软土地基处理方法的研究与运用.doc

软土地基处理方法的研究与运用中文摘要 我国幅员辽阔，地质构造复杂多变，加之受到所处自然地理环境和气候多变等因素影响，更加剧了工程地质的复杂性。因此在公路工程建设中，会遇到各种类型的地质地基情况，在此地质地区路基工程会出现很多问题，软土路基只是其中一种情况。所谓软土,是指强度低，压缩性较高的软弱土层。多数含有一定的有机物质。由于软土强度低，沉隐量大，往往给道路工程带来很大的危害，如处理不当，会给公路的施工和使用造成很大影响。软土根据特征，可划分为：软粘性土、淤泥质土、淤泥、泥炭质土及泥炭五种类型。路基中常见的软土，一般是指处于软朔或者流朔状态下的粘性土。其特点是天然含水量大、孔隙比大、压缩系数高、强度低，并具有蠕变性、触变性等特殊的工程地质性质，工程地质条件较差。选用软土作为路基应用，必须提采取出切实可行的技术措施。 这种土质如果在施工中出现在路基填土或桥涵构造物基础中，最佳含水量不易把握，极难达到规定的压实度值，满足不了相应的密实度要求，在通车后，往往会发生路基失稳或过量沉陷。其危害性显而易见,故禁止采用。 在软土地基上修筑路堤，特别是桥头引道，如不采取有效的加固措施，就会产生不同程度的坍滑或沉陷，导致公路破坏或不能正常使用。 软土地基下沉的一个主要原因是软土地基的沉降，包括瞬时沉降、固结沉降和次固结沉降三部分。根据沉降标准，按我国现行的有关规定，用容许工后沉降路面设计使用年限内的剩余沉降来控制(其值见有关设计标准)。 一般地，除要确保新填筑路基的密实度以减少沉降外，包括原地面的地基总沉降必须达到基本稳定，沉降量大致达到总沉降量的80%以上时，才容许铺路面。软土地基沉降严重时，不仅增加填方数量，而且沉降或水平位移对临近填土的桥台、挡土墙、涵洞，甚至对附近的住宅、农田以及路线的技术标准都会产生很大的影响。 为此，首先应做好深入细致的工程地质勘探工作，充分研究已有地质资料，采取调绘、钻探、原位测试及物探等综合勘测手段。查明路段所处的地形、地质、水文、气候、径流条件等自然环境条件和路基排水条件，明确松软土层的成因、类型、分布范围及其在路线通过地带分布的具体情况，确定软土层在纵向、横向的分布厚度、层次、各层土的土质及物理力学性质(如天然容重量、天然含水量、塑限、液限、孔隙比、内聚力、内摩擦角、承载力及渗透系数等)。根据路基土的工程特性，选用适当的处理措施近年来,随着高等级公路建设的迅速发展,，对地基的要求也越来越高，为了解决软土路基对施工的影响，有必要对软土路基性质、各种处理方法的特点以及施工工艺加以讨论研究。本文将着重介绍软土路基的危害、形成原因、特点、各种处理方法的特点、对比选择、以及常用处理方法的施工工艺的探讨。关键词 ：软土路基； 危害； 成因； 变性特点； 处理方法； 施工工艺soft soil foundation treatment method research and applicationenglish abstract our country has massive land, complex geological structure is changeable, together with the place by the natural geographical environment and climate changeful etc factors, more increased the complexity of engineering geology. so in highway engineering construction, will meet all kinds of geological foundation, in the subgrade engineering geological region will appear a lot of problems, soft soil subgrade is just one kind of circumstance. the so-called soft soil, it is to point to low strength, high compressibility of weak soil. most contain certain organic matter. due to the low strength of the soft soil, heavy hidden quantity is big, often give a road engineering brings great harm, such as improper handling, will give highway construction and use a big impact on. according to the characteristics of soft soil, can be divided into: soft clay, silt soil and silt, peat soil and peat five types. common subgrade in soft