软土地基处理以及加固策略的探讨

　　摘要：在软土地基上修筑路基若处理不当,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。特别是有的路段一定范围内存在较厚层流塑状淤泥软土层,属海相沉积物,灵敏度测试经验值在3～7之间,,在工程所在地区抗震设防烈度为7度的条件下,土层可能引起轻微—中等软化变形,淤泥土会丧失原有的力学强度,产生失稳沉陷,是工程建设中抗震不稳定土层,不宜作为浅基或桩基持力层,需进行软土地基处理。本文则在此基础上对软土地基处理以及加固策略作出一番探讨。
　　关键词：浅基，软土地基，加固
　　1软土地基的特点
　　软土对公路的危害,引起我国各级公路部门的高度重视,科研、设计、施工等单位也经过多年努力,在实践中摸索了不少对策,并取得了可喜的成绩。交通部颁布了《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》,使我国公路软基无论在设计方面或施工方面,出现了有章可循的局面。《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》对软土的定义为滨海、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。根据工程实际经验,我们可以得出结论,除了上述特征指标外,还应根据液限指标和稠度等来综合判别确定。软土地基的特点是强度低、固结慢、变形大;在软土地基上修筑高等级公路最突出的问题是稳定与沉降变形。软土地基对道路还有一种影响,即其含水量较大不能达到较好的压实要求和其它技术标准。
　　2、软土地基设计关健
　　软土地基设计和施工的关键是搞清楚地基工程地质和水文地质条件，收集详细的工程地质、水文地质及地基基础的设计资料。根据地基处理的目的(如解决稳定性或变形问题)、使用要求(如工后沉降及差异沉降)、结构类型、荷载大小等，并结合地形地貌地层结构、土质条件、地下水特征、周围环境和相邻建筑物等因素。初步选定几个方案然后进行比选。对初步选定的各种地基处理方案，分别从处理效果、材料来源、机具条件、施工进度、环境影响等方面进行认真的技术经济比较，根据安全可靠、施工方便、经济合理的原则选择最佳处理方案。在进行软基处理设计时必须明确每种处理方式的适用范围和局限性，经过正确、严谨的比较后，选择出最适合该工程的软土地基的处理方式。
　　3软土地基的加固方法
　　3.1堆载预压法
　　堆载预压法可以分为三小类:(1)超载法。一般用于要求预压期较短，软土地基不至于发生剪切滑移的场合下。(2)等载法。(3)欠载法。通常只等于设计的路基所产生的压强。只需轻度处理或有充分预压期的软土地基可采用这种方法。堆载土土源紧缺或者不便废弃余土的场合下，也可以采用这类方法。
　　基本原理:天然地基在预压荷载下压密固结，地基产生变形而强度提高，卸载后建筑物沉降减小，地基承载力提高。堆载预压通常是在软土上预先堆置相当于建筑物重量的荷载，有时也利用建筑物的自重进行。当天然土地基渗透性较小时，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，如砂井、袋装砂井或排水塑料板等。适用范围:软粘土、粉土、杂填土、冲填土、泥炭土地基。特征:本法施工机具和施工方法简单，可加速饱和软琳土的水固结，使沉降及早完成和稳定同时可以防止土基滑动破坏，大大提高了地基的抗剪强度和承载力。
　　3.2水泥土深层搅拌法
　　基本原理:利用深层搅拌将水泥和地基土原位搅拌，形成具有整体性、水稳性，以及较高强度的圆柱状、格栅状、或连续水泥土增强体，从而提高地基承载力、增大变形模量、减小沉降。搅拌桩多采用双头8字形式，由两根直径为700mm桩中间咬合200mm组成，外包尺寸为1200mmx700mm。用水泥土搅拌桩处理地基要注意水灰比的确定，明确喷浆座底
　　的要求。喷浆分段位置要设在桩长偏下的地方。为检验设计和施工要进行水泥土搅拌桩的单桩静载试验和复合地基静载试验。该方法的优点是可以最大限度地利用原土，搅拌时无侧向挤土，无震动，无噪声，无污染。缺点是施工工艺要求严格。
