软土地基施工的处理方法

关键词：软土地基，处理方法

 

　　在设计与施工上，道路选线避开软土地区是有利的.但充分利用土地的现实，迫使经常将路线选在软土地区。在软土地区修建道路时，常遇到如何选择符合目的且处理方法最经济的问题。由于软土的强度很低，天然软土地基的承载力特征值一般为50~80MP,，不能承受较大的荷载。因此，在软土地基上修筑路堤，要求对软土地基进行处理。地基处理的目的主要是改善地基的工程性质，达到满足地基稳定和变形的要求，包括改善地基土的变形特性和渗透性，提高其抗剪强度，消除其不利影响。处理方法大致可分为以下几类:

　　(1)表层处理法:在基础地基表面铺砂或用石灰、水泥处治，或设置排水.常用的表层处理法有表层排水法、砂垫层法、铺砂法及稳定剂处治法.其中砂垫层法一般与垂直排水法并用.主要效果是控制剪变形，附带效果是阻强度降低，促进强度增长增加抗滑阻力.

　　(2)换填法:将软土层的一部分或全部挖去，以换填良好材料的方法，主要效果是增加抗滑阻力，附带效果是控制剪切变形，减小总沉降量. 这种方法处理的路基强度高，见效快。适合工期紧，任务重的工程。

　　施工时首先清除换填范围内地面上垃圾等杂物，并在换填范围内两侧按1 :0.5的坡度开挖边坡。将基底大致整平，推成坡度为2%的横坡，并碾压密实。之后分层填筑:砂垫层，每层压实厚度25cm，按照经过试验确定的合格填料和经过试验确定的工艺参数，进行分层填筑压实。接着摊铺整平，为了保证路堤压实均匀和填层厚度符合规定，填料采用推土机初平，刮平机进行二次平整，使填料摊铺表面平'整度符合要求。砂的含水量直接影响压实密度。发表论文。在相同的碾压条件下，当达到最佳含水量时密实度最大，填料含水量波动范围控制在最佳含水量的+2%一3%范围内，超出最佳含水量2%时应晾晒，含水量低于最佳含水量应洒水。最后进行机械碾压：碾压是保证砂垫层达到密实度要求的关键工序。碾压按照“先静压，后振动碾压”，“先轻，后重”，“先慢，后快”，“先两侧，后中间”的原则。

　　(3)压重法:预先加载以加速沉降.压重荷载一般用路堤、水或用井点降低地下水位，从而增加有效应力.常用的有路堤压重、真空压重及降低地下水位等方法.主要效果是加速固结沉降，附带效果是促进强度增长.

　　(4)垂直排水法:按适当的间距在地基内设置垂直砂桩或纸板，缩短水平方向的固结排水距离，以加速固结沉降，并达到提高强度的目的.常用的有砂井排水和纸板排水等方法. 通过布置垂直排水井，改善地基的排水条件及采取加压、抽水、抽气和电渗等措施，以加速地基土的固结和强度增长，提高地基土的稳定性，并使沉降提前完成。主要效果是加速固结沉降，附带效果是控制剪切变形，促进强度增长.

　　该方法适用于处理厚度较大的饱和软土和充填土地基，但对于较厚的泥炭土要慎重对待。

　　(6)挤实砂桩法:在地基内造成密实的砂桩，使软上层密实，同时靠砂桩的承载力增加稳定性，减小沉降量，加速固结沉降的效果.施工方法有打入法、振动法及用砂砾代替砂等各种方法.主要效果是:减小总沉降量，阻止强度降低，增加抗滑阻力.附带效果是加速固结沉降，控制剪切变形.

　　砂桩法适用于松砂、杂填土多的地段。孔中灌砂，即形成砂桩，砂桩的作用是将地基土挤紧，并与地基土组成复合地基，井径较大，间距较小。可有效地防止砂土基底的振动液化。砂桩加固的范围一般比路基或基础宽一些，考虑应力在土中的扩散作用，规定要宽出基础各边长度lm。在通常情况下，桩径可取20~30cm 。砂桩的排列一般为梅花形，其桩距可通过计算确定，一般为直径的35倍。桩长这样确定，当软土层较薄，砂桩可穿透软土层，软土层厚度即为砂桩长度。如果软土层很厚，可先假定一砂桩长度，然后验算桩底处软土的应力，其值要小于或等于软土的容许承载力即可。发表论文。

