湿软地基的分类及处理方法

湿软地基的分类及处理方法PAGE8[键入文字]PAGE1湿软地基的分类及处理方法[摘要]湿软基地是道路建设中的重要课题，做好湿软地基处理直接关系到道路的质量，交通的安全，国家的利益。本文就道理建设中常见的一些湿软地基处理方法进行了若干探讨。[关键词]湿软地基软基处理路基夯实引言软土对公路的危害，引起我国公路方面各部门的重视，科研、设计、施工等单位全力以赴，协同作战，经过多年努力，已摸索了不少对策，并取得了可喜的成绩。科研部门成立了专门机构组织机关。交通部下属科研院，为了承担软土科研及试验工程临时组成科研小组。近年来为设计、科研与施工为一体专门服务于软基，也兼作其它特殊性岩土处治工程而纷纷出现一些新型的岩土公司，在广东、湖南、辽宁、陕西等省均有这样的联合配套公司，给软基处理带来新的生机。勘察设计部门利用他们勘察单位的优势，采用多种勘探，测试手段，尤其近年来不仅用单一的钻探方法而且更广泛采用静力触探、十字板剪、旁压等原位测试仪以及多种土工仪器进行原状土和扰动土的物理、力学、水理试验项目，为设计提供了可靠的地质资料和各种必需的土工试验数据，大大提高设计成果的可靠度。在设计方法方面更有大的突破，过去对软土的沉降、稳定计算，多用手算，现在采用计算辅助设计，不仅加快了设计进度，而且便于优化设计，且能迅速提供设计成果，也无形中减轻了设计人员的劳动强度。其他部门在学术活动方面，不时地举行软土地基经验次序或专题研究会，以提高科技人员素质并收到取长补短加快信息传递的多方面的效果。在管理工作方面：交通部及生产单位，经过三年努力，编制出交通行业标准《公路软土地基路堤设计施工技术规范》即将颁布与出版，将使我国公路软土地基无论在设计方面或施工方面，出现了有章可循的局面。

1软土地基的定义及特征所谓软土，从广义上说，就是强度低、压缩性高、承载能力低的一种软塑到流塑状态的粘性土。软土包括淤泥、淤泥质土、杂填土及饱和松散粉细砂与粉土。堤防工程中主要是指天然含水量大于液限、天然孔隙比大于或等于1.5的亚粘土、粘土所组成的淤泥和天然孔隙比大于1.0小于1.5的粘土组成淤泥质粘土。修建在软土地区的路基，主要是路堤填筑荷载引起软基滑动破坏的稳定问题和量大且时间长的沉降问题。软土地基是指压缩层主要由淤泥、淤泥质土或其他高压缩性土构成的地基，其承载能力很低，一般不超过50kpa。其主要特征如下：1.1孔隙比和天然含水量大我国软土的天然孔隙比e一般在1.0～1.9之间，大部分软土的天然含水量ω＝34%～72%，液限一般为35%～60%，普遍大于液限。1.2压缩性高我国淤泥和淤泥质土的压缩系数一般都大于0．5MPa-1，建造在这种软土上的建筑物将发生较大的沉降，尤其是沉降的不均匀性，会造成建筑物的开裂和损坏。1.3透水性差软弱土尽管其含水量大，透水性却很小，渗透系数均在10-8～10-6cm／s之间。因此，土体受到荷载作用后，呈现很高的孔隙水压，影响地基的压密固结。1.4抗剪强度低软土通常呈软塑～流塑状态，在外部荷载作用下，抗剪性能极差，我国软土无侧限抗剪强度一般小于30kpa（相当于0.03Mpa）。不排水剪时，其内摩擦角几乎为零，抗剪强度仅取决于凝聚力C，一般C＜30kpa；固结快剪时，内摩擦角等于5°～15°。2软土地基对公路的危害路基是道路线性的主体，贯穿公路全线，与沿线的桥梁、涵洞和隧道等相连接。路基是在天然地表面上按照道路的设计线形（位置）和设计断面（几何形状）的要求填筑或开挖而成的岩土结构物，是路面结构的基础。如果路堤松软不稳定，在行车荷载的反复作用下，将会引起路面的不均匀沉降，从而影响路面的平整度，载力确定。主要的施工方法有：3.7.1垫层法其基本原理是挖除浅层软弱土或不良土，分层碾压或夯实土，按回填的材料可分为砂（或砂石）垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土（灰土、二灰）垫层等。干渣又分为分级干渣、混合干渣和原状干渣；粉煤灰分为湿排灰和调湿灰。换土垫层法可提高持力层的承载力，减少沉降量；常用机械碾压、平板振动和重锤夯实进行施工。该法常用于基坑面积宽大和开挖土方量较大的回填土方工程，一般适用于处理浅层软弱土层（淤泥质土、松散素填土、杂填土、浜填土以及已完成自重固结的冲填土等）与低洼区域的填筑。一般处理深度为2～3m。适用于处理浅层非饱和软弱土层、素填土和杂填土等。3.7.2强夯挤淤法如当地石料丰富，亦可直接在路基基底抛投片石，将湿软土层挤出基底范围，以提高路基强度的方法称为强夯挤淤法。在路基底从中部向两侧抛投一定数量的片石，将淤泥挤出路基范围，以提高路基强度，所有片石宜采用不易风化的大石块，尺寸一般<0.3m。其上铺0.

