02软土地基及处理方法.docx

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1、软土地基处理方法第一节软土地基病害类型在工程建设中，可能会遇到软土地基问题。软土地基具有含水量高、天然孔隙比大、压 缩性高、渗透性小、抗剪强度低、固结系数小等不利的工程性质，导致地基承载力往往不能 满足工程设计的要求，因此，需要对地基进行人工加固处理。处理软土地基有多种方法，如 果处理不当，就会直接造成建造物、构筑物过量沉降，建造物、构筑物浮现开裂、沉陷等危 害，将造成重大损失。第二节 软土地基处理的目的与原则由软土组成的地基具有以下特点：(1)地基承载力低；(2)地基的沉降和差异沉降较大；(3)地基沉降历时长；由于软土地基的承载力较低，如果不做任何处理，普通不能承受较大的荷载。软土上的 路堤

2、可能会因为过大的沉降引起开裂甚至剪切破坏。因此在软土地基上修筑建造物、构筑物， 要求对软土地基进行处理。软土地基处理的目的主要是改善地基的工程性质，包括改善地基 土的变形特性和渗透性，提高其抗剪强度。第三节软土地基处理方法1 表层处理法表层排水法。表层排水法是在填筑前，在地面开挖水沟，以排除地表水，同时降低地基表层的含水量， 确保施工机械的作业条件，为了使开挖水沟在施工中发挥盲沟作用，常用透水性良好的砂砾 回填。水沟布设应全面考虑地形与土质情况，使排水畅通。水沟断面尺寸普通取宽0. 5m,深 0. 5m- l.Onio填筑前，宜用砂砾回填成盲沟，若埋设孔管，必须用良好的过滤材料保护。 垫层法。

3、垫层法是在软土地基顶面铺设厚度为0. 6m- 1. 0m的砂垫层或者土工布等化学物质(具 体厚度视路堤高度、软土层厚度及压缩性而定，太厚施工艰难，太薄效果差)作为软土层 固结所需要的上部排水层，以加速沉降的发展，缩短固结过程的方法。砂垫层可作为施工场地内 的地下排水层，以降低场地内水位，改善施工时重型机械的作业条件。采用砂垫层，砂宜采用中砂及粗砂，要求级配良好。颗粒的不均匀系数不大于5,且含 量不宜超过3% 5%。砂垫层普通用自卸汽车及推土机配合摊铺，摊铺应均匀，注意不要 有很大的集中载荷作用。（3）稳固剂表层处治法。稳固剂表层处治法是用生石灰、熟石灰、水泥及土壤离子稳固剂等稳定材料，掺人软弱

4、 的表层地基土中，改善施工场地的压缩性和强度特性，保证机械作业条件，提高场地填土的 稳定及压实效果。2强夯法强夯法处理软土地基是利用重锤自然落下产生的冲击波使地基密实，这种冲击引起的振 动在土中是以波的形式向地下传播的。强夯理论认为：压缩波大部份通过液相运动，使孔隙水压力增大，同时使土颗粒错位， 土体骨架解体。而随后到的剪切波使土颗粒处于更密实的状态。强夯法设备简单，合用范围广泛，可用于加固各类填土、湿陷性黄土、砂土、普通粘性 土、软土、工业和生活垃圾等地基，特殊对于非饱和土加固效果显著。3预压排水固结法预压排水固结法地对天然地基，或者先在地基中设置砂井、排水板等竖向排水体，然后 利用建造物本

5、身分量分级逐渐加载，或者是在建造物建造以前，在场地先行加载预压，使 土整体的孔隙水排出，逐渐固结，地基发生沉降，同时强度逐步提高的方法。预压排水固结法可以解决以下两个问题：（1）沉降问题：使地基沉降在加载预压期间，即修筑建造物、构筑物之前沉降大部份或 者基本完成，建造物、构筑物在使用期间不致产生不利的沉降和沉降差。（2）稳定问题：排水固结法加速地基土的抗剪强度的增长，从而提高地基的承载力和稳 定性。对地基承载力和变形要求比较高的建造先可以采用碎石桩（砂桩）进行处理，碎石桩（砂 桩）增加了地基密实度和抗剪强度，使地基土密实均匀，在软土中使用碎石桩（砂桩），普通 挤密作用不明显，主要是靠置换。对于