　　(7)振冲压实法: 所谓振冲法即采用振冲碎石桩加固湿软地基的方法，其碎石桩是以机械钻孔或水力冲孔后填以碎石振密而成，因此叫振冲碎石桩。桩本身的强度比挤密砂桩的强度高得多，所以是一种比较好的加固方法，既经济又快速，技术效果也好。振冲法的施工机具简便、施工快、工期短、造价低，而且对砂性大的湿软地基加固效果特别明显。

　　振冲法加固后的地基，仍作为复合地基来考虑。当地基土强度较高时，振冲法加固效果很好。振冲法是以起重机吊起振冲器，电动振冲器产生高频振动，水泵喷射高压水流，在振动和高压水的联合作用下，振冲器沉入土中预定深度，经过清孔用循环水带出孔中稠泥浆，向孔中逐段添加碎石、予以振动挤密，在地基中形成振冲桩。振冲桩的填料从严格控制粒径和级配，粒径应不大于5cm，大小要搭配，并掺10~15%的中粗砂，以起反滤作用，以免泥砂堵塞碎石桩隙，丧失桩的渗水排水作用。

　　(8)石灰桩法:用生石灰在地基内形成桩柱.靠生石灰的吸水作用使地基疏干，靠化合作用使地基凝固.不仅有石灰柱，还有石灰与其他材料的混合桩.主要效果是增加抗滑阻力，提高地基强度，减少总沉降量.

　　石灰桩与砂桩类似，即在孔中填石灰，用于挤密软土地层，是近年来广泛采用的一种新技术。石灰桩的主要作用是挤密，而生石灰的吸水、膨胀、发热及离子交换作用，改善了原地基土的性质，也使桩体硬化，此外还可减小因周围土的蠕变所引起的侧向位移。将石灰和水就地拌合，增加石灰与外界的接触，可提高桩的早期强度。石灰桩吸水膨胀和对土体的挤压作用，是石灰桩加固地基的特殊功能。石灰桩施工的基本要求:一是生石灰必须密封存放，最好选用新鲜块灰，二是灰块必须粉碎至一定要求。石灰桩的布置与尺寸，与砂桩类似。

　　适用于渗透系数适中的软粘土、杂填土、膨胀土、红粘土、湿限性黄土。发表论文。不适合地下水位以下的渗透系数较大的土层。当渗透系数较小时，软土脱水加固效果不好的土层慎用。

　　（9）竖向塑料排水板处理软弱地基：用塑料排水板将地基中的水排除，以增加作用于土颗粒的有效应力来加速地基固结沉降，达到提高强度的目的。这种方法的优点是:成本较低，在施工过程中没有排水孔断面不均匀和受堵塞的情况，断面小，对地基扰动小，打设机械轻，可用于较软的地基处理中。施工工艺流程：

　　　　测量放样→地面清理及调平层铺筑→铺垫泥质岩找平层→铺设下层砂砾石垫层→放出桩位→打塑料排水板→灌砂砾及填坑→铺设上层砂砾石垫层→铺土工布→埋设沉降观测板。

　　(10)水泥搅拌桩喷浆法，是利用水泥作为固化剂的主剂，通过特制的搅拌机械在地基深部就地将软土和固化剂强制拌和，使软土硬结而提高地基强度。.施工工艺流程：

　　桩位放样→钻机就位→检验、调整钻机→正循环钻进至设计深度→打开高压注浆泵→反循环提钻并喷水泥浆→至工作基准面以下0.3m →复搅至设计深度→反循环提钻至地表→成桩结束→施工下一根桩。

　　该方法适用于淤泥、淤泥质土、含水量较高、地基承载力不大于120kP.a的粘性土、粉土等软土地基。在有较厚泥炭土层的软土地基上，宜通过试验确定其实用性，并可适量添加磷石膏以提高搅拌桩身强度。当地下水中含有大量硫酸盐时，应选用抗硫酸盐水泥，冬季施工时应注意负温对处理效果的影响

　　以上各种软土地基的处理方法既可以单独使用，也可以几种方法综合使用，施工中应该联系实际，根据地基状况，道路性质，施工条件，周围环境等因素选择最优施工方案。

 

[1]刘玉卓.公路工程软基处理【M】.北京:人民交通出版社，2002

[2]张诚厚等.高速公路软基处理【M】.北京:中国建筑工业出版社1997

[3]顾晓鲁、钱鸿给等.地基与基础(第三版) 【M】.北京:中国建筑工业出版社，2003