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m厚碎石及0.1m厚砂层后再填土。这种方法的适用范围为：软土厚度<3.0m，表层无硬壳，呈流动状态、排水困难的地基状态。就是在有软土或弹簧土以及有积水的路段填石头，填石的高度以露出要处理的路段原有土层（或积水）高度为宜。在填石的过程中注意一定要用推土机把石块压实，不能出现软弹现象。然后再填筑土方。采用边强夯、边填碎石、边挤淤的方法，在地基中形成碎石墩体，可提高地基承载力和减小变形。适用于厚度较小的淤泥和淤泥质土地基，应通过现场试验才能确定其适应性。对于非粘性及松散土而言，振动压实法效果良好。振动压实效果，因土质和振动时间而不同，一般是振动时间越长，效果越好，但时间过长就会无效。对于主要由矿渣、碎砖、瓦块为主要的建筑垃圾，时间约1min多些即可；含细炉渣等颗粒填土，振动时间3~5min，有效深度为1.2~1.5m。重锤夯实法加固地基，可提高地基表层土的强度，对湿陷性黄土，可降低地表的湿陷性，对杂填土可减少表层土的强度不均一性。重锤夯实法适用于地下水位0.8m以下稍湿的一般粘性土、砂土、湿陷性黄土、杂填土等。实践证明，强夯过程中，土体中因含可压缩的微气泡，而产生几十厘米的沉降，土体产生液化，使土的结构破坏，强度下降至最小值，随后在夯击点周围出现径向裂缝，成为加速空隙水消散的主要通道，这一过程无法用传统的固结理论解答，因而就有饱和土是可压缩的重要机理。实践证明，由于土中有机物的分解，含气约1%~4%，强夯过程中，气相体积被压缩，加上孔隙水被挤出，两者体积有降低，重复夯击作用，气体被压缩接近于零时，土体变成不可压缩，相应的孔隙水压力上升到与覆盖压力相等的能量级时，土既产生液化，吸附水变成了自由水，土的强度达到最小值，继续施加外界能量，对强度提高无效，需要停止夯击，等待强度恢复。与此同时，夯点四周形成有规则垂直裂缝，出现涌水现象。当孔隙水压力消散到水于土粒间的侧向压力时，裂缝即自行闭合，土中水的运动恢复常态。随着孔隙水的消散，土的抗剪强度和变形模量有了大幅度增长，这是由于土粒间精密接触，以及新吸附水层逐渐固定所致。实践证明，强夯法具有施工简单，加固效果好、使用经济、运用而较广等优点。据报载，经强夯法处理的地基，其承载力可提高2~5倍，压缩性降低2~10倍，广泛用于杂填土、碎石土、砂土、粘性土、湿陷性黄土及泥炭和沼泽土。3.7.3排水砂垫层在软土地基上铺设厚度为0.6～1.0米的砂层，可使软土顶面增加一个排水面，在填土的过程中，荷载逐渐增加，促使软土地基排水固结渗出的水就可以从砂垫层中排走。促进路基底的排水固结，提高路基的强度及稳定性。砂垫层材料的选择是以透水性好的砂或砂砾作为标准，以保证所需的排水能力。在软土层顶面铺砂垫层，主要起浅层水平排水作用，使软土中的水分在路堤自重的压力作用下，加速沉降发展，缩短固结时间。但对基底应力分布和沉降量的大小无显著影响。适用于路堤高度小于两倍极限高度（在天然软土地基上，基底不作特殊加固处理而用快速施工方法修筑路堤的填筑最大高度），软土层及其硬壳较薄，或软土表面渗透性很低的硬壳等情况。亦适用于软土层稍厚但具有双面排水条件的地基。为了保证砂垫层的渗水作用，在砂垫层上应该填一层粘性土封住水不让水返上路基。在路基两侧要修好排水沟，通过砂垫层渗出的水通过排水沟排出路基外，保持路基的稳定。4结论总之，软土地基的强度或变形的问题是工程土中必须十分注意的问题，过大的沉降及不均匀的沉降造成软土地区大量的工程事故。随着高等级公路建设在全国各地迅速展开，随之而来的则是由于软土低级处理措施不当而出现的各种病害。如何采取行之有效的处理措施控制工后沉降。保证公路运营的安全和舒适性，已越来越引起人们的广泛关注。只有在设计上充分重视，针对不同的地基采取不同的处理方案，不断应用新工艺、新材料，施工中严格遵守规程，控制好填筑材料的质量，级配及建筑速度，必要时可多种处理措施综合使用，才能使工后沉降满足设计控制要求。

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