6、饱和的软塑流塑的地基土，经过处理后，必须经 过预压后才干达到良好的效果。在施工工艺选择上，采用振冲法施工（湿法），设计时要充分考虑场地因素和泥浆排放因 素。对软土地基的处理对策不少，但不管采用何种方法，处理后的地基必须满足强度、变形、 动力稳定性和透水性要求，从而达到减小地基在荷载作用下引起的沉降或者不均匀沉降的 目的。5石灰浅坑法。由于粘性土含水量影响，施工中时常浮现“弹簧土”松软现象。普通较轻的可以采用挖 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40cm50cm方形或者圆形，深普通1m上下的坑, 清除坑内的渗水（

7、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56m,在严重弹簧路段为34m。实际施工中 软土地基的处理 6 桩基法当淤土层较厚，难以大面积进行深处理，可采用打桩办法进行加固处理。而桩基础技术 多种多样，早期多采用水泥土搅拌桩、砂石桩、木桩，目前很少使用，一是水泥土搅拌桩水 灰比、输浆量和搅拌次数等控制管理自动化系统未健全，设备陈旧，技术落后，存在搅拌均 匀性差及成桩质量不稳定问题；二是砂石桩用以加固较深淤泥软土地基，由于存在工期长， 工后变形大等问题，已再也不用作对变形有要求的建造地基处理；三是民用建造已禁用木桩 基础。钢筋混凝土预制

8、桩（钢筋混凝土桩和预应力管桩）目前由于具有较强承载力，投资省，质量 有保证，施工速度快等特点，得到普遍运用。淤土层较厚地基处理还可以采用灌注桩，打灌注桩至硬土层，作承载台，灌注桩有沉管灌注 桩和冲钻孔灌注桩，但两种方法灌注桩还存在一些技术难题，一是沉管灌注桩在深厚软土中 存在桩身完整性问题；二是冲钻孔灌注桩存在泥浆污染问题，桩身混凝土灌注质量，桩底沉 渣清理和持力层判断不易监控等问题。7换土法当淤土层厚度较簿时，也可采用淤土层换填砂壤土、灰土、粗砂、水泥土及采用沉井基 础等办法进行地基处理，鉴于换砂不利于防渗，且工程造价较高，普通应就地取材，以换填 泥土为宜。换土法要回填有较好压密特性土进行压

9、实或者夯实，形成良好的持力层，从而改 变地基承载力特性，提高抗变形和稳定能力，施工时应注意保证填料质量，填料应分层夯 实。对于深度不太大的软基工程，在场地范围内，将需要处理的软土挖除，动力触探合格后, 用碎片石换填，可采用分段挖除，分段分层回填的方法。用于换填的石料强度应不小于15Mpa, 分层厚度不宜大于30cm,石料最大粒径不应大于层厚的2/ 3。依据规范，分层回填的碎片 石应碾压合格，表面石块嵌挤密切无松动，用镐刨不动，普通采用激震力320kN以上的压路 机强震碾压无轮迹。对于较深的软基挖除换填工程量太大，资料显示，施工方采用了粉喷桩。粉喷桩主要 是以粉体物质作加固料和原状土进行搅拌，经

10、过理化作用生成具有较高强度的混合柱体，促 使整个地基产生足够的强度。普通采用水泥作为固化剂，最好用Po32. 5级普通硅酸盐水泥， 要依据施工时间选用水泥初终凝时间合适的水泥，防止未成型即已凝固。试验室应重点对水 泥剂量进行监控，重点保证均匀性。8 灌浆法是利用气压、液压或者电化学原理将能够固化的某些浆液注入地基介质中或者建造物与 地基的缝隙部位。灌浆浆液可以是水泥浆、水泥砂浆、黏土水泥浆、黏土浆及各种化学浆 材如聚氨酯类、木质素类、硅酸盐类等。灌浆法对加固淤泥软土地基具有明显效果。9加筋法土工合成材料土工合成材料是一种新型的岩土工程材料。它以人工合成的聚合物，如塑料、化纤、合 成橡胶等为原料

