软土地基处理常用方法

软土地基处理常用方法（共12篇）

软土地基处理常用方法 篇1

摘要：对路基设计和施工中选择的软土地基处理方法提出了一些注意事项, 简单介绍了常用的软基处理方法、原理以及适用范围, 并通过工程实例说明在软土地基处理方法的选择上一定要根据具体地质情况, 才能达到要求的效果。

关键词：软土地基,处理方法,原理,工后沉降量

在路基设计和施工中, 常会遇到软土地基的处理。如果软土地基的处理方法采用不当, 不仅浪费了资源, 起不到应有的作用, 还会造成路基的破坏。因此在路基设计和施工中, 对软土地基处理方法的选择上要特别慎重。

1 选择软土地基处理方法应注意的几个问题

1.1 软土地基处理后对路基作用的认识

1) 路基在施工期间和使用期间应该是稳定的, 不因填筑荷载、施工机械和交通荷载的作用引起路基的失稳、破坏, 也不应由于路基的过大变形, 引起桥台、涵洞、挡土墙等构造物及沿线各种设施过大的变形。

2) 在可以不进行软土地基处理的情况下, 为了避免路基沉降造成涵洞、挡土墙等构造物变形破坏, 首先应考虑提前填筑路基, 在其充分沉降后再修筑构造物的路基施工方案。

3) 高等级公路严格限制了路基在规定年限内的工后剩余沉降量, 对工后15年~20年的剩余沉降量通常采用如下标准:一般路段30 cm, 桥头10 cm, 过渡段沉降坡差小于2‰。这样就可避免路面的变形破坏, 以及连接桥梁、涵洞等构造物的引道路基产生不均匀沉降。

4) 在软土层较厚且沉降历时较长的地区及大范围的软土地区, 有时将工后剩余沉降量控制在要求的范围内是很困难的, 或者虽能控制但不经济时, 则应考虑对路基进行堆载预压或超载预压、设置桥头搭板、铺筑临时性路面、加强养护等修建方案。

5) 在没有一定厚度硬壳层的软土地基上, 不宜直接修筑填土高度小于2 m~2.5 m的低路基。这种低路基在交通荷载作用下, 可使路面发生较大的不均匀沉降, 特别是当软土层不均匀, 重型车辆交通较大时, 引起路面破坏。

1.2 软土地基处理方案确定的步骤

首先要进行水文地质堪察, 搞清地基的工程地质和水文地质条件, 这是搞好路基设计、施工的关键。地基处理方案的确定一般按下列步骤进行:

1) 收集详细的工程地质、水文地质及地基基础的设计资料。

2) 根据地基处理的目的 (如解决路基变形或稳定性问题) 、使用要求 (如工后沉降量及差异沉降量) 、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, 初步选定几种处理方案。

3) 对初步选定的各种处理方案, 分别从处理效果、材料来源机具条件、工程进度、环境影响等方面进行技术经济比较, 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。

4) 对已选定的处理方案, 根据道路等级和场地复杂程度, 可在有代表性的场地上进行相应的现场试验, 通过试验, 检验设计参数和处理效果, 如达不到设计要求时, 要查找原因, 采取措施或修改设计。试验工程的修筑也可为大规模施工积累经验, 提供设计依据和控制指标。

1.3 软土地基处理方法和适用范围

1) 清除换填法, 此法适用于软土层较薄, 底部为硬底的地基换填的材料可根据地基底部的软弱程度换填砂砾、碎石、石灰土等材料。

2) 抛石挤淤法, 适用于湖塘、河流或积水洼池、常年积水且不宜抽干、软土层厚度薄的情况。

3) 排水固结法, 适用于软黏土、淤泥和淤泥质土地基。此法是在软土地基中设置竖向排水系统 (如插设塑料排水板、袋装砂井等) 和水平横向排水系统 (砂垫层) , 再逐层填筑路基, 在路基荷载的作用下使土体排水固结、密实, 强度增长, 地基承载力提高, 可有效减小工后沉降。若采用大于路基及工作荷载的超载预压方式预压, 可进一步减少工后沉降, 并可减小次固结沉降。排水固结法的竖向排水系统和横向排水系统必须同时发挥作用, 这就要求施工过程中, 不能出现断板、断井现象, 地基表面必须要有一定的平整度和拱度, 以确保水能够排出路基之外, 充分发挥该体系的作用。

4) 超载预压法, 可直接作为一种处理软土地基的方法, 也可与其他处理软土地基的方法共用, 直接作为一种处理软土地基的方法, 适用于表面有硬壳层、软土下埋较深、较薄的软弱地基;与其他处理软土地基的方法共用, 适合各种复杂的软基处理方法。

5) 反压护道法, 反压护道是在路堤一侧或两侧填筑一定宽度和高度的护道, 运用力学平衡原理, 平衡路堤自重作用而产生的滑动力矩, 以提高路基的稳定性。

6) 强夯法, 适用于碎石土、砂土、低饱和度的粉土、黏性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土地基。此法是采用质量为10 t~40 t的夯锤从高处自由落下, 地基土在强夯的冲击力和振动力作用下振实、挤密, 部分土体液化, 水分从地基中排出, 从而提高了地基的承载力, 减少沉降。

7) 深层搅拌法, 适用于淤泥、淤泥质土和含水量较高、地基承载力标准值不大于120 kPa的黏土、粉土等软土地基, 用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性时, 应通过试验确定其适用性。此法是利用深层搅拌机将水泥或其他固化剂与地基土原位搅拌形成圆柱状、格栅状或连续墙状土的增强体, 形成桩土复合地基以提高地基承载力, 减小沉降。深层搅拌法分喷浆搅拌法和喷粉搅拌法两种。

8) 碎石 (砂) 挤密桩法, 适用于不排水抗剪强度不小于20 kPa的黏性土、粉土、饱和黄土和人工填土地基。此法是利用机器在地基中成孔, 在孔内填入砂、碎石等粗粒料, 利用沉管的振动、抽插, 使孔中的骨料密实, 形成桩体, 同时周围的土体也被挤密。桩体与桩间土形成复合地基, 以提高地基承载力, 减小沉降。

9) 强夯置换法, 适用于人工填土、砂土、黏性土、黄土、淤泥和淤泥质土地基。此法是边强夯边填粗粒料, 粗粒料可为碎砾石建筑垃圾等具有一定级配的坚硬颗粒, 粗粒料被夯入地基中, 在地基中形成粗粒料墩体, 墩体与墩间土及砂垫层形成复合地基, 从而提高地基承载力, 减小沉降。

10) 石灰桩法, 适用于软土层较浅的杂填土, 软黏土地基。此法是通过机械或人工成孔, 在软弱地基中填入生石灰或生石灰掺合料, 通过石灰的吸水膨胀、放热以及离子交换作用, 改善桩周围土的物理力学性质, 并形成石灰桩复合地基, 从而提高地基承载力, 减小沉降。

11) 低强度混凝土桩复合地基法, 适用于各类深厚软弱地基。在地基中设置低强度混凝土桩, 与桩间土形成复合地基。

12) 加筋土法, 适用于各种软弱地基。在土体中埋置土工合成材料 (土工织物、土工格栅等) 、金属板条等形成加筋土垫层, 增大压力扩散角, 提高地基承载力, 减小沉降。

13) 轻质路基, 适用于具有一定承载力的软弱地基。用粉煤灰等轻质材料填筑路基, 达到减轻路基自重, 以减少路堤沉降及提高路堤稳定安全系数的目的。

1.4 选择软基处理方法应考虑的条件

为保证路基稳定或控制工后剩余沉降在选择处理方法时, 除了考虑处理方法的特点、对地基的适用性和效果外, 还应考虑公路条件、施工条件、经济性、可靠性等。目前新技术、新工艺、新机具、新测试方法不断涌现, 当开发、引进新的软基处治方法或进行软基处治方法比较时, 应在大规模施工前进行现场试验, 以验证该处治方法的可靠性, 并验证设计参数、工艺参数作为施工时的控制指标, 掌握必要的施工经验和施工工艺。

2 工程实例

石黄高速公路沧州—黄骅港段三合同段按照施工图设计, 软土地基处理方法为水泥搅拌桩和强夯, 施工单位进场后对软土地基的水文地质情况进行了调查, 并做了软土地基处理试验段。发现K25+460处0 m~4.2 m深范围内为低液限黏土, 4.2 m~9 m深范围内为高液限黏土, 该段设计的软土地基处理方法为强夯, 施工单位在该处做了试验段, 处理效果没有达到设计要求。施工单位进行了原因分析:该段软土地基土质为低液限黏土和高液限黏土, 虽然进行了强夯, 但是土基中的水分难以从地基中排出来, 达不到振实、挤密效果, 因此没有达到设计要求的地基承载力。施工单位要求对该处理方法进行变更, 变为深层水泥搅拌桩, 理由是:该段0 m~4.2 m深范围内为低液限黏土硬壳层, 且低液限黏土和高液限黏土都适合用水泥固化。监理工程师对此变更进行了批复, 并报业主批准。深层水泥搅拌桩施工完成28 d后, 检测单位对水泥搅拌桩的成型情况及复合地基承载力进行了检测, 水泥搅拌桩成型情况良好, 复合地基承载力满足设计要求。可见在软土地基处理方法的选择上一定要根据具体的地质情况, 选择可靠的处理方法, 才能达到要求的处理效果。

参考文献

[1]JTJ 017-96, 公路软土地基路堤设计与施工技术规范[S].

[2]JGJ 79-2002, 建筑地基处理技术规范[S].

[3]宋葆瑞.软土地基处理与加固的方法及施工工艺[J].山西建筑, 2007, 33 (11) :125-126.

软土地基处理常用方法 篇2

试论城市道路软土地基处理方法

在我国沿江、沿湖、沿海的城市广泛分布着软土,而这些城市一般又是经济发达的城市,对城市道路网的完善有着迫切需要,对道路的功能要求越来越高;而软土给这些城市的.道路带来不同程度的危害,如路基滑移、路面起伏不平、桥涵通道处跳车使这些城市的道路建设者感到非常棘手,要花大量人力、物力、财力和时间,去进行勘察、测试、科研、处治.本文结合平湖地区的工程实践谈谈城市道路软基处理方法.