soil, generally refers to the new moon in soft or flow under the new condition of cohesive soil. its characteristic is the natural water content, void ratio, high compressibility, low strength, and has creep, thixotropy and other special engineering geological properties, engineering geological conditions are relatively poor. choose soft soil roadbed application, must ask take out feasible technical measures. this kind of soil if in construction appeared in the roadbed fill or bridge construction foundation, the optimum moisture content is not easy to grasp, and very difficult to meet the prescribed compaction degree value, cant satisfy the corresponding compactness requirements, in after the opening to traffic, often in roadbed instability or excessive settlement. the hazards is obvious, therefore, are prohibited. in the soft ground, build up the embankment, especially the bridge approach road, such as not to adopt effective reinforcement measures, it will produce different degree of and sliding or settlement, leading to highway damage or cannot use normally. soft soil foundation sinking one of the main reasons is that the settlement of soft soil foundation, including instantaneous settlement, consolidation settlement and the secondary consolidation settlement of three parts. according to the settlement standard, according to the relevant provisions of the present, with allowable post-construction settlement - pavement design use fixed number of year within the residual settlement to control (the value that see the design standards). generally, in addition to ensure new filling roadbed compactness in order to reduce the settlement, including the in situ foundation total settlement must achieve basic stability, settlement generally reach more than 80% of the total settlement, to allow pave the road. soft soil foundation settlement serious when, not only increase embankment quantity, and settlement or horizontal displacement of the filled soil near the bridge abutment, retaining wall, culvert, even for nearby residential, farmland and route technical standards will have a great effect. therefore, first of all should do in-depth and detailed engineering