11、，制成各种类型的产品，置于土体内部、表面或者各层土体之间，发挥加强 或者保护土体的作用。土工合成材料可分为土工织物、土工膜、特种土工合成材料和复合 型土工合成材料等类型。土钉墙技术土钉普通是通过钻孔、插筋、注浆来设置，但也有通过直接打人较粗的钢筋和型钢、钢 管形成土钉。土钉沿通长与周围土体接触，依靠接触界面上的粘结摩阻力，与其周围土体形 成复合土体，土钉在土体发生变形的条件下被动受力。并主要通过其受剪工作对土体进行加 固，土钉普通与平面形成一定的角度，故称之为斜向加固体。土钉合用于地下水位以上或者 经降水后的人工填土、粘性土、弱胶结砂土的基坑支护和边坡加固。加筋土加筋土是将抗拉能力很强的拉筋埋

12、置于土层中，利用土颗粒位移与拉筋产生的磨擦力使 土与加筋材料形成整体，减少整体变形和增强整体稳定。拉筋是一种水平向增强体。普通使 用抗拉能力强、磨擦系数大而耐腐蚀的条带状、网状、丝状材料，例如，镀锌钢片；铝合金、 合成材料等。加筋土是将抗拉能力很强土工合成材料埋置于土层中，利用土颗粒位移与拉筋产生磨擦力， 使土与加筋材料形成整体，减少整体变形和增强整体稳定。10.塑料排水板塑料排水板别名塑料排水带，有波浪型、口琴型等多种形状。中间是挤出成型的塑料芯 板，是排水带的骨架和通道，其断面呈并联十字，两面以非织造土工织物包裹作滤层，芯带 起支撑作用并将滤层渗进来的水向上排出，是淤泥、淤质土、冲填土等饱

13、和粘性及杂填土运 用排水固结法进行软基处理的良好垂直通道，大大缩短软土固结时间。该法与袋装砂井的作 用原理相同，设计方法也基本相同，只是所用材料不一样而已。目前国内厂家生产的多为宽 10mm,厚4mm的带状有横槽的塑料板，其外包有土工布。塑料排水板的施工文教袋装砂 井基本相同。与袋装砂井比较，塑料排水板具有施工速度较快，效率高，施工机械轻便，对 软土地基的扰动较小，可工厂化生产，抗折能力较强等优点。该法可单独使用，但普通是结 合砂垫层或者其它方法一起使用。H、堆载预压法该法是在工程建设之前用大于或者等于设计荷载的填土荷载，促使地基提前固结沉降以 提高地基的强度。经过堆压预处理后，地基普通不会再

14、产生大的固结沉降。堆载物普通用 填土或者砂石等散粒材料。施工填筑时采用分层分级施加荷载，从而控制加荷速率、避免地 基发生破坏，达到地基强度慢慢提高的效果。该法施工简单，不需要特殊的施工机械和材料, 但软土的排水固结时间较长，因此工期普通较长。如施工时间允许，可单独使用；如工期 紧，可结合其它方法一起使用。12、真空预压法在软黏土地基表面铺设砂垫层，用土工薄膜覆盖且周围密封。用真空泵对砂垫层抽气， 使薄膜下的地基形成负压。随着地基中气和水的抽出，地基土得到固结。为了加速固结，也 可采用打砂井或者插塑料排水板的方法，即在铺设砂垫层和土工薄膜之前打砂井或者插排水 板，达到缩短排水距离的目的。第四节方