作 者：沙泠 作者单位：平湖市市政公用事业管理处,浙江,平湖,314200刊 名：中国新技术新产品英文刊名：CHINA NEW TECHNOLOGIES AND PRODUCTS年，卷(期)：“”(10)分类号：U4关键词：表层处理 粉喷桩 排水固结

对软土地基处理方法的探讨 篇3

摘 要:软土是指天然含水量大、压缩性高、强度低、而渗透性低的一种软塑到流塑状态的粘性土。文章根据机场大面积、土堤荷载相对较小的等特点,现就机场场道对软土地基处理最常用的几种处理方法加以探讨。

关键词:软土;地基处理;方法

中图分类号:TU753.8文献标识码:A文章编号:1006-8937(2009)22-0131-01

1真空预压法

真空预压法的特点是:①工期短,真空预压抽气时无须控制加荷速率,可一次加上而不必担心地基失稳,排水固结速度快,故可缩短工期。②不需大量预压材料,施工机具设备简单,且可重复使用。因而费用相对低廉。③加固效果显著,真空预压不仅沉降大,均匀,而且侧向位移向着预压区中心,不像堆载预压那样侧向挤出、隆起。所以真空预压的地基比堆载预压的地基密实度大,此法特别适用于加固超软地基。其机理是:由于软土渗透性小,首先在需要加固的地基上打设垂直排水通道,排水通道可采用袋装砂井或塑料排水板等,在其上铺设排水垫层,然后在垫层上铺设密封膜,并使其四周埋设于地下水位以下,使之与大气隔离。最后采用抽真空泵降低被加固地基内孔隙水压力,使其地基内有效应力增加,从而使土体得到加固。

2强夯加固法

强夯加固法主要目的在于处理好场道地基下沟、河塘软土。强夯加固法是技术上比较可靠、经济上相对合理的浅层处理方法。此方法在实施时要特别注意场区地下水位和地基土粘粒含量较高的问题,可通过采取填筑粗骨料强夯垫层、插塑料排水板和优化强夯工艺等措施加以解决。

采用强夯法加固,预计加固深度可达8m 左右,该层厚度内的土基可形成一个超密实的“硬壳层”。浅层地基的沉降已全部完成,且为超固结状态,地基浅层承载力可较大幅度得到提高。浅层粉质土层的地震液化问题也可基本得到解决。但下部软土的长期沉降问题仍未解决,预计残余沉降仍可达1～30cm。由于有上部“硬壳层”的存在,可大大减少地基的差异沉降。

3真空联合堆载预压法

当预压荷载要求大于8t/m2 时,可以在真空预压的同时并在膜上堆载,堆载预压时在地基中产生的附加应力与真空预压时降低地基的孔隙水应力,两者均转化为新增加的有效应力并且可以叠加。这样既有真空预压的作用,又有堆载的作用。其结果是:地基土体由于抽真空而发生向内收缩变形,因而堆载荷重可以迅速施加,而不会引起土体向外挤压破坏,同时由于真空代替一部分荷重,降低了堆载的高度,减少了堆载的工作量。

4排水板+堆载预压的深层加固法

根据固结理论,固结时间与排水距离的平方成正比。要缩短工期,减少排水距离是关键。在软土中埋设塑料排水板、袋装砂井或普通砂井都会形成固结排水通道。此方法通常配合堆载预压或真空预压。塑料排水板具有施工速度快,造价低等优势。其实施步骤为:清除表层耕植土,并挖至设计要求的标高;回填55～60cm 吹填砂,并压实;回填中、粗砂垫层50cm ,并压实;打设塑料排水板,或袋装砂井;回填山皮土50cm,并压实;堆载至设计堆载顶高程;压载到时后卸载,用推土机将多余的堆料推向两侧安全区回填,压实。

5 粉喷桩法

喷粉桩法的正式名称为粉体深层喷粉搅拌法,是胶结法处理软土地基的一种。它利用水泥或石灰等材料作为固化剂的主剂,通过特制的深层搅拌机械,就地在软土中利用压缩空气喷射石灰或水泥干粉,与软土强行搅拌,利用固化剂与软土之间所产生的一系列物理-化学反应,使软土固结成具有整体性、水稳定性和一定强度的地基,以达到提高地基承载力、减少地基沉降量的目的。其地基应视为复合地基,桩土共同承担应力。它具有施工速度快,设备轻便,便于移动,方法容易掌握,处理深度较大等优点,且工后沉降较小,排水固结时间短。

6深层搅拌桩法

深层搅拌法,是胶结法处理软土地基的一种。它利用水泥浆材料作为固化剂,通过特制的深层搅拌机械,就地在软土中利用压缩空气喷射水泥浆,与软土强行搅拌,利用固化剂与软土之间所产生的一系列物理-化学反应,使软土固结成具有整体性、水稳定性和一定强度的地基,以达到提高地基承载力、减少地基沉降量的目的。其地基应视为复合地基,桩土共同承担应力。它具有施工速度快,设备轻便,便于移动,方法容易掌握,处理深度较大等优点,且工后沉降较小,排水固结时间短。

参考文献:

软土路基常用加固方法比较 篇4

为了增强软土路基稳定性,消除侧向滑动位移,避免路堤向两侧膨胀挤出,确保其在短时间内达到最终沉降,必须对软基进行浅层或深层处理。软基处理方法很多,归纳起来有五大类,即换填土层法、排水固结法、土工织物法、碾压夯实法、挤密法、化学加固和反压护道法等[2,3]。下面对于这些公路软基加固处理方法进行概述,并对其进行评价。

1 路基加固方法概述

1.1 换填土层法

换填土层法采用人工、机械或爆破等方法,将基底一定深度及范围内的软土层挖除,换以强度较高、稳定性较好的砂砾、卵石、石灰土、素土等回填,并分层压实至规定密实度。若当地石料丰富,也可直接在路基基底抛投片石,将软土层挤出基底范围,以提高路基强度。换填砂砾层,可加速软土层排水固结,提高承载力,减少沉降量。各种回填材料,其应力分布规律、极限承载力、沉降特点基本上与砂砾层相接近。因此,换填土层厚度、宽度以砂砾垫层作为计算模型。砂砾垫层厚度,可按线弹性模型计算;或者假定应力通过基础按一定的刚性角向下扩散,砂垫层底面呈梯形分布。一般地,砂垫层厚度在0.6~1.0m之间,坡脚两侧各多铺筑50cm宽的襟边。

1.2 排水固结法

排水固结法是在软土地基中设置竖直排水井,缩短排水距离,运用堆载预压或真空预压,加速土体固结,并起到一定的压密作用,提高土体的抗剪强度。该法适用于含水量较大,土层较厚的软土地基。根据垂直排水井材料的不同,可分为塑料排水板法、砂柱和袋装砂井法。

⑴塑料排水板:塑料排水板是带有孔道的板状物,可插入土中形成竖向排水通道,施工简单、快捷,应用较为广泛。目前工程中最大有效处理深度18m。现场堆放的塑料排水板应采取有效措施防止损坏滤膜。塑料排水板超过孔口的长度应能伸入砂垫层不小于50cm,预留段应及时弯折埋设于砂垫层中,与砂垫层贯通,并采取保护措施。塑料排水板不得搭接。施工中防止泥土等杂物进入套管内,一旦发现应及时清除。打设形成的孔洞应用砂回填,不得用土块堵塞。

⑵砂柱:砂柱是利用各种打桩机具击入钢管,或用高压射水、爆破等方法在地基中获得按一定规律排列的孔眼并灌入中、粗砂形成砂柱。采用单管冲击法、一次打桩管成桩法或复打成桩法施工时,应使用饱和砂;采用双管冲击法、重复压拔法施工时,可使用含水量为7%~9%的砂;饱和土中施工可用天然湿砂。地面下1~2m土层应超量投砂,通过压挤提高表层砂的密实度,实际灌砂量未达到设计用量时,应进行处理。

⑶袋装砂井:现在高速公路建设中,广泛采用网状织物袋装砂井,其直径仅8cm左右,比一般砂井要省料得多,造价比一般砂井低廉,且不会因施工操作上的误差或地基发生水平和垂直变形而丧失其连续性。砂袋露天堆放时应有遮盖,不得长时间曝晒。砂袋应垂直下井,不得扭结、颈缩、断裂、磨损。拔钢套管时如将砂袋带出或损坏,应在原孔位边缘重打;连续两次将砂袋带出时,应停止施工,查明原因并处理后方可施工。砂袋在孔口外的长度,应能顺直伸入砂垫层至少30cm。

1.3 土工织物法

在软土地基表层铺设一层或多层土工织物,可以减少路堤填筑后的地基不均匀沉降,又可以提高地基的承载能力。对于淤泥土之类高含水量的超软弱地基,在采用砂井及其他深层加固法之前,土工织物铺垫可作为前期处理,以提高施工的可能性。下承层应平整,摊铺时应拉直、平顺,紧贴下承层,不得扭曲、折皱。铺设土工织物,应在路堤每边各留一定长度,回折覆裹在已压实的填筑层面上,折回外露部分应用土覆盖。土工织物的连接,采用搭接时,搭接长度宜为30~60cm;采用缝接时,缝接宽度应不小于5cm,缝接强度应不低于土工织物的抗拉强度;采用粘结时,粘合宽度应不小于5cm,粘合强度应不低于土工织物的抗拉强度。施工中应采取措施防止土工织物受损,出现破损时应及时修补或更换。双层土工织物上、下层接缝应错开,错开长度应大于50cm。

1.4 碾压夯实法

碾压夯实加固地基,是利用起重设备将锤体直径为1~1.5m,重量为1.5t左右的钢筋混凝土截头圆锥体(底部垫钢板)提升2.5~4.5m高度后,重锤自由落下,锤体夯实土基。这种方法可显著地提高地基表层土的强度,降低湿陷性黄土的湿陷性,使杂填土表层强度一致。重锤夯实次数以最后两次的平均夯沉量不超过规定值来控制,一般黏性土和湿陷性黄土为1~2cm;砂土为0.5~1.9cm,一般为8~12遍,作用厚度可达锤底直径的1倍左右。在重锤夯实的基础上,20世纪60年代以来研制出了强夯法,它的夯锤重达8~12t,自由落差8~20m。经过对地基的强力夯击,利用冲击波和动应力,使地基土密实,可显著地提高承载力,降低压缩性,加固厚度达10~20m。该项技术尽管迄今仍没有一套成熟、完善的理论和设计方法,但已在土木工程中得到广泛应用,且在加固饱和软黏土地基方面取得了新的经验。

1.5 挤密法

挤密法是指在地基成孔后,向孔内灌以砂、石、土、石灰土或石灰等材料,捣实而成直径较大的桩体。利用桩体横向之间的相互挤紧作用,使地基土粒相互紧密,减少孔隙比,桩体与原土组合而成复合地基。

⑴石灰桩:桩孔内填石灰而形成石灰桩,主要利用新鲜的生石灰,灰块必须粉碎。砂桩加固范围,一般要求各边比基础宽1.0m左右。桩径0.2~0.3m,砂桩间距与要求将地基土加密的程度有关。经验表明,群桩面积约占松散土加固面积的20%,通常间距为桩径的3~5倍。桩的平面布置以梅花形较好。桩的长度与加固土层厚度及加固要求有关。软土层较薄,桩体可穿透软土层。如软土层过厚则通过计算桩底处软土的应力,要求其值不大于软土容许承载力。

⑵挤实砂(碎石)桩:挤实砂桩是以冲击或震动的方法强力将砂、石等材料挤入软土地基中,形成较大的密实柱体,提高软土地基的整体抗剪强度,减少沉降。最大有效处理深度20m。材料要求:未风化碎石或砾石,粒径宜为20~63mm,含泥量应小于10%。施工前应按规定做成桩试验,根据试桩结果,严格控制水压、电流和振冲器在固定深度位置的留振时间。

⑶旋喷桩:利用工程钻机,将旋喷注浆管置入预定的地基加固深度,通过钻杆旋转,徐徐上升,将预先配制好的浆液,以一定的压力从喷嘴喷出,冲击土体,使土和浆液搅拌成混合体,形成具有一定强度的人工地基。最大有效处理深度20m。钻机就位与设计位置偏差要求小于2cm,垂直度偏差小于1%。采取钢尺丈量和吊锤球的方法检测,满足精度要求后方可进行钻孔施工。高压旋喷应全孔连续进行,若中途拆卸喷射管,则应进行复喷,搭接长度不小于20cm。供浆正常的情况下,孔口回浆密度变小、且不能满足设计要求时,应加大进浆密度。

