常用软土路基处理方法_secret

常用软土路基处理方法

引言

随着沿海城市经济的快速发展，对公路的建设需求也不断地扩大。由于沿海道路地质形成的特殊性和复杂性，沿线路基下经常存在深厚的海滨软土层，若处理不当，在道路的运营过程中将出现不可估量的沉降量，极大地影响着道路的长期稳定性和安全使用。文中结合软土的工程特性，探讨了适合软土路基处理的几种新方法。

1、软土特性

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。软土的成分变化很大，它们不仅含有碎屑物质，而且还含有大量的化学成因物质(碳酸盐、蒸发盐等)和生物成因物质(腐殖泥等)，其物质来源与周围岩性基本一致，在静水或缓慢的流水环境中沉积面成，沉积物常带有粉砂颗粒，呈现明显的层理。因此，软土的地区差异性很大。大量的研究和实践表明，软土具有以下共性：

(1)含水量较高、孔隙比较大。其原因是软土的成分主要由粘土粒组和粉土粒组组成，并含少量的有机质。粘粒的矿物成分主要为蒙脱石、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，在不同的地质环境中沉积形成各种絮状结构。

(2)具有触变特征。当原状软土受到扰动(搅拌、挤压等)以后，结构连接受到破坏，土的强度显著降低。其灵敏度一般在3-4之间，个别高达8-9。

(3)具有明显的流变性。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，并在主固结沉降完毕之后还可能产生可观的次固结沉降。

(4)高压缩性。软土的压缩模量Es<4MPa，大部分压缩变形发生在垂直压力为100kPa左右，作为地基时的沉降量很大。

(5)低强度。软土多属近代水下细颗粒沉积土，其天然排水抗剪强度一般小于20kPa，有效内摩擦角仅为几度甚至接近于零。软土抗剪强度试验值与试验方法、排水条件等密切相关，如采用固结快剪，则粘聚力和内摩擦角将比快剪指标大。在荷载作用下，如果软土能够充分排水固结，则其强度将得到明显的改善。

(6)渗透性小.一般竖向渗透系数在(10-6～10-8 cm/s)之间，但其水平向的渗透系数较大，特别当含有水平夹砂层时更为显著。

(7)不均匀性。由于沉积环境的变化，粘性上层中常局部夹有厚薄不等的粉土(砂)，使水平和竖向分布有所差异，作为地基则易产生不容许的差异沉降.

近些年来，基建规模不断扩大，在建筑、水利、交通和铁道等土木工程建设中，人们愈来愈多地遇到不良地基问题，特别是高等级公路，通过水网地区时不可避免地会遇到过湿土和软弱地基。软弱

地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其它高压缩性土层构成的地基，它们需要经过处理才能满足建筑构造物的要求。地基处理的目的就是提高软弱地基的强度，保证地基的稳定，降低软弱地基的压缩性，减少基础的沉降和不均匀沉降等等。

地基处理是古老而又年轻的领域，其历史可追溯到古代，许多现代的地基处理技术都可在古代找到它的雏形。自20世纪80年代中以来，在土木工程建设中遇到需要进行加固的不良地基越来越多，对地基也提出了越来越高的要求，地基处理己成为土木工程中最活跃的领域之一，地基处理在我国得到飞速发展。下面将结合笔者多年经验阐述软土路基处理的常用方法。

2、软土路基处理方法

地基处理的方法很多，各种方法都是根据各种软弱地基的性质发展起来的，很多方法具有多种处理效果，因而地基处理的严格分类是困难的。国内外学者有不完全相同的分类结果。国内现行分类标准很多，如按作用机理、处理深度、处理时效或处理土性等标准对地基处理方法进行分类。曾国熙根据地基处理的作用机理，将地基处理方法分为排水固结法、振(挤)密法、置换及拌入法、灌浆法、加筋法和冷热处理法等，这些方法的主要特点简述如下：

2.1排水固结法

(1)加载预压法。该方法适宜处理软粘土、粉土、有机质沉积物和杂填土。简易可行，效果显著，有成熟理论，处理土质较均匀，但需要长时间，且需搬运土石方。

(2 )超载预压法。该方法适宜处理软粘土、粉土、有机质沉积物和杂填上。它可以减小建筑物使用期间压缩土层次固结沉降，但需要的时间也长，且需搬运土石方。

(3) 砂井( 含各种塑料排水带)法。适宜于无机质软粘土，该方法有成熟的设计和施工经验及计算理论，常和加载预压结合，效果肯定。但施工和预压需要数月时间。

(4)真空预压法。适于处理软粘土。可避免搬运土石方的麻烦，但预压力有限，一般可达80Kpa，处理深度不大，真空泵需不断长时间抽气，耗电多。当压力不符合要求时，可同时另加土石方堆载。