15、案选择目前软土地基的处理方法较多，到底选用哪种或者哪几种方法进行处理，必须根据建设 场地的基础情况和其他方面的制约和影响的因素综合研究考虑、并通过试验取得可靠的成 果资料后再最后确定经济合理并确保安全可靠的处理方案。1）浅层软基处理当泥沼及软土厚度小于2. 0m时可换填软基，分层回填碾压加固，并结合加筋法进行处 理。抛石挤淤普通用于当泥沼及软土厚度小于3. 0m,且其软层位于水下，更换土壤施工困难或者基底直接落在含水量极高的淤泥上，稠度远超过液限，呈流动状态。普通地说，抛石 是经济的，但技术上缺少把握，因此，当淤泥较厚时选用本法须谨慎。2）深层软基处理a、对于地质分层较为均匀，上部结构较为密实

16、、下部软土已经固结的地基，可以采用 强夯处理，处理后地基沉降也比较均匀，地基差异小，能有满足路基的稳定性要求。这种软基也可以采用其他方法处理如真空预压、加固土桩进行处理。强夯加固的优点是施工速度快、工序简单、造价低，且可以解决浅层粉质黏土的地震液 化问题，缺点是下部软土的长期沉降问题仍未得到解决，残存沉降稍大。真空预压法对软基深层加固效果显著，费用小，沉降基本解决，缺点是工期较长，有施 工工期要求的工程不宜采用该处理方法。加固土桩与软土地基一起形成复合地基，提高了地基承载力、减小地基沉降量。这种加 固方法施工速度快，效果较好，但费用较高。b、对于下部软塑、流塑、淤泥等未固结的饱和软黏土，建议采

17、用排水固结法进行排水， 加快软土地基固结沉降。真空预压和堆载预压都是通过减小孔隙水压力而使土的有效应力增加，但二者的加固机 理并不相同。真空预压后，土中总应力不变；抽真空过程中剪应力不会增加，不会引起土体的剪切破 坏，可以一次性加载；处理后地下水位降低，使相关土层产生排水固结。堆载预压后，土中总应力增加；加载过程中剪应力增加，可能引起土体剪切破坏，需要 控制加载速率；地下水位不发生变化。根据实际工程比较，真空预压比堆载预压处理的加固效果明显，地基沉降均匀，地基密 实度大，且不需要大量的预压材料，费用相对低廉。对于有预载要求的土基，可采用真空- 堆载联合预压，加固效果显著。各种地基处理方法都有它

18、的合用范围、局限性和优缺点。加之具体工程情况复杂、工程 地质条件千变万化、各个工程间地基条件差别很大，具体工程对地基的要求也不同。而且机 具材料等条件也会因工作部门不同、地区不同而有较大的差别。因此，对每一个工程都要进 行具体细致分析，应从地基条件、处理要求、工程费用以及材料、机具来源等各方面进行综 合考虑，以确定合适的地基处理方法。在确定地基处理方法时，可根据工程具体情况，对几 种地基处理方法进行技术、经济以及施工进度等比较。通过比较分析可以采用一种地基处理 方法时，还要由两种或者两种以上的地基处理方法组成的综合处理方案。同时在确定地基处 理方法时，还要注意节约能源。注意环境保护，避免因为地

19、基处理对地面水和地下水产生污染, 振动噪音对周围环境产生不良影响等。要做好软土地基的处理，首先要搞好前期勘察设计工作。根据软土特征和物理力学指标， 通过比较分析，选取合适的软土地基处理方法。强调的是在做好前期地质工作的同时，要注 意做好施工地质工作。在前期地质工作中，由于种勘察技术水平及其局限性，期望在勘察阶 段彻底查明软土的地质特征是十分艰难的，加之经济、时间的因素，勘察阶段是不可能布置 太大的工作量。止匕外，软土地基处理在施工过程中和施工后需做好监测工作。因为软土地基 处理方法和加固效果并非施工结合后就能全部发挥。普通来说，施工完成后还需要经过一 段时间才干逐步体现和加固地基的要求。另一方面，地基处理大都是隐蔽工程，很难直接检 验其加固效果。通过监测既可检查地基的处理效果，又可总结经验，供以后的工作借鉴使用。2022年6月29日