1.6 化学加固法

化学加固法一般是利用压力将化学溶液或胶结剂通过注浆管均匀地注入软基土层中,经过短暂时间后,使土颗粒胶结起来凝成一个整体,达到对土基加固的目的,并能起到防渗作用。化学加固施工工艺主要有压力灌注、电动硅化和高压旋喷法几种。压力灌注及电动硅化法一般是将浆液注入土中赶走孔隙内的水或气体,从而占据其位置,然后将土胶结成整体。高压旋喷法是利用高压(20~25MPa)射流的强度使浆液与土混合,从而在射流影响的有效范围内使土体速凝成一圆柱形的桩,桩径达0.5~1.0m。

1.7 反压护道法

反压护道法是在路堤的一侧或两侧填筑适当高度的单级或多级护道,使路堤下的软土向两侧隆起的趋势得到平衡;同时,加宽了荷载的分布宽度,减少了路堤的基底应力,从而保证路堤的稳定。护道的高度与宽度应通过圆弧法验算确定[4]。单级护道高度必须低于极限高度,一般为路堤高度的1/2~1/3。采用反压护道加固路基,不需特殊机具和材料,施工简易。因此,该法适用于非耕作区、取土不困难地区和路堤高度小于3/5~2倍极限高度的软基。张书生和吴志高[5]在金宜一级公路中充分利用软土地基段的资源条件,因地制宜采用反压护道的手段提高路堤稳定性,减少工程造价达1500万元。

2 工程实例

某高速公路沿线地质条件有以下特点[6]:(1)沿途地表下均分布有大量深厚的软土,其含水量高、压缩性大、强度低;(2)该区位于珠江三角洲河网区,地面高程1.1~1.6m,鱼塘、沟渠交错成网,星罗棋布;(3)该地区属亚热带海洋性季风气候,气候暖湿,雨量充沛,夏季多受台风影响;(4)该地区土源缺乏,运距往往在20km以上,但河砂和海砂较为丰富。其路基填土高度平均在6.0m以上,最高将近11m;软土深度大多在10m以上,最深达50m。针对该高速公路软土的特点,采用多种地基处理方式对其进行处理,并对其加固效果进行了比较评价。

本项目工期为3年,根据这一特点和“经济、安全、实用”的原则,再结合容许工后沉降值、各路段的地质条件、地形、填土高度以及沉降、稳定分析结果,采用了排水固结法中的袋装砂井堆载预压、反压护道以及土工织物法等方案。

2.1 袋装砂井堆载预压

袋装砂井堆载预压是该高速公路软基处理的主要方式(全路段均采用)。在该方式中,袋装砂井的直径为0.07m,间距1.0~1.5m不等(填土高度低、沉降小的地段采用了大值;填土高度高、沉降大的地段及桥头涵洞地段采用了小值),呈梅花形分布。当软土层深度不超过20m,袋装砂井打穿软土层;当软土层深度大于20m,袋装砂井长度取20m。袋装砂井处理区的砂垫层厚度为60cm。

2.2 反压护道

由于本项目区的地价比较昂贵,且沿线大部分为鱼塘,采用租地的方式进行鱼塘填平,临时征用的土地在通车后返还给当地种植花草或经济作物。鱼塘填平实质上属于反压护道的一种,较为符合本项目的实际条件。反压护道有助于提高软土路堤的稳定,但占用的土地多,一般不大面积使用。反压护道的适用条件:在填土高度超过7m的鱼塘路段,路基两侧坡脚外10~25m范围内填平至常水位以上50cm;在填土高度超过7m的非鱼塘地段,采用反压护道。

2.3 土工格栅

填土高度小于5m或堆载预压的地段,不设置土工格栅;填土高度超过5m的地段,设置1~4层土工格栅。一般路堤采用单向拉伸土工格栅TGDG35,径向拉伸强度为35k N/m,桥头地段采用双向拉伸土工格栅GSG20,拉伸强度为20k N/m。从卸载后的监测沉降看,大部分路段的沉降不超过3cm,仅项目两头地段因路基沉降大而导致工后沉降也较大,其最大值将近10cm。从现场走访看,除项目两头地段桥头有跳车感觉外,其余桥头地段均无明显感觉。总体上本项目软基处理方式较适宜。

3 结论

以某高速公路工程实例,对于排水固结法、反压互道与土工织物法等软基加固方法进行了具体对比,所得结论可以为软土路基处理提供参考:

⑴当软土深度超过20m时,竖向砂井等排水体最好能打穿软土。

⑵当软土沉降超过2.5m时,建议进行桥梁与路基方案比较,且最好选择桥梁方案。

⑶关于桥涵施工顺序,应在软基沉降趋向稳定后,才能进行反开挖并进行基桩钻探、桥台施工,其中卸载标准不宜超过3cm/月。涵洞地段应优化设计填土高度,合理选择设置位置。涵洞应尽可能做成正交,并应做成整体性能好的箱式通道。涵洞应在地基处理稳定后进行施工,建议采用反开槽方式施工。

⑷路基的稳定性已能够得到很好的解决,但桥头沉降仍未得到很好的解决。采用气泡轻质填土、预应力管桩、水泥搅拌桩等新方法来处理桥头地段,可能会较大幅度地减少桥头工后沉降。这些方法将在以后的工程实践中逐步推广使用。●

参考文献

[1]王晓谋,袁怀宇.高等级公路软土地基路堤设计与施工技术[M].北京:人民交通出版社,2001:2-5.

[2]张立志.软土地基的处理[J].山西建筑,2010,36(10):86-87.

[3]吴胜坤.对公路软基常用处理方法及效果评价[J].广东交通职业技术学院学报,2006,5(1):27-29.

[4]张玉成,等.在软土地基上有反压护道路堤及堤坝的稳定计算[J].岩土力学,2007,28(增刊):844-848

[5]张书生,吴志高.反压护道在地方一级公路中的应用[J].公路交通科技,2004,21(2):26-28

软土地基处理常用方法 篇5

强夯法是将100～400kN的重锤，最重达kN，以6～40m的落距落下给地基以冲击和振动，从而达到提高地基强度，降低其压缩性，改善土的振动液化条件等目的。不同的建筑物夯击点位置不同，对某些基础面积较大的建筑物，夯击点可按等边三角形或正方形布置。

关键词：

强夯法，夯击点

强夯法是将100～400kN的重锤，最重达2000kN，以6～40m的落距落下给地基以冲击和振动，从而达到提高地基强度，降低其压缩性，改善土的振动液化条件等目的。可用于加固各类砂性土、粉土、一般粘性土、人工填土，以及大块碎石类土以及建筑、生活垃圾或工业废料等组成的杂填土。单层8000kN・m高能级强夯处理深度达12m，多层强夯处理深度可达24～54m，一般能量强夯处理深度在6―8m。地基经强夯处理后，可明显提高地基承载力、压缩模量，减少孔隙比，降低压缩系数，消除湿陷性，膨胀性，防止振动液化。强夯机具主要为履带式起重机，当起吊能力有限时可辅以龙门式起落架或其它设施，加上自动脱钩装置，施工机具简单。一般的强夯处理是对原状土施加能量，无需添加建筑材料，节省材料。

1、夯击点布置

不同的建筑物夯击点位置不同，对某些基础面积较大的建筑物，夯击点可按等边三角形或正方形布置；对办公楼和住宅建筑，夯击点可根据承重墙位置采用等腰三角形布点；对工业厂房夯击点可根据柱网来布置。强夯处理范围应大于建筑物基础范围，对一般建筑物，每边超出基础边缘的宽度宜为设计处理深度的1/2～2/3，并不宜小于3m。为有效加固深层土，加大土的密实度，强夯常需分遍夯击。由于夯点需要一定距离，使夯击时夯坑产生冲剪，在夯坑底形成一挤压加固，为使所产生的挤压力受周围土约束，侧面不隆起，因此侧面应有一定间距的不扰动土。不能像重夯采用一夯挨一夯，夯击时侧面土为扰动土，易隆起，减少锤底的挤密作用。由于夯点间距大，夯点间需增设夯点以加固未挤密土，故需增加遍数。对饱和粗粒土，当需要夯坑深度大时，或积水，或涌土需填粒料，为便于操作而分遍夯击。对饱和细粒土，由于存在单遍饱和夯击能，每遍夯后需孔压消散，气泡回弹，可二次压密、挤密，因此对同一夯点需分遍夯击。在实际操作中，我们常采用先高能量大间距加固深层，根据需要对同一批夯点夯击，然后再逐个夯击另一批夯点，若对所有的夯点都先夯一遍，将造成浅层先加固低于以后深层加固的效果。夯距通常为5～9m，为了使深层土得以加固，第一遍夯击点的间距要大，下一遍夯点往往布置在上一遍夯点的中间。

最后一遍是以较低的夯击能进行夯击，用以确保近地表土均匀性和较高的密实度。如果夯距太近，相邻夯击点的加固效应将在浅处叠加而形成硬层，则将影响夯击能向深部传递。夯击粘性土时，一般在夯坑周围会产生辐射向裂隙，如夯距太小时，等于使产生的裂隙重新又被闭合。对处理深度较深或单击夯击能较大的工程，第一遍夯击点间距宜适当增大。

2、夯击次数和遍数的确定

夯点的夯击次数，应按现场试夯得到的夯击次数和夯沉量关系曲线确定，且应同时满足下列条件：

第一，最后两击的平均夯沉量：当单击夯击能较小时不大于50mm，当单夯夯击能量较大时不大于100mm～200mm。

第二，夯坑周围地面不发生过大的隆起。

第三，不因夯坑过深而发生起锤困难。

当需要逐遍加密饱和土或高含水量土以加大土的密实度，或夯坑要求较深起锤困难需加填料时，对每一夯点需分遍夯击，以使孔隙水压力消散。各批夯点的遍数累计加上满夯组成总的夯击遍数。一般每个夯点2～3遍。对软弱土，每批夯点的第一遍击数，常以控制场地隆起、起锤困难设定击数，一般选用5～10击，而无需控制夯沉量。夯击遍数一般情况下可采用2～3遍，最后一次以低能量满夯一遍，其目的是将松动的表层土夯实。土体压缩层越厚，土质颗粒越细，同时含水量越高，需要的夯击遍数越多。

对于需要分两遍或多遍夯击的工程，两遍夯击间应有一定的时间间隔。各遍间的间歇时间取决于加固土层中孔隙水压力消散所需要的.时间。对砂性土，孔隙水压力的峰值出现在夯完后的瞬间，消散时间只有2～4min，故对渗透性较大的砂性土，两遍夯间的间歇时间很短，亦即可连续夯击。对粘性土，由于孔隙水压力消散较慢，故当夯击能逐渐增加时，孔隙水压力亦相应的叠加，其间歇时间取决于孔隙水的消散情况，一般为2～4周。对粘性土地基的现场埋设了袋装砂井，以便加速孔隙水压力的消散，缩短间歇时间。