geological exploration work, and fully study of existing geological data and take annotation, drilling, in situ test and comprehensive geophysical survey method. find out where sections of the topography, geology, hydrology, climate, flow conditions and other natural environmental conditions and roadbed drainage conditions, clear soft soil causes, types, distribution range and the route through zone distribution of the specific situation, determine the soft soil in the longitudinal and transverse distribution of the thickness, level, each layer of soil and soil physical and mechanical properties (such as natural capacity weight, natural water content, plastic limit, liquid limit, pore ratio, cohesion and angle of internal friction, bearing capacity and permeability coefficient, etc.). according to the subgrade soil engineering characteristic, choose the proper treatment measures in recent years, with the rapid development of highway construction, and for the requirements of the foundation is also more and more high, in order to solve the soft soil subgrade construction of the influence, it is necessary to soft soil subgrade properties, all kinds of processing method of characteristics and construction technology discussed research. this paper introduced the harm of soft roadbed, the causes, characteristics, all kinds of processing method of characteristics, comparative selection, and common treatment methods, discussed the construction technology of. keywords: soft soil subgrade; harm; cause; degeneration characteristics, processing method; construction technology 目 录引 言11、软土路基形成原因及特点2 1.1、我国软土的类型、特征及其分布21.2、软土的工程性质31.3、软土地基发展趋势41.4、 软土地基加固处理的现状42、软土地基的勘察42.1、 软基工程勘察42.2、 勘察的方法与要求53、软土地基的危害64、软土路基处理74.1、 软基处理的目的和意义74.2、软基处理的一般原则74.3、 软土路基设计处理原则8 4.4、软土路基处理方法9结 论15致 谢16参考文献17引 言路基工程是公路路面平整度的基础，是公路施工质量的基础，加快公路路基施工质量管理以及施工方式研究对于保障公路施工质量促进我国经济发展有着重要意义。公路路基工程施工质量是整体工程的基础，对公路施工的整体质量有着重要影响。路基的微小变化都会直接通过公路结构层传至路面，引起路面变化，进而影响公路行车。路基施工质量更对路面平整度有着极大的影响，路面平整度不达标准对于公路行车安全性及舒适性都有一定的影响。软土路基如果处理不到位，使用一段时间后还会出现路基塌陷，路基整体滑坡，对公路行车造成极大的安全隐患。路基工程作为路面支撑、行车的基础，其施工质量是公路工程施工的关键，排水系统以及边坡护理等也对路基的质量有着一定的影响。公路路基工程是一项系统的工程，加快公路路基施工管理已经成为公路施工企业的首要任务。