有较高抗剪强度的地基土，从而达到增强地基承载力的目的，满足构筑物对地基的要求。主要加固方法：换填、抛石挤淤、垫层、强夯挤淤。垫层法根据材料的不同可分为砂（砾石）垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土（灰土、二灰）垫层。代表方法有砂垫层法及换填法。

4．化学加固法。通过在软土地基中加入水泥或其它化学材料，进行软土地基处理的方法称为化学加固法。适用于处理砂土、粉土、淤泥质粘土、粉质粘土、粘土和一般人工填土，也可以在处理裂隙岩体及已有构筑物地基加强中。水泥或其它化学材料注入土体后，与土体发生化学反应，吸收和挤出土中部分水与空气形成具有较高承载力的复合地基。主要加固方法：硅化法、粉喷桩、旋喷桩、注浆、水泥土搅拌法。

5．深层密实法。采用爆破、夯击、挤压和振动及加入抗剪强度高的材料等方法，对地基深层的软弱土体进行振密和挤密的地基加固方法称为深层密实法。适用于软土厚度>3m的中厚软土的加固，分布面积广的软基加固处理，其加固深度可达到30m。通过振动、挤压使地基中土体密实、固结，并利用加入的具有高抗剪强度的桩体材料置换部分软弱土体中的三相（气相、液相与固相）部分，形成复合地基，达到提高抗剪强度的目的。主要加固方法：强夯法、土（或灰土、粉煤灰加石灰）桩法、砂桩法、爆破法、碎石桩法（振冲置换法）、石灰桩法、水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩法）、粉喷桩法、旋喷桩法。代表方法有碎石桩法、强夯法、水泥粉煤灰碎石桩法、粉喷桩法。

6．其它加固方法。除了上述软土路基处理方法外，比较常用的还有桩基、沉井、侧向约束法、反压护道法。桩基与沉井常用于在软土地基中建设重要构筑物（桥梁、大型涵洞等）的基础中，根据软弱土层的厚度其下承层土质情况，桩基设计可分为柱桩与摩擦桩两种。常用的桩基有钻孔桩、挖孔桩、管桩、木桩。

反压护道法：当软土和沼泽较厚，路堤高度不超过极限高度的2倍时，路堤两侧填筑适当厚度和宽度的护道，在护道附加荷载的作用下，保持地基的平衡，增加抗滑力矩，防止路堤的滑动破坏。施工时，护道尽量与路堤同时填筑，且压实度要达到90%以上。它的特点是施工工艺简单、费用较低，但施工用地增大。

侧向约束与反压护道的加固机理均是限制软弱土体向旁挤出，以增加路堤的抗剪能力。侧向约束法适合软土层厚度较小，软土体面积较大的软土地基的加固。反压护道法适合软土体分布面狭窄而软土体厚度较大的软土地基的处理。

二、我国现阶段高速公路软土地基处理中存在的问题

综上所述，目前公路软土地基处理的研究已经达到了相当的水平和规模，但仍存在着一些不容忽视的问题：

1．公路软基处理的设计与施工中，智能化水平不够；

2．地基加固新技术的研究还不够；

3．地基处理效果的检测技术有待进一步发展：任何一种先进的设计理论和施工方法都有待于质量检验来保证，传统的方法往往费工费时且价格昂贵，虽然有关规范给出了质量检验方法，但在实际工作中予以实施的实例很少；

4．地基处理方案的决策分析研究不够，目前的方案选择基本上停留在人为凭经验选取阶段。

结合当前公路软基处理研究的现状，应加强研究以下方面：

1．应加强地基加固新技术的研究；

2．加强地基处理方案的决策分析研究，使目前人为定性决策方法数值化、科学化和智能化；