3、夯锤

夯锤可用混凝土及铸钢制作。混凝土锤重心较高，冲击后晃动大，夯坑易塌土，夯坑开口较大，易起锤，易损坏。铸钢锤则相反，特别是夯坑较深时，塌土覆盖锤顶易造成起锤困难。某些施工单位将锤底制成稍带凸弧，增加了侧挤使坑壁稳定，减小了起锤力及坑壁塌土。夯锤形状现多用圆锤，夯锤构造可用钢板为外壳，底板加厚，内部焊接钢筋骨架后浇筑混凝土制成，锤底面积一般根据锤重决定，锤重为100～250kN时，可取锤底静压力25～40kPa，细粒土，单击能低，宜取较小值；粗粒土，单击能高宜取较大值。锤底面积一般为3～7m2，以上适于单击夯击能小于8000kJ时。若夯击能加大，锤重加大，静压力值宜相应加大。为减少夯锤下落过程中的空气阻力作用，特别是消除当夯坑较深而尚需继续夯击时的气垫影响，夯锤宜设4～6个排气孔，孔径宜取下口直径150～200mm，上口直径为80～l00mm，过小易堵孔。夯锤吊环必须准确处于重心，确保起吊后锤身平衡。

4、起夯面

为使强夯加密土不被挖除，有效利用其加固深度，起夯面可高于基底或低于基底。高于基底是预留一压实高度，使夯实后表面与基底为同一标高。低于基底是当要求加固深度加大，能级达不到所需加固深度时，降低起夯面，在满夯时再回填至基底以上，使满夯后与基底标高一致，这时满夯加固深度加大，需增大满夯单击能。

5、垫层

对软弱饱和土或地下水很浅时，常需在表面铺设砂砾石、碎石垫层，厚0.5～1.5m，垫层材料宜用砂砾石、碎石、矿渣，粒径宜小于10cm。对处理土层为饱和砂、软土时，夯坑易涌土、涌砂，故垫层填料不宜用砂。垫层厚度不宜过小，过小不起作用；也不宜过厚，过厚时能级低的强夯，在锤底形成大的垫，扩散动应力，减小对下部软弱土的加固作用。

需要注意的是，虽然强夯法有很多的优点，但并不一定适用于所有情况。目前，在施工过程中，由于强夯法施工存在的诸多优点，设计院、建设单位、施工单位等在大规模的地基处理时普遍倾向于采用强夯法施工，但在许多工程中，强夯处理效果不明显，甚至比不处理时还差。因此，我们首先必须搞清楚什么地质条件适合强夯，使强夯能真正发挥去作用。

参考文献

[1]徐通礼。强夯法地基处理施工技术[J]。西铁科技，，3

[2]刘文才，张境花，李国民。浅析强夯工程施工的几个误区[J]。西部探矿工程，，6

[3]李玉平。浅谈强夯法在软土地基处理中的应用[J]。长沙铁道学院学报（社会科学版），2010，6

软土地基处理常用方法 篇6

【关键词】房屋建筑；软土地基；施工技术；质量控制

1.房屋建筑软土地基处理的一般原则

对于新建工程，通常应优先考虑利用天然地基，对于均匀性和密实度较好的冲填、杂填建筑垃圾和稳定的工业废料，可利用作为地基、持力层；对于淤泥和淤泥质土，可利用其上覆较好土层作为持力层；对于有机质含量较多或有腐蚀性的生活垃圾和工业废料等杂填土，不得直接用作地基持力层。若地基软弱不能满足要求，就应采取适当的措施进行处理，软土地基的处理目的通常包括：提高土的抗剪强度，使地基保持稳定；改善土的动力性能、防止地基产生震陷变形和震动液化而丧失稳定性；降低土的渗透性或渗流的水力梯度，避免渗流造成地基破坏；降低土的压缩性，使地基的沉降在允许范围内；消除或减少土的胀缩性或沉陷性引起的地基变形，从而防止建筑物的正常使用受到影响。

2.房屋建筑软土地基处理的常用方法

2.1深层水泥搅拌桩

（1）试桩。试桩是为了确定施工中最优的搅拌次数以及水利的水灰比、泵送时间、泵送压力、搅拌机提升速度、下钻速度等参数，并以此为依据，指导接下来的施工。每个标段的试桩不小于5根，且要严格按照施工规范，在试桩成功后才能进入正式施工。在试桩检验7 d后直接开挖取出，或者在至少1 4d后取芯，这样才能真正检验到水泥搅拌桩的搅拌均匀程度和水泥土强度。

（2）施工准备。在施工前要先平整施工场地，清理桩位周围的障碍物。当场地低洼时，必须回填土，但不得回填杂土。水泥搅拌桩要试用合格的32.5级普通硅酸盐袋装水泥，这样能方便施工计量。水泥搅拌桩施工机械在工作时一定要保持较好的稳定性，钻机开钻之前应由监理工程师和项目经理部组织检查验收。

（3）施工要点。水泥搅拌桩在开钻前，首先要用水清洗整个管道，并检验管道中有无堵塞现象，等管道内的水排尽之后才能下钻。为保证水泥搅拌桩桩体垂直度满足规范要求，可在主机上悬挂一吊锤，通过对吊锤的控制保证吊锤与钻杆上、下、左、右距离相等。针对每根已经成型的桩，一定要按照质量检查标准检查其水泥用量、水泥浆拌制的罐数、压浆过程中是否有断浆现象、喷浆搅拌提升时间以及复搅次数。根据施工规范，水泥搅拌的配合比为：水灰比0.45-0.50、水泥掺量12％、每米掺灰量46-25kg、高效减水剂0.5％。水泥搅拌桩施工采用二喷四搅工艺。为了避免第一次下钻导致的管内带浆，可让喷浆量小于总量的1/2，同时严禁带水下钻。第一次下钻和提钻时一律采用低档操作，在复搅时可以采用高档位。每根桩的正常成桩时间应不小于40min，喷浆压力0.4MPa。

2.2静压桩处理技术

（1）施工的准备工作。首先，放线和定桩位。实践证明，放线的准确性会直接影响到建筑物的建设规划，以及是否符合施工方案，而桩位的确定是关系到建筑物构造的关键，对于这两道工序，施工单位都必须重视。项目施工管理人员也要对放线进行严格的确定和实验，以及根据建筑物的结构、施工方案进行复核，对发现的问题要及时认真的解决。其次，要对桩尖、桩身质量进行检查。对以上部位的质量检验是十分重要的，根据桩施工的相关规定。首先，桩尖的构造要符合工程设计图纸，并对所有的桩尖进行检测；旆工管理人员要对所有的桩进行检查，并对检查的结果做详细记录。

（2）该技术的施工质量控制。底桩的定点是软土地基施工中的关键，但在实际操作中，由于受到技术水平和施工人员业务能力的影响，往往在放底桩时偏离原定的桩位，导致桩位的偏差。因此，在施工中应采用有效方法确定桩的位置，减少桩的位置偏移，提高施工质量；桩的垂直度是桩体位置确定的重点，在施工中，静压管桩桩机驾驶室内会有吊着重锤的绳子，但开机人员只能用这个方法控制一边的垂直度，而另一方向的垂直度就需要用其它方法控制，可以在垂直于桩与此绳线连接的地方设一吊重锤的绳线，以此来控制垂直度。

2.3砂垫层与砂石垫层换填

（1）材料要求。砂垫层与砂石垫层的原料应采用质地坚硬、级配良好的租砂、中砂、碎石、石屑、砂砾或是其他的工业废料粒。在使用的砂石材料中不能有垃圾、草根等有机杂质。对于捧水固结的处理材料，其含泥量最好不要超过30％，卵石与碎石的直接不得大于50mm。

（2）施工准备。施工之前，一定要将现场的垃圾清理干净，保证基槽边坡的稳定性，草地与两侧如果有沟、井、孔洞等必须加以填实。

（3）施工要点。砂垫层与砂石垫层底面的铺设应保持同一高度，如果深度不同，旋工程序为先深后浅。土面应挖成斜坡或台阶搭接，注意对搭接处进行捣实。在分段施工中，接头处必须作成斜坡，而每层的斜坡都要错开0.5m到1m之间，再进行充分的振捣。如果使用碎石垫层进行换填，为了保证基坑底面表层软土不发生局部破坏，则要在基坑底部与四侧铺设一层砂，然后在铺设碎石。砂垫层与砂石垫层必须分层铺垫， 同时分层压实，常见的方法有： 平振法、水撼法、插振法、碾压法及压实法等。

平振法主要用平板式振捣器进行反复振捣，振捣的次数以检查的密度标准为准，平板式振捣器在移动时，为了预防振捣的不搭接，每行必须先接好三分之一。每层的铺设厚度通常在200mm到250mm之间，施工时的含水量最好在15％到20％之间。如果在泥沙含量和细沙含量较大的铺筑砂垫层中，该方法就不宜使用。

3.房屋建筑软土地基的施工质量控制措施

3.1钻机就位

在施工前钻机就位后，要保证钻杆垂直对准桩位中心，可用钻机塔身的垂直标杆检查塔身导杆，不断调整校正位置，使CFG桩垂直度偏差小于1％。

3.2搅拌混合料

首先要按配合比进行配料，准确计量各种料的质量，上料时，先装碎石，再加水泥、粉煤灰和外加剂，砂应在最后加，这样可使水泥、粉煤灰和外加剂夹任砂、石之间，避免四处飞扬，这样也更易于搅拌均匀。桩体混合料配比碎石最大粒径不宜大干25mill，并尽量选用Ⅱ级或Ⅲ级细粉煤灰。为制备泵送性能好坍落度较低的混合料，可掺加适量的减水剂、泵送剂。混合料塌落度控制在16cm～20cm，每盘料搅拌时间 应小于60s。冬期施工时，为防止水泥失效，应注意水温不宜超过70℃；若采用商品混凝土，混凝土入模温度也不得低于5℃。

3.3基坑开挖

一些高层建筑是先完成CFG桩的施工，后开挖基坑，因而要注意加强对成品CFG桩的保护。先采用大型挖掘机开挖，打开作业面后，将基底以上1.5m的土体进行预留，由小挖掘机开挖桩间土，并配合人工清槽。开挖时可以止水帷幕桩为开挖的边线，但应注意切不可破坏止水帷幕桩。为防止超挖，测量人员必须在开挖过程中随时控制开挖深度。

4.结束语

地基处理领域是土木工程中非常活跃的领域，也是非常有挑战性的领域。实际工程中采用的软土地基处理方法，不但要施工简便，而且要经济合理。经过多年的实践，我们所选用的地基处理方法都取得了预想的效果。

【参考文献】

［１］叶书麟.地基处理工程实例应用手册[M].北京:中国建筑工业出版社，1997.