1、软土路基形成原因及特点 软弱土是指近代水下沉积的饱和粘性土，是淤泥、淤泥质粘土、泥质粉土、泥炭、泥炭质土等一类土体的简称，广泛分布在我国沿海内陆平原或间盆地。不同地域软土的成因、结构和形态各不相同，但都具有基本相同的物理力学特征:天然含水量高、天然孔隙比大、渗透系数小、压缩性高、强度低，可呈灵敏性结构。软土作为工程建筑特的地基，由于其承载力低、往往会产生不同程度的坍滑或沉降陷。具体该如何定义软土，各行业部门如建筑、铁路、公路、港工等，根据行业特点和习惯，给出的定义或判定条件不尽相同。文献1认为软弱土是指淤泥、淤泥质土、充填土、杂填土或其他高压缩性土。其中淤泥是在静水或缓慢流水环境中沉积并经生物化学作用而形成，为天然含水量大于液限、天然孔隙比大于或等于1.5的粘性土;天然含水量大于液限而天然孔隙比小于1.5、但大于或等于1.0的粘性土或粉土称为淤泥质土。文献2中将软土解释为天然含水量大、压缩性高、承载力低的一种软塑到流塑状的粘性土，如淤泥、淤泥质土，以及其他高压缩性饱和粘性土、粉土等。淤泥和淤泥质土的特征解释为，在静水或缓慢流水环境中沉积，经生物化学作用而形成的饱和粘性土，含有机质，天然含水量大于液限。当孔隙比大于1.5时称为淤泥;天然孔隙比小于1.5而大于1.0时称为淤 泥质土。当土的烧失量大于5%时，称有机质土;大于60%时称为泥炭。文献3中将软土定义为，含有大量亲水的胶体颗粒，具有海绵状结构的松散体，其性质为天然孔隙比大、含水量高、透水性小、强度低、压缩性大。文献4中对软土给出的定义为:在静水或缓慢的流水环境中沉积，经生物化学作用形成的饱和软弱粘性土。对软土的主要特征描述为:天然含水量高(接近或大于液限)，孔隙比大(一般大于1.0)，压缩性高，强度低，渗透系数小。 文献5中定义软土为滨海、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，天然含水量35%，天然孔隙比1.0，十字板剪切强度35pka或静力触探总贯入阻力小于75kpa。文献6中将软土定义为天然孔隙比大于或等于1.0，且天然含水量大于液限的细粒土，包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭土等，其压缩系数大于0.5mpa-1，不排水强度小于30kpa。 关于软土定义，除以上所述外还有一些，但大同小异，在此不一一叙述。概而言之，工程界通常口语称呼的软土指天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、承载力低的土。1.1、我国软土的类型、特征及其分布我国软土分布广阔，地域差距大，形成的因素复杂，下表1-2简要的概括了我国软土的分布、类型及其特征。1.2、软土的工程性质 软土无论按成因还是按土质划分，种类很多。但它们都具有以下几个方面的共同工程性质：颜色以深色为主，颗粒成分以细粒土为主，有机含量较高；天然含水量较高，容重小，天然含水量大于液限，超过30%；相对含水量大于1.0；软土的饱和度高达100%，甚至更大，天然容重为1.519kn/m3;天然孔隙比小，一般大于1.0；渗透系数小，一般小于10-6/s数量级，沉降速度慢，固结完成所需时间较长；粘粒含量高，塑性指数大；高压缩性，压缩系数大，基础沉降量大，一般压缩系数大于0.5mpa-1；强度指标小，软土快剪凝聚力小于10kpa,快剪力内摩擦角小于5；固结快剪的强度指标略高，凝聚力小于15kpa，内摩擦角小于10；软土的灵敏性较高，灵敏度一般在210之间，有时大于10，具有显著的流动特征。正因软土路基具有以上的特点，软土路基问题及其危害概括起来主要有如下两个方面: （1）强度及稳定问题。当软土路基的抗剪强度不足以承受路堤及路面外荷载时, 软土路基会产生局部或整体剪切破坏, 造成路堤塌方、失稳及桥台破坏。（2）沉降变形问题。当软土路基在上部荷载及外部荷载作用下产生过太的沉降变形时, 会影响道路的正常使用。特别是产生过大的不均匀沉降时, 会造成路面开裂破坏, 结构物与路堤衔接处差异沉降, 引起桥头跳车, 涵身、通道凹陷, 沉降缝拉宽而漏水; 路面横坡变缓、积水, 从而引起路面损坏等。软土的灵敏性较高，灵敏度一般在210之间，有时大于10，具有显著的流动特征1.3、软土地基发展趋势近年来，国外的地基处理技术发展的十分迅速，老方法得到改进，新方法不断涌现。在世纪年代中期，从如何提高土的抗拉性质这一思路上，发展到土的加筋法；从如何有利于土的排水和排水固结这一基本观点出发，发展到了土工合成材料、砂井预压和塑料排水带；从如何进行深层密实处理的方法考虑，采用加大击实工的措施，发展到了强夯法和振动水冲法等。另外，国外现代工业的发展，对地基工程提供了强大的生产手段，如能制造重达几十吨的强夯起重机械；潜水电机的出现，带来了振动水冲法中振动器等施工机械；真空泵的问世，建立真空预压法，生产了大于mpa气压的空气压缩机，从而产生了高压喷射注浆法。目前地基处理已成为土力学与岩土工程领域的一个主要分支学科，国际土力学与岩土工程协会下有专门的地基处理学术委员会。中国土力学与岩土工程协会1984年成立了地基处理学术委员会，并于1986、1989、1992、1995、2000年分别召开了六届地基处理学术讨论会。