软土地基处理方法综述

软土地基处理方法综述

1软土地基性质描述1.1腐泥、低质土、泥岩的划分软土是指水下沉积物中沉积的软粘土土和沉积物，有时还有少量腐泥和沉积物。软土、沼泽的划分为软粘土、淤泥质土、淤泥、泥炭质土及泥岩五种类型。习惯上常把淤泥、淤泥质土、软粘土总称为软土,而把有机质含量高的泥炭、泥炭质土总称为沼泽。1.2软基属性软土地基一般是指在静水或缓慢水流环境中沉积的饱和粘性土,并常夹有泥炭、贝壳及生物残骸。特性如下:1天然含水量和孔隙比较大2透水性差3高压缩性4抗切割强度低5接触面积和很大的波动2适用、局限性及对策我国现有的地基处理方法很多,对于同一种软弱地基可以采用的方法常常有数种之多。每种地基处理方法都有一定的适用范围、局限性和优缺点。由于工程地质和水文条件千变万化,各地的施工机械、技术水平、建材品种及价格差异很大,在选用地基处理方法时要因地制宜。目前,常用的软土地基处理方法主要有:碾压及夯实、排水固结法、换土垫层法、挤密法和振冲法、高压喷射注浆法与深层搅拌法、铺设土工聚合物及其他方法。2.1抗剪强度的提高碾压法与夯实法是修路、筑堤、加固地基表层最常用的简易处理方法。软土地基通过处理,可使填土或地基表层疏松土的孔隙体积减小,密实度提高,从而降低土的压缩性,提高其抗剪强度和承载力。目前我国常用的有机械碾压、振动压实和重锤夯实,以及20世纪70年代发展起来的强夯法。机械碾压法是利用压路机、羊足碾、平碾、振动碾等碾压机械将地基土压实。振动碾压法是通过在地基表面施加振动把浅层松散土振实的方法。重锤夯实法是利用起重机械将夯锤提到一定高度后,使锤自由落下并重复夯击以加固地基的方法。强夯法与重锤夯实法在表面上看起来没有大的区别,只是前者锤重和重锤起吊高度更大。碾压法与夯实法适用于碎石土、砂土、粉土、低饱和粘性土、杂填土等。2.2饱和软粘土地基排水固结法是利用地基排水固结的特性,通过施加预加载荷,并增设各种排水条件,以加速饱和软粘土固结的一种地基处理方法。饱和软粘土地基在载荷作用下,孔隙中的水被慢慢排出,孔隙体积慢慢减小,地基发生固结变形,同时,随着超孔隙水压力逐渐消散,有效应力逐渐提高,地基土的强度逐渐提高。排水固结法包括堆载预压法、砂井堆载预压法、塑料排水板法以及真空预压法。这种方法在处理淤泥、淤泥质土及其他饱和软粘土中占有统治地位,但对于渗透性极低的泥炭土,必须慎重对待。2.3无侵蚀性材料的基换土垫层法是将基础下一定深度内的软弱土层挖掉,回填强度较高的砂、碎石或灰土等,并夯至密实的一种地基处理方法。当建筑物载荷不大、软弱土层厚度较小时,采用该法能取得较好的效果。当前,常用的垫层有:砂垫层、砂卵石垫层、碎石垫层、灰土或素土垫层、煤渣垫层、矿渣垫层以及用其他性能稳定、无侵蚀性材料做的垫层。这种方法比较适用于处理暗沟、暗塘等软弱土地基。2.4振冲水冲法的原理挤密法是指在软弱土层中挤土成孔,从侧向将土挤密,然后再将碎石、砂、灰土、石灰或炉渣等填充料充填成密实的柔性桩体,并与原地基形成一种复合型地基,从而改善地基的工程性能。振冲法又称振动水冲法,是以起重机吊起振冲器,启动潜水电机带动偏心块,使振动器产生高频振动,同时启动水泵,通过喷嘴喷射高压水流,在边振边冲的共同作用下,将振动器沉到土中的预定深度,经清孔后,从地面向孔内逐段填入碎石或不加填料,使其在振动作用下被挤密实,待达到要求的密实度后即可提升振动器,如此重复填料和振密直至地面,从而由在地基中形成的大直径的密实桩体与原地基构成复合地基,最终提高地基承载力,减少沉降和不均匀沉降。此方法比较适用于处理松砂、粉土、杂填土及湿陷性黄土。2.5深层搅拌法复合地基高压喷射注浆法又称旋喷法,它利用钻机把带有特殊喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后,用高压脉冲泵将化学药剂(如水泥浆液、以水玻璃为主的浆液、以丙烯酸胺为主的浆液、以纸浆液为主的浆液等)通过钻杆下端的喷射装置,向四周以高速水平喷入土体,借助液体的冲击力切削土层,使喷射流程内土体遭受破坏,与此同时钻杆一边以一定的速度旋转,一边低速徐徐提升,使土体与水泥浆充分搅拌混合,胶结硬化后即在地基中形成直径比较均匀、具有一定强度的圆柱体,从而使地基得到加固。深层搅拌法是利用水泥(石灰)等化学药剂作为固化剂,通过深层搅拌机在地基深部就地将软土和固化剂强制拌和,利用固化剂和软土发生一系列物理、化学反应,使其凝结成具有整体性强、水稳性高和较大强度的水泥加固体,最终与天然地基形成复合地基。这两种方法原理与作用一样,适用于粘性土、冲填土、粉砂、细砂等地基状况。2.6抗腐蚀性能好,基、泥、土铺设土工聚合物处理软土地基的原理即在地基土中埋设强度较大的土工聚合物,使地基土能够承受抗拉力,防止断裂,保持整体性,提高刚度,改变地基土体的应力场和应变场,从而提高地基的承载力,改善地基的变形特性。土工聚合物包括土工纤维(即土工织物)、土工膜、土工格栅、土工垫以及各种组合的复合聚合材料。土工聚合物具有良好的力学、水理及抗腐蚀性能,它主要起排水、反滤、隔离和加固补强的作用。适宜处理软弱土地基、填土及高填土、砂土地基等。总之,软土地基含水量高、孔隙比大、渗透性小、压缩性高、抗剪强度低、触变性等不利的工程性质决定了软土地基处理的重要性和复杂性。软土地基的处理也一直是土木工程中比较活跃的一个领域,具有很大的挑战性,相信将来,地基处理技术会在普及的基础上得到较大的提高,发展到一个新的水平。天然含水量高,一般大于35%,接近或大于液限;天然孔隙比一般大于1,多数在1.0～2.0之间。软土亲水性强,透水性差,具有明显的方向性,软土的粘粒含量、有机质含量和液限越大,渗透系数就越小,k一般为10-7cm/s～10-8cm/s,因此决定了内部水分渗水条件不良,对地基排水不利。软土由于孔隙比大,土粒间连接结构不稳定,具有高压