关于软土地基处理方法探讨 篇7

淤泥及淤泥质土总称为软 (粘) 土。它是在静水或非常缓慢的流水环境中沉积, 经生物化学作用形成, 天然含水量大于液限、天然孔隙比大于1.0的粘性土。当天然孔隙比大于1.0而小于1.5时为淤泥质土;当天然孔隙比大于1.5时为淤泥。软土广泛分布在我国东南沿海、内陆平原和山区, 如天津、上海、杭州、宁波、温州、福州、厦门和广州等沿海地区, 以及昆明和武汉等内陆地区。

天然软土具有下列特征

1.1 含水量高:

淤泥和淤泥质土的含水量多为50%~70%, 液限一般为40%~60%, 天然含水量随液限的增大而增加。

1.2 孔隙比大:

天然软土的孔隙往往要比同一垂直压力下的重塑土的孔隙比高出0.20~0.40。

1.3 渗透性小:

其渗透系数值一般在1×10-4~1×10-8cm/s之间。而大部分淤泥和淤泥质土地区, 由于该土层中夹有数量不等的薄层或极薄层粉砂、细砂、粉土等, 故在垂直方向的渗透性比水平方向要小。

1.4 压缩性高:

淤泥和淤泥质土的压缩系数a1-2一般为0.7~1.5MPa-1, 最大达4.5MPa-1, 且随着土的液限增大, 压缩性增大。

2 淤泥软土地基的处理方法

鉴于淤泥软土地基承载力低, 压缩性大, 透水性差, 不易满足水工建筑物地基设计要求, 故需进行处理, 下面介绍淤泥软土地基五种处理方法。

2.1 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, 已不再用作对变形有要求的建筑地基处理;三是民用建筑已禁用木桩基础。

钢筋混凝土预制桩 (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, 如本人设计龙海市角美镇金山水闸, 其地质条件覆盖一层10m以上厚的淤泥土层, 地基处理采用边长为250mm钢筋混凝土预制方桩, 挤密淤土层并靠摩擦承载, 钢筋混凝土预制桩还具有抗水闸水压力产生水平荷载, 达到水平稳定作用。

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。福建省龙海市发生几起灌注桩基础民用建筑不均匀沉陷, 导致墙体裂缝事件, 是由于施工中存在上述技术问题造成。

2.2 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, 一般应就地取材, 以换填泥土为宜。换土法要回填有较好压密特性土进行压实或夯实, 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, 施工时应注意坑边稳定, 保证填料质量, 填料应分层夯实。

2.3 灌浆法

是利用气压、液压或电化学原理将能够固化的某些浆液注入地基介质中或建筑物与地基的缝隙部位。灌浆浆液可以是水泥浆、水泥砂浆、粘土水泥浆、粘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, 如福建省龙海市角美壶屿港水闸由于淤泥软基不均匀, 沉陷闸基沉降最大达到0.63m, 加固时采用单管高压旋喷灌浆处理, 每个闸墩上、下游侧和中间各设5个灌浆孔, 沿闸墩轴线两侧布孔, 灌注水泥浆, 成桩直径0.5m, 伸入闸基础10.5m, 采用灌浆压力为20MPa, 经过处理后闸基沉降基本得到控制。高压旋喷灌浆处理原理是通过在闸基中高压旋喷灌浆形成水泥土摩擦桩, 提高闸基承载力, 达到控制沉降的目的。另一种对淤泥软土地基闸室淘空处理通常应通过水闸上游防渗如设置水平铺盖或垂直防渗控制闸基渗流, 然后再对闸室进行灌浆处理, 如厦门市石浔水闸由于闸基渗流造成闸室底板多个部位被淘空, 加固时先在闸室上游侧采用帷幕灌浆防渗, 灌浆帷幕布设在闸墩上游侧1.0m处, 孔距0.5m, 灌注水泥浆, 孔深5.0m, 灌浆压力10MPa.然后对闸室淘空部位采用钻孔灌浆处理, 先灌细砂, 不吃砂后, 再灌水泥砂浆, 最后灌水泥浆, 水闸除险加固后效果显著。

2.4 排水固结法

排水固结法是解决淤泥软粘土地基沉降和稳定问题有效措施, 由排水系统和加压系统两部分组合而成。排水系统是在地基中设置排水体, 利用地层本身的透水性由排水体集中排水的结构体系, 根据排水体的不同可分为砂井排水和塑料排水带排水两种。福建省福清过桥山围垦海堤淤泥软层最深达十余米, 采用塑料排水带排水固结处理取得成功;福建省连江县大官坂海堤则采用砂井排水固结法进行地基加固处理。下面介绍效益较高塑料排水板处理淤泥软基方法, 插入软基排水板, 当填筑基础及上部建筑物时, 荷载作用软基, 地下水由于受挤压和毛细作用沿塑料排水板上升至砂垫层内, 由砂层向两侧排出, 从而提高基底承载力, 塑料排水板要在砂垫层完成后施工, 由测量人员测量出需处理范围, 标出每根排水板具体位置, 插板机对中调平, 把排水板在钻头安放好, 开动打桩机锤打钻杆, 将地面上塑料排水板截断, 并留有一定富余长度, 在塑料排水板四周填砂后即完成本根施工。

2.5 加筋法

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摩擦力, 使土与加筋材料形成整体, 减少整体变形和增强整体稳定。福建省福清过桥山围垦工程采用打设塑料排水板, 以加速淤泥层排水固结, 提高地基强度, 又采用砂垫层中铺设土工织物, 由于土工织物受拉作用, 调整了基底应力分布, 地基侧向位移和沉降却相应减少, 地基稳定性就大大提高。

3 结语

本文只介绍了较为常用淤泥软土地基处理五种方法, 供大家参考, 还有较为先进新的技术获突破并得到运用, 如动载预压排水固结法对处理淤泥软土地基具有技术先进, 效益显著, 达到国际先进水平。设计人员不仅要选择好淤泥软土地基处理方法, 而且还要考虑其建筑物结构优化设计, 尽量采用较为轻型结构, 减轻上部重量, 这样会减少淤泥质软土地基处理造价。

参考文献

[1]龚晓南.高等土力学[M].浙江大学出版社, 1994.

[2]深圳市标准.深圳地区地基处理技术规范 (SJG04-96) [M].深圳市建设局, 1996.

[3]叶书麟.地基处理工程实例应用手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 1998.

公路软土地基的处理方法 篇8

汕头市某公路新建工程, 路线全长9.848公里, 主线路基宽度为40m, 设计车速为80Km/h.。本项目K0+000~K2+680、K4+760~K9+751段为软土地基, 该段地处平原及其边缘的近陵地带, 地表平坦、开阔, 大部分地面标高在1.5~2.5之间, 多为农田或菜地, 少数丘陵山地;场区内软土普遍分布, 多呈流~软塑状, 工程性质差, 具有高压缩性, 灵敏度高, 在地面堆载较重的情况下易产生蠕变及不均匀沉降, 本场区软土处于欠固结状态。通过地质勘探、取样测试, 淤泥质土层主要物理力学指标为:含水量w=35%~73%;密度ρ=1.57~1.73g/cm3;孔隙比e=1.1~1.9;液限wL=35%~60%;塑性指数Ip=15~24;压缩系数α0.1~0.2=0.75~2.20MPa-1;固结系数CV= (0.5~1.0) ×10-3cm/s;不排水抗剪强度Cu=14~20KPa等。

2 处理软土地基的设计

2.1 袋装砂井排水固结

2.1.1 砂井间距、长度及其布置

一般路基及桥台台后采用袋装砂井加堆载预压排水固结法进行处理, 堆载高度为1m, 袋装砂井按等边三角形布置, 桥头部分砂井间距为100cm, 一般路基砂井间距为120cm, 孔径为7cm, 砂井深度由地基稳定和容许工后沉降计算来确定, 穿透软土层, 砂井平均处理深度8~18m, 容许工后沉降桥台与路堤相邻处不大于0.1m, 一般路堤不大于0.3m。砂垫层厚度60cm, 保证高出地表水位20cm。考虑到沉降量较大而设置40~60cm的预拱度以保证砂垫层的使用质量。

2.1.2 设计计算:

包括沉降计算和稳定计算

(1) 沉降计算

总沉降包括瞬时沉降Sd、固结沉降Sc和次固结沉降Ss。瞬时沉降是在加荷初始, 地基土的孔隙水压力来不及消散, 土的孔隙来不及调整, 而由地基侧向变形引起的。这种沉降不大且很快完成, 一般不易精确计算;固结沉降是在上覆压力作用下, 地基中的孔隙水逐渐排出使体积发生变化引起的, 是地基土的主要沉降:次固结沉降是指孔隙水压力消散后, 在一定的有效应力的作用下, 土骨架由于蠕动变形而产生。经计算总沉降量为S=74cm, 本段软土经袋装砂井处理后, 固结度达到80%时所需要的固结时间为297d。设计要求在固结度达到80%时, 工后剩余沉降量为22cm。

(2) 稳定计算

利用条分法对打砂井前和打砂井后两种情况的路基滑动面进行稳定计算, 比较其安全系数。经计算, 打砂井前和打砂井后路基滑动破坏最小安全系数分别约为1.38和1.06, 说明打砂井后路基才稳定。

2.1.3 软土地基处理施工

施工时, 先将沿线水塘、沟坑排水, 填以砂性土或中粗砂, 与砂垫层袋装砂井构成统一排水系统。砂垫层采用含泥量小于3%的中粗砂, 铺筑时由中线向外侧方向进行。砂垫层的厚度确保高出水面20cm。

袋装砂井的施工工艺包括下列几个方面:

(1) 定位:在整平地面后, 视软土地基情况, 铺设30cm的砂垫层后, 将打桩机按设计要求及施工顺序定位。

(2) 成孔:采用导管式振动打桩机, 在桩管垂直定位后, 将可开闭底盖的桩管打入地基土内, 达到设计深度。

(3) 下砂袋:砂袋选择聚丙烯编织袋。袋中的砂料采用干燥及含泥量小于3%的中粗砂, 渗透系数不应小于5×10-3cm/s, 要达到密实程度。先将砂袋装好备用, 待成孔后用人工输入, 管口端部设滚轮。

(4) 拔出套管:砂袋下放完毕, 启动激振器, 提升套管进行拔管作业。拔出套管时为避免将砂袋带出, 也可采取向管内注水的办法。

(5) 埋好袋头:将袋头埋入设计的砂垫层中, 砂垫层分两次铺设, 既方便工作, 又避免粘土等杂物堆盖袋头, 此时注意保持袋头垂直不卧倒。

2.1.4 施工监测

施工监测工作是与路基填土同时进行的。在极限填高之前, 因失稳可能性极小, 路基填土可快速施工而不会出现失稳, 监测工作应着重原始观测数据的收集。

本段主要采用沉降、侧向位移动态跟踪观测。选取5个横断面分别布设地面沉降板和地面位移桩。路基中心沉降板速率为4~7mm/d, 平均为5mm/d, 小于设计要求的控制沉降速率10mm/d, 地面位移桩位移为2~5mm/d, 平均4mm/d, 小于设计要求的5mm/d。地面位移桩在测试过程中, 没有发生沉降和抬起现象, 这说明路基一直是在稳定的情形下进行加载的。地面沉降板和地面位移桩的测试频率, 在加载时每日测试, 停载时, 每隔3~4d观测1d, 路基完成后每10d测一次。路堤完成后放置60d, 达到最终沉降量的剩余沉降时为25~27mm, 与设计计算的22mm接近。经观测, 本项目软土路基在采用袋装砂井方案处理后, 路基沉降和稳定基本上符合设计要求, 效果良好。