1988编著出版了地基处理手册，1990又开始出版了地基处理杂志，提供了推广和交流地基处理新技术的园地。我国建设部已颁发了建筑地基处理规范jgj79-91，交通部1997年颁发了公路软土地基路堤设计与施工技术规范，对公路工程中软土地基处理设计、施工起到了重要的指导作用。此外，对湿陷性黄土、膨胀土等也已出版了相应的规程。总之，地基处理已成为土木工程建设中的热点之一，它已得到工程勘测、设计、施工、监理、教学、科研和管理部门的重视。地基处理技术的进步已产生了巨大的经济效益和社会效益，我国的地基处理水平总体上已处于国际先进水平。1.4、 软土地基加固处理的现状软土地基加固就是将低承载能力和大压缩性的原装土加固到足以承担地基所需的强度和施工后沉降要求，又是为了较小地基的渗透性。为了达到上述目的，通常有二类方法：一类是对天然地基土进行土质改良；另一类是在天然地基中插入也包括置换采性较好的材料，如砂石、土工合成材料、混凝土、钢管等。土质改良的方法又可以分为下述几类：预压使软粘土产生排水固结；振密、挤密松散土体；灌入固化物使之与天然地基土体形成复合土体，如水泥；冻结或烧结天然地基土体以改善其物理力学性质。2、软土地基的勘察2.1、 软基工程勘察2.1.1、勘察的目的与步骤软土地基工程地质勘察是针对不同环境所沉积的软土地基，通过多种勘察手段，如地表地质调查、物探、钻探、现场原位测试、室内试验、开挖试坑等，得到能反映所研究的软土地基最基本的物理及力学特性的各种参数，为工程建设项目的可行性研究、规划选址、地基处理方案设计以及施工监测等服务。从工程地质角度看，地基是建筑场地的一部分，而建筑场地又属于某一个工程地质单元。因此，软土工程地基勘察的目的有二：一是要查明公路路堤下面的地层情况，提供地基基础设计所需要的数据资料；二是要对整体工程的地质条件作出评价，以便在确保建筑场地地质稳定的前提下，促使地基基础设计达到安全、经济、合理。软土工程地质勘察按设计阶段划分为初步勘察和详细勘察两个阶段。初步勘察工作为工程初步设计服务，是在可行性勘察的基础上进行的，为工程的规模、造价提供依据。本阶段应初步查明场地的地层、软土成因、层理特征及其物理力学性质，地表硬壳层的分布及下卧层和基岩的埋藏条件与起伏；初步查明场地微地貌的形态、堆填土的分布和埋深；初步查明场地水文地质条件及冻结深度；初步查明软土地基的分布范围、对场地稳定性的影响情况及其发展趋势；初步查明环境地质对建筑场地的影响。通过初步勘察应提交软土地基工程地质初步勘察报告，“报告”应包括文字部分和图表部分。文字部分应全面阐明沿线软土地基段的软土成因类型和分布规律、软土的物理力学指标特点，并针对各类工程项目的特点与该地段地质环境、指标特性，作出工程地质评价与预测，对软土地基提出相应的治理措施。图表资料包括：道路全线工程地质总平面图、纵断面图，各比较方案的软基路段工程地质平面图、纵断面图，钻孔地质柱状图，十字板剪切图，静力触探图，标准贯入图，土的e-p曲线图或e-lgp曲线图，固结系数与荷载关系图，无侧限抗压应力与应变图等相关图件。详细勘察为施工图设计服务，应根据初步设计确定的线路位置和设计方案和初勘所划定的范围，进行地质钻探、原位测试和取原状试样。其目的是要查明地层结构及其物理力学性质、软土的固结历史、强度和变形特性，并对地基的稳定性及其承载能力作出评价；查明地下水的埋藏条件、地层的渗透性；对取得的软土地基技术数据进行综合分析提供地墓变形稳定计算参数，分段提出地基处理建议；编制软基设计及其路堤施工图设计所需的工程地质勘察资料与报告。详勘报告的文字部分应提供区域地质、地震地质、水文地质、气象、地形、地貌的有关料，着重阐明已定路线软弱地基形成特点与分布规律，针对各类工程项目与地质环境的相互作用，结合试验与测试指标作出工程地质评价与预测，提供有效的工程地质处理措施。提供图件的形式和初勘报告类似。2.2、 勘察的方法与要求 软土地基工程地质勘察力法在初步勘察阶段主要有工程地质调查与测绘、工程地质勘探、原位测试、室内试验等，在详细勘察阶段主要以钻探、原位测试、室内试验为主。工程地质调查勺测绘是一项以工程观点对一个特定地区进行进一步地质研究的工作类型。工程地质调查测绘的最终成果是编制工程地质图件，论述和评价丁作区的工程地质条件，其成果对于之后的勘探、原位测试等地质丁作的布点来说是必不可少的。多年来的勘察经验表明，未进行工程地质调查测绘就开始勘探工作会“欲速则不达”，往往要返工。所以，工程地质调查测绘足不可逾越的勘察阶段。钻探是上程地质勘察的主要手段，它能直接观察鉴别岩性和划分地层，并町沿孔深进行原位测试和取原状土样，是获得地质资料的主要渠道。初勘和详勘阶段勘探线和勘探点的间距按公路软上地基路堤设计与施上技术规范(jtj 017 96)规定实施，软土地基勘察钻孔宜采用干钻法，对于多年处寸：最低地下水位以下的饱和粘土，也可采用泥浆钻探的方法，但必须采取措施，防止软土地基结构发生变化而改变土样的原始物理、力学性质。事实上，软土发育地区的地下水位均较高，软土地层基本处于地下水位以下且为饱和状态；对于淤泥或淤泥质粘土，因其渗透性较差，泥浆对其含水量的影响并不明显。因此现在勘察设计单位对于软土地层基本采用泥浆钻进方法。