(5) 降低水位法。适于砂性土、软粘土层或下卧层有透水层，可避免或减少加载法中搬运土石方的麻烦，其效果取决于水位降低的深度。抽水时间长，耗电量大。

2.2振(挤)密法

(1) 表层夯实法。适于处理填土、疏松无粘性土、非饱和粘性土和湿陷性黄土，该方法简易可靠，但仅限于浅层处理。

(2) 强夯法。适于处理无粘性土、杂填土、非饱和粘性土和湿陷性黄土，该方法操作较简便，大面积处理时较经济。但需强夯设备，振动强烈，对周围有较大的影响。处理饱和粘土时，效果差。

(3 )振冲致密法。处理粘粒含量小于10%的疏松砂性土，效果显著，处理后地基土性质较均匀。

(4)土桩或灰土桩法。适宜于地下水位以上的湿陷性黄土、杂填土、素填土等，效果显著，较经济，但处理深度有限。

(5) 砂桩法。属于简易处理，效果显著、经济。适于处理疏松砂性土、杂填土和非饱和粘性土。

(6) 振动砂桩法。需要有一套振动砂桩设备，振动及挤压对周围有影响。适于处理疏松砂性土、杂填土和非饱和粘性土。

(7)爆破法。适于饱和净砂及非饱和但经灌水饱和的砂、粉土、湿陷性黄土。快速经济。宜用于大面积处理。处理后土性不均，表层的土未能改善。对周围有大的影响，施工时有危险。

2.3置换及拌入法

(1)开挖置换法。适于处理浅层软粘土、有机质土和杂填土等软弱地基，简易可靠。垫层本身的强度和压缩性都较原来的土好，扩散附加应力性能良好。但置换的深度受限制。如遇地下水，对于重要工程，须附加降低地下水位设施.对于要求不高的建筑物，可采用水下抛填片石。

(2)振冲置换法。适于多类软弱土，对于饱和软粘土，要求其不排水抗剪强度不小于20Kpa。处理效果显著，但不能用于强度过低的软粘土，振冲时会冒出大量泥浆，应考虑其出路。

(3)高压喷射注浆法。适于砂性土、粉土、软粘土、湿陷性黄土和杂填土。处理效果显著，可以用于处理已有的建筑物地基，防止砂土液化、管涌、基坑隆起。

(4)深层搅拌法。适于软粘土或其它软弱土(但不能用于含有石块的杂填土)。处理后的地基强度增长快，沉降较小，效果显著。在公路软基处理中，采用该方法处理后的复合地基的抗侧向位移能力较强，能承受较大的加荷速率。在稳定路堤、防止滑移和缩短工期方面等均较排水固结等方法效果好。

(5)石灰桩法。适于软弱粘性土和杂填土.简易成桩的处理有一定效果，但承载力提高有限，仅适于要求不高的建筑物。若能利用机械深层搅拌石灰，并制成大直径石灰搅拌桩，其处理效果则有显著提高。

(6)褥垫法。该方法简易可行，适于山区要求不高的建筑物地基一部分为岩石或孤石、一部分为土的情况。

2.4 灌桨法

(1) 渗入性灌浆法。适于处理中粗砂、砾，经济，但效果难检验。

(2) 压密灌浆法。适于软弱细粒土或具有大孔隙或孔穴的地基土，可用于调整己有建筑物的不均匀沉降及充填大孔隙，但需要严格控制。

（3）化学灌浆法。适于粘土或更粗粒的砂性土，成胶时间可以控制，处理后地基粘滞性低，隔水性良好，但费用大，效果难以检验。

(4) 电化学灌浆法，适于饱和粘土、粉质粘土，灌注胶体仅适用于净砂，可用于不适宜用高压灌注的建筑物及地基，但不适用于高电导性土，费用昂贵，处理后地基土质改善的程度不均匀。

(5)劈裂灌浆法。适于粉土、软粘土，是近年来发展起来的一种灌浆方法，使过去不能采用灌浆的岩土体成为可能。有不少成功的实例，但技术及理论尚不够成熟，处理后地基改善的程度相当不均匀。

2.5加筋法

(1)埋入土工聚合物或抗拉板条法。适于无粘性土，应用前景广阔，但目前对其本身的物理力学性质、耐久性以及它在土体中的相互作用认识不足。

(2)锚固法。要求有可以锚固的岩体或坚硬土体，可有效维持随侧向荷载结构物的稳定性。

(3)树根桩法。适于各种土，可用于稳定土坡、支挡结构物，或用以处理已有建筑物的地基。