　　3.3压密灌浆法
　　基本原理:通过钻孔将压浆管放人到预定深度的土层，向土中压人高粘滞性土、水泥和水调成的浆液，在压浆点周围形成灯泡形空间。因浆液的挤压产生上抬力，从而引起地层局部隆起，以此纠正建筑物的局部倾斜。该方法工艺简单、造价低，加固作业快，但是注浆方向和质量不易保证，强度提高随机分布，对施工单位在经济和管理方面要求较高。
　　适用范围:软弱粘性土、具有大孔隙或孔穴的地基土，中砂，湿陷性黄土地基。
　　注意事项:①要有合理的适用范围。②要有适宜的注浆压力。压力太小则注浆点之间交接处附近土体得不到应有的压密和填充;压力太大则会因土体产生过大裂缝而引起浆液流失或冒出地面。③要有合适的浆液配比。它将对注浆后土体强度、浆液流动性、硬化速度、经济指标等产生很大的影响。④适量的注浆量。量太大可能引起地面上升开裂，造成浆液流失;太少则起不到应有的加固作用。⑤根据不同的加固目标采用相应的注浆喷头。
　　3.4土工合成材料法
　　土工合成材料具有特有的工程性质，利用其较高的抗拉强度性质、良好的透水水理性质和耐久性，将具有一定刚度和抗拉力的土工合成材料铺设在软土地基表面，再在其上填筑一定厚度的砂垫层(砂土或砾石土)，在荷载的作用下产生地基沉降，同时在其周边地基产生侧向形变和部分隆起时，使基础底部的土工合成材料产生拉应力;而作用于土工合成材料与地基土间抗剪阻力就能相对地约束地基的位移;并且作用在土工合成材料上的拉力，也能起到支承荷载的作用。同时土工合成材料具有较高的延伸率，从而可使上部荷载应力扩散，相应提高原地基的承载力。
　　3.5加筋法
　　软土土体是由固体矿物颗粒组成的骨架以及填允其间隙的水和空气组成的三相体，粒间连接微弱，抗拉强度远低于抗压强度，稳定性主要靠颗粒间的嵌挤和摩擦来维持，所以软土本身强度很低。高强度的土工合成材料筋材起加筋作用，所谓“加筋”是指将筋材埋在土体之中，筋材可以分散土体的应力，增加土体的模量，传递拉应力，限制土体的侧向位移，增加土体的强度和韧性，从而达到加固地基的目的。目前用于加筋的土工合成材料品种很多，例如土工格栅、高强土工布、土工网格、土工带和土工格室等。[!--empirenews.page--]
　　3.6强夯法
　　适用范围:强夯法设备简单，适用于填土、失陷黄土、饱和软粘土地基层中夹有多层粉砂，或用于采用在夯实中回填块石、碎砾石、卵石等粒料的地基上，这类方法只能用于含水量不太的地基处理，通过减少土体中空气所占空隙率，增大地基土的密实提高地基的承载能力。特征:强夯法具有地基加固效果显著、设备简单、施工方便、使用范围广、经济易行和节省材料等优点。施工工艺:强夯处理前，取不同深度处原状土的天然密度、天然含水量、地基承载力、湿陷性系数，并做土的液塑限试验。不同夯击能，夯击次数处理地基(6,8.10击)后，分别取土样，完成固结试验和密实度试验，同时完成不同深度处地基承载力试验。根据试验数据判断:达到要求处理深度时，合理的夯击能所对应的最佳夯击数、夯沉量、干密度及承载力，并以最佳夯击数所对应的夯沉量、干密度及载力作为施工控制指标。施工中预先估计强夯后可能产生的平均地面起伏，并以此确定地面高程，然后用推土机平整，遇到地表为细粒土、地下水位较高的情况，有时需在表层铺设0.5-2m的砂、砂砾或石。这样做的目的是在地表形成硬层，可以用以支撑起重设备，确保机械通行、施工。又可加大地下水和表层面的距离，防止夯击效率低。
　　4结束语
　　通过上述各种方法的阐述，知道各种方法都有不同的适用范围及优缺点，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，所以设计及施工的技术人员必须意识到软土地基的危害性，坚持以数据说话，认真测定基底的承载力，并根据不同的土质情况、不同的投资和工期要求，采用切实可行的处理方案。
　　参考文献
　　1王钧.水泥土搅拌法处理地基.北京:机械工业出版社，2009
　　2刘麟地基处理实用技术.北京:中国铁道出版社.2010

《软土地基处理以及加固策略的探讨》

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