工程地质钻孔是获取勘探成果资料的主要途径，它直接关系到地质资料的准确性、可靠性，影响到工程建设的质量和造价。上程地质钻孔有如下几点要求：(1)钻进深度、岩土分层深度的量测误差范围在o05m以内。(2)非连续取芯钻进的回次进尺，对于螺旋钻在1om以内，对于岩芯钻探应在2om以内，取芯钻进时软土层每回次进尺不宜大于2om，粉土每回次进尺不大十15m。每一个回次完成后，根据所采取岩芯的性状，确定是否进行标准贯入试验和采取原状试样。一般是一个回次完成后进行一次标准贯入试验和取一个原状上样。当土层中夹有大量粉质土或者砂土时，应用标贯器采取土样，用于土层鉴别。(3)对鉴别地层天然湿度的钻孔，在地f水位以上应进行干钻。(4)岩芯钻探的岩芯采取率，对于一般岩石、软十应不低于80，对于软质、破碎岩石应不低于65。(5)施工过程中岩芯应按次序排放，每一回次应插放岩芯牌，注明起止深度、取样或标贯位置、编号、击数等，根据需要决定是否应装箱保存。取十器的技术参数：(1)取土器直径。正确选择取土器直径，对取土质量是很重要的。直径过小不能保证取土质量，而过大又增加钻探费用。所以，选择取土器直径时应注意考虑如下两点：一是土样扰动带的宽度，对于一般软粘土，扰动带的宽度不超过20mm，一般为lomm；二是土工试验环刀直径，常用的有62mm和80rmn，相对应的取土器内径一般采用75mm和100mm。(2)取土器长度。当取土器贯人土中的深度与实际进入取土器中的上样长度l的比值等于或略低于10时，表明十样未遭到压缩扰动。当贯入深度逐渐增大，达到某极限贯人深度hs后，土样由于压缩量变大，土样质量下降。对于无粘性土hs=510倍取土直径；对于粘性土hs=1020倍取土直径。关于取土器长度与直径，我国过去一直沿用前苏联标准，采用短而粗的设计原则；而国际上比较通用的是采用k而细的设计原则3、软土地基的危害软土路基可能导致出现一些的问题 ，当路基的抗剪强度不足以支承上部结构的自重及外荷载时，地基就会产生局部或整体剪切破坏。当路基 在上部结构的自重及外荷载作用下，产生过大的沉降和 不均匀沉降变形时，会影响结构物的正常使用，特别是超过结构物所能容许的不均匀沉降时，结构可能开裂破坏。路基的渗漏量超过容许值时，会发生水量损失导致事故发生。软土地基在公路工程中造成的危害 1)勘察设计不详细或不准确，导致对应该做软基处理的地段未做处理设计。 2)已知是软土地基，但是未做好软土地基处理，造成路堤失稳或危及线外建筑物。 3)虽然做了软土地基处理，但是措施不力，施工不当造成路堤失稳。 4)堆料不当，未按规定分层填筑，填土过快，碾压不当，造成路堤失稳。 5)扰动“硬壳层”或填筑不当，使“硬壳层”遭受破坏，导致路堤失稳。4、软土路基处理 4.1、 软基处理的目的和意义自20世纪30年代美国及德国开始兴建，至50年代世界各国大力发展高速公路以来，目前，在全世界60多个国家共修建高速公路14，公路客货运速比例大大增加，甚至超过了铁路。我国在80年代中期确立了发展高速公路的方针，1984年开工建设大陆第一条高速公路沪嘉高速公路并于1988年建成通车，之后，沈大、京津唐、沪宁高速公路相继建成投入使用，至1999年底，全国通车里程达到11605，在世界高速公路排行榜列第三位，但绝大部分建于东部沿海诸省。我国沿海诸省，除山东部分地段以外，大部分为泥质海岸，土层多为淤泥、淤泥质粘土、淤泥质亚粘土及泥混砂层，属于饱和的正常压密软粘土。这种土类压缩性高（沉降量大），排水固结慢，地基稳定性差。在我国长江、淮河流域，还经常分布有膨胀土、液化地基等，这些软弱地基、特殊地基的存在常导致高速公路的质量问题，往往是高等级公路设计、施工的关键问题。公路工程的地基问题该快起来有下列三个方面：1、强度及稳定性问题。当地基的抗剪强度不足以承受路基及路面外荷载时，敌机可能会产生局部或整体剪切破坏，造成路堤塌方、失稳，桥台破坏。2、沉降变形问题。当地基在上部荷载及在外荷载作用下产生过大的沉降变形时，会影响道路的正常使用。特别是产生过大的不均匀沉降时，路面会开裂破坏，构筑物与路堤衔接处差异沉降，会引起桥头跳车；涵身、通道凹陷、沉降缝拉宽而漏水；路面横坡变缓、积水。3、地震、车辆震动等动力荷载可能引起地基土特别是饱和无粘性土的液化、失稳及震陷等。另外，由于外界水循环变化、温度变化等引起的管涌、冻融等也可能引起地基强度和变形的显著变化，从而影响道路的正常使用。当公路工程特别是高等级公路工程中遇到上列问题之一是，必须采取地基处理措施，否则会引起质量问题。如日本常磐高速公路神田桥从1986年9月20日通车后，19个月中平均每月修补一次错台，严重影响了路面质量和通行能力；我国沪嘉高速公路通车4 5月后桥头错台大者至78，使行车速度大为下降；江苏宁连一级公路，由于软基沉降等问题，使路面开裂、桥头错台，通车几年来一直小修不断。地基处理的目的是利用夯实、置换、排水固结、加筋和热力学等方法对地基土进行加固，以改善地基土的剪切性、压缩性、振动性和特殊地基的特性，使之满足道路工程的要求。显然，对于交通量大、养护时间难的高等级公路，地基处理的恰当与否直接关系到工程质量、投资和进度。因此，地基处理对节约基本建设投资，保证公路正常运营具有重要意义。