2.2 搅拌桩加固处理

2.2.1 设计要求

箱涵软土地基采用水泥搅拌桩加固处理, 水泥搅拌桩桩径为Φ50cm, 按梅花形布置, 桩距为1.5m, 桩长按穿透淤泥层设计, 按湿喷法施工。水泥搅拌桩水泥采用42.5R普通硅酸盐水泥, 水泥掺入量为50~55kg/m, 水灰比为0.4~0.5, 要求水泥土7天无侧限抗压强度不小于0.8Mpa, 28天无侧限抗压强度不小于1.5Mpa, 搅拌桩的单桩承载力应不小于110Mpa, 处理后复合地基承载力不小于150Mpa。

2.2.2 加固处理施工:

水泥搅拌桩施工工艺:

(1) 放样定位:对搅拌桩现场整平后, 按施工设计图进行施工放样。将搅拌机移位至施工桩位处后定位, 孔位误差不得大于50mm。

(2) 调平钻机平台:使用4个支腿调整平台, 使钻机钻杆垂直度误差不大于1%。

(3) 开机搅拌以1、2、3档逐级加速, 将钻头顺转钻进至设计深度, 如遇硬土难以钻进时可以降档钻进, 放慢速度, 在钻进时始终保持连续送压缩空气保证喷浆门不被堵塞, 保证下一道工序送浆时顺利通畅压缩空气的压力, 一般保持在0.3~0.35MPa。

(4) 提升钻杆喷浆搅拌, 用反转法边搅拌边提升喷浆。按0.5m/min速度提升, 喷浆量为加固湿土质量的17%, 水泥掺入量为55kg/m, 水灰比0.45, 施工水泥浆配合比为:水275kg:水泥550kg。喷浆压力为0.6MPa。提升到设计停灰面时, 应慢速原地搅拌2~3min。

(5) 重复搅拌, 为保证浆体充分搅拌均匀, 须将搅拌头再下沉搅拌到原设计深度, 再提升搅拌, 采用二喷二搅施工方法, 速度控制在0.5~0.8m/min。

(6) 搅拌桩施工机具装有专门的自动计量装置, 该装置能自动记录沿深度的喷浆量和时间记录等。现场每日施工结束后及时收取并作好相应记录。

2.2.3 搅拌桩处理的效果

根据设计要求, 本项目箱涵软土地基采用水泥搅拌桩加固处理完成后, 按规定频率进行取芯、无侧限抗压强度、单桩及复合地基承载力试验。检测结果:桩体比较完整、能达到持力层;搅拌的均匀程度、桩体垂直度、桩长、含灰量及强度等均能满足设计要求。经计算得出:K0+000~K2+680路段箱涵软土地基经搅拌桩处理后的复合地基承载力标准植为:179KPa;K4+760~K9+751路段箱涵软土地基经搅拌桩处理后的复合地基承载力标准植为:187KPa, 均大于设计值。取得了良好的效果。

3 结束语

软土地基处理施工技术难度较大, 质量要求高, 软基处治的方法很多, 各种方法都有它的适应范围。具体工程的地质条件千变万化, 对地基处理的要求不尽一致, 而且施工部位采用的机具、当地的材料都会不同, 因此必须具体分析, 从地基条件、处理要求、处理范围、工程进度、材料机具等方面进行综合考虑, 以确定合适的自治方法。

摘要：在高等级公路建设中, 不可避免地会遇到软土地基问题。软土地基是具有含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、渗透性小、抗剪强度低、固结系数小, 并具有蠕变性、触变性等特殊的工程性质, 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, 就会直接影响路基失稳或过量沉降, 出现路基纵、横向断裂等病害。本文通过结合施工实践, 介绍公路软土地基的两种处理方法, 以供同行参考借鉴.

关键词：软土路基,处理方法,设计要求,施工工艺

参考文献

[1]陆遥.软土地基处理方法概述[M].2005, 2.

公路工程软土地基处理方法 篇9

1) 施工勘察部门要先勘探清楚软土施工地区的地质特点和地理环境, 遇到工程地质条件较为复杂的地区, 要逐一进行分区勘探, 针对不同地区的地质特点制定相应的施工方案。如果在勘探结束设计图纸工作时, 仍然发现勘察工作存在盲点, 就要再行勘察, 随时补充勘察记录的资料, 确保对地质情况有一个全面详细深入的了解。

2) 设计方案在符合客观实际的基础上, 既要保证科学合理, 又能节约施工成本。

3) 施工时采用的原料要跟上工程进度, 杜绝一切不合格材料被运进施工现场;另外, 施工时使用的机械在设备规格和设备的数量上要满足施工要求的标准。

4) 在施工的软土地段, 控制好填土的速率是保证软土地基质量的关键, 这样才能降低路堤滑移等其他意外事故发生的概率。

5) 监理部门要随时对软土地基的施工工作进行检查。在检查时必须事先安置好观测仪, 以便能够随时跟进工程的进度, 同时, 要做好工程进展资料的整理工作。

2 处理公路工程软土地基表层的方法

2.1 表层排水法

软土地基的形成有多种原因, 通常一些土质很好的地基之所以成为软土地基多是含水量过多引起的。针对这样的软土地基, 工程作业人员在开展填土工作前, 要先在地的表层开挖出来一道沟槽, 排掉地面和软土地基表面的水分, 从而为机械设备的正常运转提供有力保障。为了使开挖沟槽的功效发挥到最大程度, 工程作业人员常会选择透水性极佳的沙砾或者碎石来进行回填。

2.2 砂垫层法

1) 施工中进行砂垫层操作时要把机械设备自身的厚度、机械轮胎跟地面接触时产生的压力以及机械的偏心程度和地基表层的承载强度都纳入考虑范围之内, 制定出准确的砂垫层厚度。针对极软地基的施工, 施工单位常把表层排水法、敷垫材料和砂垫层法三者有机结合起来使用, 这样就能促使大型施工机械正常运行, 还节省了成本, 既经济又实用。

2) 在进行砂垫层施工时要预先安置样板。对路面进行摊铺时通常会将自卸汽车和推土机联合起来进行操作, 并保持二者进度同步。另要妥善处理砂垫层的端部位置, 以免侧面排水不便。

2.3 敷垫材料法

这种方法适用于土层分布不均匀的地基, 可以避免出现部分区域沉降不均匀或者出现侧向变位的情况。敷垫材料具有很好的抗剪和拉抗力, 有利于施工机械通行的增强, 促使地支承填土荷载量能够均匀分布, 从而提升地基的承载力。

2.4 添加剂法

在路基表层粘性土里加入适量的添加剂可以提升地基的强度、改善压缩性能, 还可以稳定填土, 取得良好的施工效果。添加材料通常由生石灰、熟石灰以及水泥三种原料组合而成, 这种石灰类添加材料一般都是现场进行搅拌或者厂拌, 目的不单单是为了减少土壤里的含水量、产生团粒, 更是从根本上固结粘性土壤使其发生质变, 从而巩固整个土体。

3 实施粉喷桩加固措施

1) 粉喷桩施工前的准备工作: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。

2) 开展平整场地、清理障碍物的工作。

3) 所有的机械在使用前要先组装, 再试运转, 确保无问题时方可正常投入使用。

4) 粉喷桩的施工方案主要是依据工程设计要求的配比以及实际测量所得的各种参数, 试桩稳定之后再行确定的。

4 竖向排水固结法

施工过程中对于粘性土的地基常常会安置垂直的排水柱, 从而减少排水的面积, 固结住地基排水, 进而提高地基的抗剪强度。垂直排水柱一般会采用沙井和纸板两种材料。砂井排水法因为施工方案不同, 方式也就不同, 常有打入式、水射式等, 多与加载法和缓速填土法结合使用, 用于层厚大的均质粘土的地质使用效果最为明显, 但不太适用于泥炭质地基。在对排水砂井进行设计时要预先制定施工方案, 再测量砂井直径和排水的距离, 并预估改良的范围;最后计算地基的稳定和沉降率。

5 处理方案评价

1) 处理公路工程软土地基一般采用排水固结措施, 这种方法非常经济适用, 效果也很好。

2) 在国内对轻质路堤施工时常用的材料是粉煤灰, 这种路堤常见的三种类型是:①单一型;②粉煤灰;③粉煤灰和土互层形成土砂等混合。这种路堤成本低, 效果好, 很受欢迎。

3) 施工时采用土工布以及塑料加劲格栅等一些简单实用的材料, 不仅有助于提高地基整体的稳固性能, 也避免了地基出现不均匀沉降的现象, 同时, 还能减少滑移, 促进工程早日竣工。

参考文献

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公路软土地基处理设计方法探讨 篇10

规范规定的允许工后沉降表只给出了最大容许沉降量,试图通过最大容许工后沉降量来制定地基加固标准和评价加固质量,这种常规设计往往导致在桥台与路堤相邻处及不同路段的连接处形成错台,产生严重跳车,影响公路运行的舒适性和行车安全。调查研究表明:引起路面开裂及跳车的主要因素是路基的差异工后沉降(不均匀沉降),换言之,在路基总体变形比较大的情况下,如果工后沉降比较均匀,则不会对行车产生不良影响;相反如果沉降不均匀,即使最大工后沉降控制在某一范围内,存在的差异工后沉降亦容易造成路面的开裂或引起跳车现象。因此,在满足规范规定的允许工后沉降基础上,控制工后差异沉降是公路路堤设计中关键的控制因素。当前,各种软基处理方法(包括刚性桩复合地基,柔性桩复合地基,刚柔联合桩复合地基,设置垂直排水通道的预压法等)迅速在公路软土地基中得到广泛应用,上述各种软土地基处理方法能够很好地对公路工后沉降进行有效控制,同时大量的相关公路软土地基工后沉降的设计计算方法也日趋完善。本文对公路软土地基处理的设计方法进行讨论,以期对软土地基上公路建设有所帮助。

1 公路软土地基处理设计基本原则及思路

按沉降控制设计思路其设计遵循的基本原则是满足规范[1]规定的公路容许工后沉降,同时满足地基稳定要求。公路运行的实际情况表明在满足规范规定的允许工后沉降基础上,控制工后差异沉降也是一个公路路堤设计中关键的控制因素,而工后差异沉降以满足公路纵坡要求和防止因差异沉降引起路面开裂为依据,根据《公路工程技术标准》(JTJ001—97)规定,考虑汽车爬坡能力和发动机的工作特性最大纵坡应满足表1中规定值。

综上所述,公路软土地基处理设计遵循基本原则是:以满足《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》规定的公路容许工后沉降以及满足公路安全舒适运行和防止路面开裂要求的差异工后沉降为目标,同时满足软土地基上公路建设和运行中软土地基的承载力和稳定性要求。因此公路软土地基处理设计思路为:对于软土深度较厚、路堤较高、工期要求紧的高等级公路,为解决工后沉降和工后差异沉降,采用刚性桩复合地基法处理其桥头路段,一般路段采用排水预压法进行软土地基处理,而桥头路段和一般路段的连接过渡路段之间差异工后沉降采用变桩距或变桩长的刚性桩复合地基法处理逐渐向预压法处理的一般路段进行过渡。研究成果表明,对于路堤荷载作用下复合地基无论从最大沉降或平均沉降来看,还是从减小横向差异沉降和纵向差异沉降来看,等桩长变桩距设计方案优于等桩距变桩长设计方案[2],因此对于刚性桩复合地基法处理桥头过渡路段尽量采用等桩长变桩距的设计方案;对于软土深度较小、路堤较低、等级较低或工期要求相对宽松的公路桥头路段采用柔性桩复合地基法或预压法加固处理,一般路段采用排水预压法进行公路软基处理,桥头路段或其它结构物路段与一般路段的连接采用变桩距的方式对两者之间差异沉降进行平稳过渡。对于软土地基上公路各种衔接路段,在采用上述地基处理方法基础上,采用路堤预抛高方式进一步平稳过渡其纵向差异工后沉降以更好地解决控制差异工后沉降目标,预抛高连接路段纵坡坡度取值范围取3‰~6‰之间。

