软土地基的危害及处理施工技术

软土地基的危害及处理施工技术
【摘要】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。

本文介绍了软土地基的基本概念，探讨了其危害以及施工现场常用处理软土路基方法。

【关键词】软土地基危害处理技术
一、前言
随着近年来高等级公路建设在全国范围内迅速发展，软土地基处理措施逐渐被提上日程，如果不处理或处理不当，将出现各种病害。

为保证公路运营的安全性和舒适性，我们必须在设计上给予充分重视，针对不同的地质基础采取不同的处理方案，不断应用新技术新工艺、新材料，施工中严格遵守规程，控制好填筑材料的质量、级配及填筑速度，必要时可多种处理措施综合使用。

二、基本概述
俗话说“: 知己知彼,百战不殆”,在对软土及软土地基分析及处理前,必须先对其有个清楚的认识,才能“对症下药”。

1、软土
何谓软土,指海、湖、河、溪等沉积的天然海水量高、空隙大、压缩性强、抗剪强度低的细粒土。

具有透水性差、敏感度高、凝固时间长、承载能力低等特点,其中含有大量的有机腐殖质,土层层状分布无规则,层与层之间物理力学性质相差大。

2、软土地基
对于软土地基的定义,我国尚无统一的规定,我国建筑工业出版社中《工程地质手册》指出,软土地基是一种天然含水量高、压缩性高、承载能力低的一种软塑状态的粘土,如淤泥。

日本公路设计规范中认为,软土地基主要是指由粘土和粉土等细微颗粒组成的松软土。

无论是何种定义,高压缩性、低承载力是其主要特点。

三、软土地基的危害
软土地基由于可变性强,会因沉积年代、气候变化其物理学性质发生变化,因此软土地基的性质无统一性,差别巨大,若未对症处理,将造成重大危害。

1、影响数据的真实性
公路的设计来源于勘察数据报告,若勘察数据的不准确,必定会对误导其设计及处理方法,最终影响工程质量,更甚至引起下沉、倾斜和塌方。

而软土由于厚度变化大,分布复杂,导致软土地基厚度大,固结速度慢,沉降不均匀,在平整度不一的软土中勘察,误差大。

2、增加工程成本
受市场经济的影响,很多公路工程公司将重点放在了利润和工期中,在施工过程中一味的追赶工期,在软土地基尚未完全固结的情况下,就进行了下一道工序,导致出现变形、下沉,工程只得返工,不仅耗时、还耗力、耗资金。

3、影响工程质量
由于软土地基间隙大,容易吸收水分,但水分蒸发却慢,勘察时节的不同,其数据也不相同,比如潮涨、潮汐对地下地基影响大,若未区分考虑,施工中必定容易出现误差,影响工作质量。

4、影响工程稳定度
在施工工程中,软土地基要严格按照施工规定的分层填筑法,若盲目的为赶工期,导致填土过快,碾压不牢,定会影响工程的稳定度“, 楼歪歪”也许就会变成“路歪歪”。

三、施工现场常用处理软土路基方法
在施工中经常碰到的情况多数不是软土地基，因为如果有软土地基一般情况在设计时应该根据地质资料，提出处理方法。

多数情况是有局部地段地质情况和原来设计不同，出现局部地基承载力达不到设计要求，或者由于局部地段含水量过大（原有排水系统不畅，原有地基土质渗水性不好）造成地基软弹（翻浆，弹簧土地段）。

根据出现的这些情况一般常用的方法主要有：
1、换填
这是最常用的方法。

这种方法最大有效处理深度 3 米。

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土或砂、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土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
就是在要处理的路段根据要处理的路段的长度，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。

也可以填入不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0.6～1.0 米。

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，敲碎回填的方法：“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40～50 厘米方形或圆形，深一般1 米上下的坑，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 的生石灰，即可回填碾压。

坑的行距和坑距在轻度弹簧路段为5～6米，在严重弹簧路段为3～4 米。

四、因地制宜制定处理方法
1、浅层软土地基——替换法。

对于浅层的软土地基,可以采用替换的方法,具体做法是将软土地基清除,换用强度高、稳定性好、透水性强的粗砂、沙砾、片石、卵石等进行回填,不仅能提高持力层的承受力,而且路径沉降均匀,避免出现软土地基沉降不均而发生的路面不整现象,所填厚度以80cm为宜。

2、厚淤土——桩基加固法。

当软土地基为厚淤土时,此时若选择大面积处理比较难,可以采用桩基加固处理法。

淤土厚度<5m时,可以采用石灰桩,主要原理在于生石灰水化过程中,体积会逐渐膨胀,膨胀的同时不断压挤土壤,从而增加其密实度。

由于石灰桩的膨胀挤密效应与排水固结作用密切相关,因此在设计中宜使用小桩径,布密桩的原则,桩径一般为300mm,桩距一般小于桩径的4倍；淤土层厚度在5～10m时,采用灌注桩直至硬土层；淤土层厚度大于10m时,可采用悬浮桩,通过相关计算公式出桩长、桩距、工后沉降及稳定安全系数。

3、砂性土——排水法。

砂性土无粘性,含有一定数量的细颗粒,由于其水稳定性好,因此在水位较高或含水量大时容易形成软土地基,对此可以采用排水法。

首先可以通过在地基两次挖比原地下水位低的渗水暗沟,填沟宜选用透水性强材料,比如砂、石等,填埋时要以反漏层结构技术进行铺设,这样能够有效达到降低土基层地下水位的效果。

其次可以安置塑料排水板,它具有弹孔过水面大、排水顺畅、强度高、耐水性好的特点,但在安置时要注意,需要在排水板外层裹一层无纺土工织物滤层,以防流砂进入管内引起堵塞。

4、低饱和度粉土——强夯法。

强夯法主要是通过重锤从高空落下产生巨大的冲击波,致使土中空隙压缩,土体局部液化,同时夯击点形成的裂缝,又成为排水通道,让土中的水分能够顺利排出,从而加快土体的结固,使土体的压缩性降低而承载力提高。

夯锤的重量一般为20吨左右,锤底精静压力视土颗粒大小而异,一般小颗粒宜选小值,同时根据工程实际情况确定夯实点数、落距及加固深度。

结论
软土地基成因类型不同, 厚度不同, 性质各异, 因此在处治过程中不能一律对待, 应首先查明地质特点和土质条件, 有针对性的制定出适合的软基处理的最佳方案, 这样才能作出合理的处治。

【参考文献】
[1]徐志钧. 软土地基和预压发地基处理[M] . 北京: 机械工业出版社, 2004.
[2] 中华人民共和国行业标准.公路软土地基路堤设计与施工技术规范(JTJ 017— 9 6 ) . 北京: 人民交通出版社.。