4.2、软基处理的一般原则 1、对于新建工程，原则上首先应考虑利用天然地基，对于淤泥和淤泥质土利用其上覆较好土层作为地基持力层，当上覆土层较薄，应注意避免施工时对淤泥和淤泥质土的扰动;对于冲填、杂填建筑垃圾和性能稳定的工业废科，当均匀性和密实度较好时，均可利用作为地基、持力层;对于有机质含量较多的生活垃圾和对基础有腐蚀性的工业废料等杂填土，未经处理不宜作为地基持力层。若地基软弱不能满足要求，则需进行处理，根据 工程情况及地土质条件或组成的不同，处理的目的可以是:(1)提高土的抗剪强度，使地基保持稳定;(2)降低土的压缩性，使地基的沉降和不均匀沉降低至允许范围内;(3)降低土的渗透性或渗流的水力梯度.防止或减少水的渗漏，避免渗流造成地基破坏;(4)改善土的动力性能、防止地基产生震陷变形或因土的震动液化而丧失稳定性;(5)消除或减少土的沉陷性或胀缩性引起的地基变形，避免建筑物破坏或影响其正常使用。对单一工程来讲，处理目的可能是单一的，也可能需同时在几个方面达到一定要求:地基处理除用于新建工程的软弱和特殊土地基外，也作为事后补救措施用于已建工程地基加固。 2、 对于泥沼地区的选线原则： (1) 尽量选择泥沼窄、浅及沼地横坡平缓的地段通过； (2) 尽可能绕避陡坡上的泥沼、古湖盆的泥沼以及中间聚水地带的泥沼； (3) 应利用隆起的微地貌，以缩短通过泥沼积水和软弱地段的长度； (4) 对于纵断面设计要考虑泥沼土层的性质和厚度、泥沼的地下水位和地面上的积水水位，使路堤高出水位一定高度并有一定的填土高度。4.3、 软土路基设计处理原则 天然土体的性质不同于一般的均质材料，软土地基更是变化很大，不仅在空间上发生变化，而且随着时间的变化其性质也在发生变化。由于土力学中理论分析的计算模式都是在一定的假定条件下建立的，众多不同因素的影响造成了理论分析结果与实际的差异。因此在处理软土地基时，应认真进行调查，重视施工过程中的动态观测，随时进行调整。软土地基的处理一定要遵循“因地制宜、综合考虑”的原则进行。4.3.1、垫层的处理治发布方法垫层处治通常指换土垫层处置方法，就是把地基下一定深度内的软土全部或部分挖除，用砂、碎石等强度高、水稳定性好的粒状材料回填，是浅层处治的一种，适用于表层软土小于3m的软土路段的处理。垫层的作用就是为了排出地基中的水分。通常比较经济、实用的材料是中、粗砂，垫层的厚度以能保证不致因沉降发生断裂为宜，其厚度通常以3050为好。垫层的铺设宽度要大于路堤底宽，通常每侧各向外50100。当垫层兼有排污作用时，其厚度还应适当加大。在建筑物施工中，垫层除用中、粗砂和砂砾以外，垫层的材料还可以用素土、石灰土、二灰石灰、粉煤灰、煤渣、矿渣及其它性能稳定、无侵蚀性材料。虽然不同材料的垫层，其应力分布稍有差别，但从试验结果分析其极限承载力还是比较接近的。垫层的作用：1、提高地基承载力；2、减少沉降量。一般路基和结构物下浅层部分的沉降量在总沉降量中所占的比例是比较大的。同时，由于侧向变形而引起的沉降，理论上也是浅层部分占的比例较大，若以压实的砂层代替了上部的软弱土，就可以减少这部分沉降；3、加速软弱土层的排水固结。因为在路堤施工中，较长用的垫层为中、粗砂和碎、砂砾石，这些材料都具有良好的透水性，软弱土层受压后，砂垫层作为良好的排水面，不但可以使下面空隙水压力迅速消散，还可以加速软弱土层的固结，提高其强度，但固结的效果只限于浅层，深层部分的影响就不显著；4、消除膨胀土地基上的膨胀作用。在膨胀土地基上采用换土断层法时，一般可选用砂、碎石、煤渣、二灰等作为垫层材料，但垫层厚度应依据变形计算确定，且垫层宽度应大于路堤或构造物基础宽度；5、防止季节性冻土的冻胀作用。由于粗颗粒材料的空隙率较大，不会产生毛细管现象，因此可以防止冬季土中结冰和基础的冻胀；6、消除湿陷性黄土的湿险作用；7、用于处理暗浜和暗沟场地。4.4、软土路基处理方法在了解软土的特点之后,结合平日的实际施工情况,重点介绍几种软土地基的处理方法。根据对路床的处理深度可将软土路基处理分为浅层处理和深层处理（浅层和深层的分界一般以5米为标准）。软土路基浅层处理的方法主要包括加筋土法，强夯法，换填法和抛石挤淤法等。4.4.1、换填法 换填法是将基础下一定深度内的土层挖去，然后回填以强度较高的砂、碎石或灰土等并夯至密实。砂和砂石地基（垫层）采用砂或砂砾石（碎石）混合物，经分层夯实，作为地基的持力层，提高基础下部路基强度，并通过垫层的压力扩散作用，降低路基的压实力，减少变形量，同时垫层可起排水作用，路基土中孔隙水可通过垫层快速地排出，能加速下部土层的沉降和固结。1、砂垫层的施工要点 砂垫层采用中粗砂，经过化验含泥量必须在5%以内，操作前要验槽，将基底表面浮土、淤泥、杂物清除干净，两侧应设一定坡度，防止振捣时塌方。应按级配合砂料，人工级配的砂、碎石应先将砂、碎石拌合均匀后再铺开压实，铺设的级配砂石在碾压前应根据其干湿程度和气候情况，适当洒水使其达到最佳含水量，以利碾压密实。砂垫层要分层铺设、分层夯实，控制每层砂垫层的铺设厚度。每铺好一层垫层经密实度检验合格后方可进行上一层施工。每层砂石在碾压前，应按每100设一纯砂检查点，机械碾压后，在纯砂点取样，测定砂的干密度，经检查合格后方可进行上层砂石垫层施工。 