2 公路软土地基处理工后沉降计算方法

2.1 预压法

预压法加固公路软土地基,地基沉降由3部分组成,分别为瞬时沉降、固结沉降和次固结沉降,即S∞=Sd+Sc+Ss,对于预压法中瞬时沉降没有推荐具体的计算方法,只是将其包含在修正系数ms中;固结沉降的计算采用单向压缩分层总和法,其中分层沉降计算采用e-p曲线法或考虑土体应力历史的elogp′曲线法来进行;预压法中地基软土次固结沉降是土骨架在持续荷载下发生蠕变所引起的,公路软土地基处理预压法加固过程由于其历时往往相对不是很长,因此一般不考虑加固过程中地基软土的次固结沉降,主要计算公路运行期软土地基固结沉降。

固结度计算是预压法加固处理公路软土地基工后沉降计算中一项重要内容,固结度计算方法为U=1-αe-βt,α,β为土体的固结度计算参数[3],在设计计算时β一般按常数考虑,加固施工后可以利用实测资料计算出β[4,5,6]。

预压法加固公路软土地基工后沉降由2部分组成,分别为残余主固结沉降和次固结沉降,其计算方法为

2.2 柔性桩复合地基法

对于路堤荷载作用下,柔性桩复合地基计算加固区的变形量Sr时,将复合地基加固区增强体和土体视为一个统一的整体,用分层总和法采用复合模量计算其压缩变形,下卧层仍采用地基土层原模量,其工后沉降量计算公式如式(1)所示。

式中:Ψ为沉降计算修正系数;P0为对应荷载效应准永久组合时基础底面的附加应力;Espi为加固区第i层桩土复合模量;Esi为地基第i层土的压缩模量;zi,zi-1分别为基础底面至第i层、第i-1层土底面的距离;分别为基础底面计算点至第i,i-1层土底面范围内平均附加应力系数;n1为加固区范围土的分层数;n2为沉降变形计算深度范围内土层总的分层数;α,β为仅考虑竖向排水时的土体的固结度计算参数。

2.3 刚性桩复合地基法

对于路堤荷载作用下刚性桩复合地基,由于桩的压缩性远小于桩间土的压缩性,在上部路堤荷载的作用下,桩间土的沉降量大于桩的沉降量,使得桩顶水平面以上一定范围内路堤填土的内部应力重新分布,大主应力方向发生偏转而大致平行于相邻桩帽之间的圆拱连线,从而将此拱形区域内的路堤填土压实,形成1个压密的壳体,桩间土上的部分路堤荷载通过此压密的壳体拱传递到桩帽上,形成土拱效应。陈云敏等通过研究刚性桩复合地基土拱效应改进HEWLETT模型解答,给出了路堤下刚性桩复合地基中桩顶土压力和桩间土压力计算方法[7,8]。亓乐等以刚性桩复合地基桩顶土压力和桩间土压力的Hewlett改进解为基础,在分析路堤荷载作用下刚性桩复合地基中桩、土单元受力和变形规律的基础上,并考虑桩、土接触面的变形协调,利用Mindlin解和Boussinesq解迭代计算得到刚性桩复合地基在路堤荷载作用下各深度的桩间土竖向附加应力为σi=σz+σz′,其中σz为桩身摩阻力在各深度位置桩间土中产生附加应力的计算值,σz′为刚性桩复合地基的路基表面桩间土压力在各深度位置桩间土中产生附加应力的计算值[9]。计算得到刚性桩复合地基在路堤荷载作用下各深度的桩间土竖向附加应力为σi后,采用分层总和法得到路堤荷载作用下刚性桩复合地基的总沉降及其工后沉降的计算方法,见式(2)和式(3)。

式中α,β为仅考虑竖向排水时的土体的固结度计算参数。

3 设计方法应用

浙江省象山县环象山港公路工程位于浙东南地区的宁波市象山境内,是宁波市所辖的象山县内象山港工业区内的主要公路干线,全线按双向4车道一级公路标准建设,设计速度采用80 km/h,路基宽度24.50 m。线路位于象山港南侧,区内上部地层由第4系全新统滨海相的地层组成,地势平缓,水网密布。该区内普遍存在着一层冲海积成因的厚约1.5~2.5 m左右的粉质粘土(硬壳层),其下为1.0~24.5 m的淤泥质软土,具有高压缩性、高含水量、灵敏度高、抗剪强度低、透水性差、变形大、固结时间长等特点,该软土层主要分布在K16+240~K22+290、K22+700~K26+700、K28+000~K31+420和K31+700~终点段,线路软土路基总长13.608km(含桥梁),占全线约81.7%。软土地基工后沉降和差异工后沉降的有效控制和加固技术的正确应用是造好这条公路的关键,也是建造这条路的重点和难点。下面以K16+522.40(桥头)~K16+700.00(一般路段)的软土地基处理的初步设计为例对本文提出的公路软土地基处理设计方法的应用进行说明,该路段地质纵断面如图1所示,纵断面范围内土层主要物理力学指标如表2所示。

该路段平均填土高度1.8 m,填土预压工期仅9个月,工期较紧,地基沉降计算和稳定验算显示对其软土地基需进行软土地基处理以满足规范规定的工后沉降和路基稳定要求。遵循前文讨论的公路软土地基设计基本原则并经过计算比较,该路段软土地基初步设计基本思路为:桥头路段采用钉形水泥搅拌桩(大头部分桩体直径1 m,下部桩体直径0.5 m)复合地基法加固处理;一般路段采用排水预压法进行处理;桥头路段与一般路段的连接采用变桩距的钉形水泥搅拌桩复合地基法对两者之间差异沉降进行过渡,水泥搅拌桩桩长和排水板深度按穿过主要软土层(2)层淤泥质粘土确定;桥头路段采用气泡轻质材料替代桥头混凝土挡墙和搭板结构以减少工程造价,并降低路堤荷载进一步减小其总沉降和工后沉降。按上述设计思路,根据沉降计算和稳定验算成果,象山县环象山港公路工程K16+522.40~K16+700.00的软土地基处理的初步设计方案见表3。最后结合工后沉降计算成果采用预抛高技术对路段差异工后沉降进一步进行过渡,其中桥头及其过渡路段设计4‰的统一预抛高坡比,该预抛高路段设计总长度34 m(从桥头位置开始),钉形水泥搅拌桩复合地基法处理的过渡路段和排水预压法处理的一般路段连接设计3‰的预抛高坡比,预抛高路段设计总长度18 m,路段软基处理初步设计纵断面图见图2。

表3和图2所示象山县环象山港公路工程K16+522.40~K16+700.00路段的软土地基处理的初步设计方案在满足公路规范规定的工后沉降和地基稳定要求的基础上,能够较好地控制公路差异工后沉降,其工后沉降得到更好地过渡,更好地满足公路行车舒适性和保证了路面结构的完整性。

4 结语

(1)公路软土地基处理设计与施工规范规定的容许工后沉降未规定差异工后沉降控制标准,满足容许工后沉降仍可能产生桥头跳车。

(2)公路软土地基处理设计应满足规范规定的允许工后沉降,还需满足允许工后差异沉降,因此其设计遵循基本原则是:以满足《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》规定的公路容许工后沉降以及满足公路安全舒适运行和防止路面开裂要求的差异工后沉降为目标,同时满足软土地基上公路建设和运行中软土地基的承载力和稳定要求。

(3)遵循公路软土地基设计的基本原则,讨论其设计思路和软土地基处理技术的沉降计算方法,提出公路软土地基处理设计方法并应用于象山县环象山港公路工程软土地基处理的初步设计中,应用情况表明采用提出的公路软土地基处理设计方法进行公路软土地基处理设计能够较好地过渡公路差异工后沉降,更好地满足公路行车舒适性。

摘要：对公路软土地基处理规范中的容许工后沉降存在的一些不完善情况进行了分析讨论,根据公路工程技术标准及公路运行实际情况提出公路软土地基处理设计遵循基本原则及其设计思路,分析讨论软土地基处理技术的沉降计算方法,提出公路软土地基处理的设计方法并应用于某一级公路桥头软土地基处理设计中。结果表明:用此方法进行公路软土地基处理设计能较好地过渡公路差异工后沉降。

关键词：软土地基,工后沉降,差异沉降,复合地基,设计方法

参考文献

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软土地基在路桥工程中的处理方法 篇11

关键词：软土地基 路桥工程 处理 方法 改善 措施

对于我国目前的情况来说，路桥等交通设施建设的发展已是不可阻挡的，那么对于路桥施工而言，依然存在着许多的问题从而引发一些事故。以下主要就是对软土地基的一些定义及其处理方法。我国公路行业规范对软土地基的定义即是指其强度低，压缩量较高的软弱土层，多数含有一定的有机物质。软土地基不能简单地只按地基条件确定，因填方形状及施工状况而异，有必要在充分研究填方及构造物的种类、形式、规模、地基特性的基础上，判断是否应按软土地基处理。在路桥施工中软土路基的处理的目的是提高该段路桥路基的稳定性和承载能力。

一、常见软土地基处理方法

1.表层处理法

在填筑路基前，开挖水沟将地表水排除，降低地基表层含水量，采用透水性好的砂砾填充，以确保施工机械的作业条件。在软土地基顶面铺设厚度为0.6m～1.0m的砂垫层或土工布等化学物质，使它成为软土层固结所需要的上部排水层，这样能有效缩短固结过程。当路基为粉土类土，透水性不好时，路堤坡脚附近砂垫层被路基覆盖，可能会阻碍侧向排水，必须注意好砂垫层端部的处理。

2.强夯法

强夯法即反复将重锤提到高处使其自由落下，依靠其重力和冲击力来夯击地基，提高其压实度和强度，又名为动力固结法或动力压实法。强夯法加固软土地基的效果主要取决于土的粒径、土层特性及其含水量，它适用于处理杂填土、素填土、碎石土、砂土、粉土、粘性土等地基，具有加固效果好、适用土类广、施工方便、处理费用低等优点。但对于饱和度较高的粘性土，以及淤泥和淤泥质土地基，处理效果不好，应慎用此法。

3.换填法

对于路基地面以下不太深的软弱土路基，可以将其挖除，并分层填充质地坚硬、强度较高、性能稳定的碎石、卵石、砂、煤渣、矿渣等材料，压实后即成为良好的人工地基。此法适用于浅层淤泥、淤泥质土、松散素填土、暗洪、暗沟等地基处理。其工程量较大，处理效果差。

4.土工合成材料法

可将以人工合成的聚化物制成的土工合成材料置于路堤内部、表面或各种结构层之间，起到过滤、排水、防渗、隔离、加筋和防护等作用。在软土路基中放置筋材后，便于土体构成了一个复合体，筋材成为抗拉构件与土产生相互摩擦作用，相当于给土体施加了一个侧压力增量，限制了土体的变形，提高路基的整体强度。