砂垫层和砂石垫层的底面应在同一标高，不同标高时应先深后浅。最后一层碾压结束后，对上表面不平整及标高误差较大之处，用人工进行适当平整、修补，然后用平板振动器在上表面交叉振动不少于两遍。砂石施工时应控制含水量，遇有地下水阍基槽浸泡要采取措施先铺一层碎石或毛石。在地下水位高于基坑底面施工时，要对这层土层一次性开挖，以避免水中作业。当地下水位较高或在饱和的软弱地基上铺设垫层时，应加强基坑内及外侧四周的排水工作，防止砂垫层泡水引起砂的流失，保持基坑边坡稳定；或采取降低地下水位措施，使地下水位降低到基坑底500mm以下。 大面积砂垫层施工分流水段作业，交叉处应做成台阶式斜坡。冬季施工时要除掉砂石中的冰块，并应采取措施防止砂石内水分冻结。 2、 质量控制 施工前应检查砂、石等原材料质量、配比，砂、石拌合均匀程度;施工过程中必须检查分层厚度，分段施工时搭接部分的压实情况、加水量、压实遍数、压实系数;施工时要分层找平，碾压密实; 施工结束后，应检查砂及砂石地基的承载力。 3、 应注意的几点事项 砂垫层的施工方法应视地基土质和地下水位及施工条件来确定，水位低，采用碾压法，水位高，采用水撼法施工。 砂石垫层下土层不应被扰动，作业应连续进行，尽快完成。冻结的砂石不应使用。 应控制砂石级配、虚铺厚度、夯压遍数，洒水等工艺操作指标。当地下水或地表水将槽底浸泡，难以清净淤泥土，撼砂时砂泥混在一起，从而使砂中含泥量加大降低砂垫层承载能力，必须在槽底铺一层粒径不大于10cm的、粒径是均匀的毛石或碎石，避免基底产生不均匀压缩。大面积水撼砂，分层交叉处应以大于2m为宜。规范规定应在无积水状态下撼砂，但如果在水撼砂施工时能有效控制泥砂混杂，基槽可以在积水状态下施工。 4.4.2、加筋土法 加筋土法是将土工织物或是土工栅格等植入地基土中，两者形成一个整体，增大压力扩散角，从而提高地基的承载能力，减少其沉降。加筋土法一般适用于由回填土形成的路堤，适用于软土，沙土和粘性土等。 4.4.3、强夯法 强夯法是利用重物对软弱地基进行强夯，增加其密实度，从而提高路基承载能力和减少沉降，一般适用于路基处理深度不超过3米的低饱和度粉土，粘性土，湿陷性黄土，素填土和杂填土等。 施工前，对重夯地段测量放样，确定夯点位置及间距。夯击遍数为3遍，从两侧开始向中部一排接一排进行，每夯点连续夯击4次。夯击过程中随时测量夯沉量，当后两击平均夯沉量为12cm 时，即可终止夯击。软土地基深层处理的方法主要是深层搅拌法、排水固结法等。4.4.4、深层搅拌法 深层搅拌法是将水泥或是其他减水联结剂利用深层搅拌机与地基土在原位进行搅拌，使之成为复合地基，提高整体的承载能力。此法一般适用于不超过12米的粉土或是粘性土等。其中粉喷桩处理是较为常用的一种方法。它是以水泥材料作为固化剂,利用特制的搅拌机械在地基深处将水泥与原位软土进行强制搅拌、压缩,并吸收周围水分,经过一系列物理-化学反应,使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度水泥加固土,它对提高软土地基承载能力、减少地基的沉降量及高填土路基稳定性具有明显的效果。1、粉喷桩加固软土路基的优点 搅拌法将水泥固化剂和原地基软土就地搅拌混合,因而最大限度地利用了原土; 搅拌时较少使地基侧挤出,所以对周围原建筑物的影响较小; 施工时无振动、无噪音、无污染,可在市区和密集建筑群中进行施工; 土体加固后重度基本不变,对软土下卧层不致产生附加沉降; 与钢筋混凝土桩相比,节省了材料,降低了造价; 可根据工程结构的实际需要,可灵合地采用柱状、壁状、格栅状等加固形式。2、施工准备粉喷桩施工前应准备下列施工技术资料:施工场地的工程地质报告,土工试验报告,室内配比试验报告,粉喷桩设计桩位图,原地面高程数据表,加固深度与停灰面高程以及测量资料等。场地平整、清除障碍。如场地低洼,应回填粘性土;施工场地不能满足机械行走要求时,应铺设砂土或碎石垫层。若地表过软,则应采取防止机械失稳措施。施工机具准备,进行机械组装和试运转。粉喷桩的施工工艺根据设计要求的配比和实测的各项施工参数通过试桩来确定。试桩一般为5根,通过试桩来确定钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷气压力、单位时间喷粉量等。粉喷桩所用的水泥(425#普通硅酸盐水泥)应符合设计要求,并有产品合格证,并经室内检验合格才能使用,严禁使用受潮、结块变质的加固料。3、 施工工艺流程 深层搅拌机械就位;预搅下沉(至设计标高)。 搅拌提升,同时喷干水泥粉至地面以下0.5m处(设计桩顶);桩上部强度要求较高,在桩上部的5m长范围内或 (1/31/2)桩长重复搅拌一次;重复搅拌提升,直到离地面下0.5m,上部回填5%灰土(或水泥土)并压实;关闭搅拌机械移位至下一桩位。 施工工艺流程图如下： 搅拌机械就位预搅下沉搅拌提升,同时喷干水泥粉重复搅拌一次重复搅拌提升并压实移位至下一桩位4、施工注意事项 控制钻机下钻深度、喷粉高程及停灰面,确保粉喷桩长度。为准确计量灰剂量, 喷粉机改造加设粉体流量装置。 定时检查粉喷桩的成桩直径及搅拌均匀程度。对使用的钻头定期复核检查,其直径磨耗量