5.水泥搅拌桩法

水泥搅拌桩加固软土路基的方法，主要是通过水泥与水即周围土体发生一系列的复杂物理化学作用，形成强度相对较高的桩体，桩与周围土体形成复合地基，共同增强路基稳定性，提高路基承载力，较少沉降。水泥搅拌桩法适用于处理淤泥、淤泥质土和含水量较高的黏性土等路基，软土路基的不排水抗剪强度不超过45kPa，当路基土天然含水量大于70%或pH值小于4时不宜采用此法。

6.静力排水固结法

排水固结法包括排水系统和加压系统两部分，排水系统有竖向排水体和水平排水体，设置排水系统主要是改善路基排水条件，缩短排水距离，增加孔隙水排出的途径。加压系统包括堆载法、真空法、和电渗法等，它为地基土固结提供足够的压力。加压系统的作用会使饱和软粘土地基孔隙中的水被慢慢排出，地基发生固结变形，强度逐渐增长。

7.碎石桩法

碎石桩法是在软弱粘土中通过振动的管状设备在高压水流作用下成孔，并往孔内分批填入碎石等制成桩体，它们与桩间土共同组成具有一定强度的复合地基，以提高路基承载力，减少沉降。此种方法不受地下水位影响，造价低，处理效果好，已成为路桥软土路基的一种常见处理方法。其施工工艺流程依次为确定桩位、造孔、清孔、填料、振密成桩、断电停水并移至下一桩位，施工过程中要加强水、电、料三者的控制，以提高成桩质量。

8.抛石挤淤

通过在常年积水的洼地，以及厚度较薄，排水困难，泥炭呈流动状态的软土路基底部抛投片石，将淤泥挤出基底范围，从而使地基强度得到提高。此法施工简单、迅速、方便，在填完片石后，要用重型机械反复碾压，然后在其上铺设反滤层，再进行填土。

9.反压护道法

对于路堤高度不大于2倍极限高度路段的软土路基，可在路堤两侧填筑一定宽度的护道，以平衡路堤下的淤泥向两侧隆起的趋势，减轻路堤施工中的滑动破坏，使路堤更加稳定。此法机具设备和材料简单，施工方便，但后期沉降大，养护工作也较为复杂，适用于非耕作区、取土方便的地区，对泥沼不宜采用。

二、选择软土路基处理方法应考慮的因素

1.路基状况

软土路基的土质和地基构成是选择处理方法的重要依据，粘性土除了压实法外，其他方法均适用，而对可能发生液化的砂性土则采用振动压实法或挤实砂桩法来予以加固。如果软土层浅而薄，可用简单的表层处理法，若软土层较厚，应采用表层处理法配合其他方法来处理。重要的构造物基础常用开挖换填法。

2.道路性质

道路等级较低时，可先铺简易路面，等到路基完成沉降并稳定后，再铺正式路面。道路等级愈高，平整度愈重要，就越要用有效的方法来进行加固处理。路堤的设计高度与宽度也会对处理方法的选择产生影响，道路所在地段也很重要，对于构造物邻接地段应加强处理。

3.施工条件

工期、材料、机械的作业条件等不同的施工条件也会对处理方法的选择产生影响。

4.周围环境

施工中还有充分考虑所选施工方法对周围环境的影响，如地基振动、噪音、排出的泥水等。施工中应考虑对路堤附近的民房和其他重要构造物的影响，选择对它们扰动较小并且处理效果好的施工方法。

三、软土地基处理后的改善措施

为了避免道路建成后出现较大沉降从而会影响道路的标高，因此我们必须在对软土地基处理以后增进改善措施，解决道路的后期沉降。增加预压堆载高度：为避免道路在使用期间沉降量较大，可以考虑采取超载量增加1m中砂办法来加速原土地基前期的沉降量，减少地基达到80%固结度的实践。在加载的过程中应该注意等速进行，并预埋沉降杆及边桩对土体进行沉降观测，避免因加载过快而导致土体的破坏。

四、结束语

论公路软土地基施工处理方法 篇12

软土路基危害主要体现在下两个方面:（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大的沉降变形时，会影响道路正常使用。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。

二、软土地基表层施工处理。

表层处理通常用于地表面极软弱的情况。该法是通过排水、铺设或增添材料等办法，提高地表强度，防止地基局部剪切变形，保证施工机械作业；同时尽可能把填土荷载均匀地分布于地基上。属于这类处理方法的有：表层排水法、砂垫层法、铺设材料法、添加剂法等。

（一）表层排水法。

对土质较好因含水量过大而导致的软土地基，在填土之前，地表面开挖沟槽，排除地表水，同时降低地基表层部分的含水率，以保障施工机械通行。为了发挥开挖出的沟槽在施工中达到盲沟的效果，应回填透水性好的砂砾或碎石。

沟槽布置要考虑利用地形自然坡度排水；填土沉降要注意坡度的变化；不使来自四周挖方部位的地表水、渗透水浸入填土；沟槽的间隔要尽可能加密，以增大排水能力，即使有部分沟槽被切断也不会防害整体排水。

沟槽的构造沟槽尺寸一般取宽0.5m，深0.5～1.0m。填土之前在沟槽内用透水良好的砂（砂砾）回填成为盲沟。纵向盲沟一般沿道路纵向或中央纵向开挖，横向盲沟一般间距10～15m布置。沟槽内埋设多孔排水管时，必须用优质反滤层加以保护。

（二）砂垫层法。

对于地基上部软土层极薄且含水量大时，在软土地基上敷垫厚0.5～1.2m左右的砂垫层。这样可达到固结软土层，使砂垫层起到上部排水层的作用；同时，砂垫层又成为填土内的地下排水层，以降低填土内的水位；在进行填土及地基处理施工时，为施工机械提供良好的通行条件。

砂垫层施工时应设放样板。摊铺作业一般采用自卸汽车与推土机联合操作。要尽量做到均匀一致。用透水性差的粉土作填料时，其坡脚附近的砂垫层一旦被土覆盖，就有可能妨碍侧向排水，因此对砂垫层的端部要妥善处理。

（三）敷垫材料法。

对于地基土层不均匀，可能发生局部不均匀沉降和侧向变位，可利用所铺垫材料的抗剪和拉抗力，来增强施工机械的通行，均匀地支承填土荷载、减少地基局部沉降和侧向变位，以提高地基的支承能力。铺垫材料主要有化纤无纺布、土工布、玻璃纤维格栅等被广为采用。

（四）添加剂法。

对于表层为粘性土时，在表层粘性土内渗入添加剂，改善地基的压缩性能和强度特性，以保施工机械的行驶。同时也可达到提高填土稳定及固结的效果。添加材料通常使用的是生石灰，熟石灰和水泥。石灰类添加材料通过现场拌和或厂拌，除了降低土壤含水量、产生团粒效果外，对被固结的土随着时间的推移会发生化学性固结，使粘土成分发生质的变化，从而促进土体稳定。

三、粉喷桩加固施工

（一）施工设计。

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。

（二）施工注意事项

1控制钻机下钻深度、喷粉高程及停灰面，确保粉喷桩长度。2严禁没有粉体计量装置的喷粉机投入使用。3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，其直径磨耗量不得大于2cm。当钻头提升至地面以下0.5m时，喷粉机应停止喷粉。4当喷粉成桩过程中遇有故障而停止喷粉，在第二次喷粉接桩时，其喷粉重叠长度不得小于1m。粉喷桩施工时，泵送水泥必须连续，固化材料的用量以及泵送固化材料的时间应有专人记录，其用量误差不得大于±1%。

四、竖向排水固结法施工。

在粘性土地基中设置垂直的排水柱，以缩短排水距离，促进地基排水固结，增加抗剪强度。由于垂直排水柱所用材料不同，分为砂井和纸板排水两种。砂井排水法根据砂井的施工方法不同，可分为打入式、振动式、螺旋钻式、水射式及袋装式等。本法很少单独使用，多与加载法或缓速填土法并用，对层厚大，均质的粘土地质最为有效；对泥炭质地基效果稍差。

（一）施工设计。

地基处理范围，为了稳定，以填土坡面下为处理对象；为防止沉降，主要以路基顶面宽度下作为处理对象。设计排水砂井时，首先假定施工方法、砂井直径、排水距离和改良范围。然后进行稳定及沉降计算，若不能满足时，修正假定数据，再进行计算。注意事项：查看是否有砂层存在；防止扰动四周土壤，避免降低透水性或地基强度。宜取尽可能宽的排水间距。一般情况水平向固结系数Ch为竖向的固结系数CV的数倍，但是由于砂井打设方法不同，实际Ch只能达到CV甚至小于CV的值；砂井中的砂，在固结过程中起到排水通路的作用，因此必须长期发挥良好的透水性能。通常采用干净优质的粗砂。

（二）施工方法。

铺砂。在砂井施工之前，地表面先铺一砂垫层。并设置排水沟，使填土内不致有较高的地下水位。打入排水砂井。其方法有打入式、振动沉桩式、射水式、螺旋钻进式及袋装式等。无论何种方式一般的沉入深度为15～20m，超过这一深度工程费用明显增大。

五、软土地基施工控制

（一）施工放线。

施工之前先用全站仪放出中桩。再用水准仪测其标高，放出路堤脚线，根据各段软基对应的软土路基设计图所示放出换填边缘线。然后再用白灰洒出边缘作为施工过程的控标志。

（二）开挖地基。

在开挖过程中观察基地的渗水量。若渗水理较小，应边挖边观察分析其土质情况，直至挖至粉砂土层，及时回填碎石土，并保证填料高度比水平高出30cm。若渗水量较大。将基底挖成沿路横向3%的横坡，以便积水可以集中从路边线处排出，并考虑采用抛石挤淤的施工工艺。连续作业进行填筑。以免造成水分浸入填筑层。

（三）基地检测。

在所挖基底土质符合情况下，用触探仪检测其地基承载力。局部挖深不满足规范和设计要求的进行局部处理，经自检、抽检合柜后，方可分层填筑。

（四）换填处理。

在地基开挖好盾填料之前，先根据填筑长度和宽度计算其每层填筑用料量，再根据每个车拉料数量，可计算出填筑段所需料的车数。填料厚度采用在开挖边缘线处插竹竿挂控制，用自卸翻斗车运碎石土至路边缘线，再用推土机推到基底进行进退式布料，然后用平地机整平。

结束语。

软土地基这个问题算得上是公路建设常遇的"通病", 关于这方面的研究和处理方法也很多。软土地基的处理质量直接影响到路基的基础承载力, 也是保证道路建成后安全、高效运营的关键。但是我们还是要不断加强自身学习, 探讨出更有效的方法出来。

摘要：软土地基通常是指地基承载力达不到其上面的构造物要求的承载力, 或虽在构造物施工时能达到要求, 但在后期使用过程中由于地基本身的原因或水的原因, 使得地基失稳, 造成构造物沉降过大或不均匀沉降以致彻底破坏构造物的不良地基。本文主要分析了软土地基对公路的危害, 并提出了有关公路软土地基施工处理方法。

关键词：软土地基,危害,处理方法

参考文献

[1]杨栋.公路路基施工技术[J].科技信息, 2008 (22) .

[2]沈浩.公路软土路基处理加固施工技术[J].黑龙江科技信息, 2008 (6) .