淺談軟弱地基處理

劉曉華

(佳木斯市公路園林綠化管理站)

軟土在我國濱海平原,河口三角洲、湖盆地周圍及山澗谷地均有廣泛分布。在軟土地基上修筑路基,若不加處治,往往會發生路基失穩或過量沉陷,導致公路破壞或不能正常使用,近些年來,高等級公路建設的工程實踐反復證明,軟弱地基處理是路基工程設計,施工中需要特別引起注意的問題。

1 概 述

所謂軟土,從廣義上說,就是強度低、壓縮性高的軟弱土層。以孔隙比及有機質含量為主,結合其他指標,可將軟土劃分為軟粘性土、淤泥質土、淤泥、泥炭質土及泥旋五種類型。通常把淤泥、淤泥質土、軟粘性土總稱軟土,把有機質含量很高的泥炭、泥炭質土總稱泥沼。

泥沼比軟土具有更大的壓縮性,但它的滲透性強,承受荷載后能夠迅速固結,工程處治比較容易。

我國各地不同成因的軟土都具有近于相同的共性,主要表現為以下幾方面。

(1)天然含水量高、孔隙比大。含水量在 34%～72%之間,孔隙比在 l.0～1.9之間,飽和度一般大于 95%,液限一般為35%～60%,塑性指數13～30,天然容重15～19kN/m3。

(2)透水性差。大部分軟土的滲透系數為10-8～10-7cm/s。

(3)壓縮性高。壓縮系數為 0.0050～0.02,屬高壓縮性土。

(4)抗剪強度低。其快剪粘聚力在 10kPa左右,快剪內摩擦角在 0°～5°之間。

(5)具有觸變性。一旦受到擾動,土的強度明顯下降,甚至呈流動狀態。

(6)流變性顯著。其長期抗剪強度只有一般抗剪強度的0.4～0.8倍。

2 軟土地基的勘察

2.1 勘察軟土表征

軟土地基的工程地質勘察工作應充分研究已有地質資料,采取調繪、鉆探、原位測試及物探等綜合勘察手段,查明軟土屬性、類別、結構特征、分布范圍及厚度等。

2.2 調查氣候、逕流條件

氣候條件如雨季土壤濕化,導致其積聚水條件,降低土的內聚力等內容;逕流條件包括地表水、地下水作用,地下水位增高使土體容重增加,地下水流速加大促使土的潛蝕等。

2.3 取樣試驗

應使用薄壁取土器取準、取全原狀樣品,必要時采取連續取樣措施,通過室內試驗與現場測試,提供出各土層的物理、力學、水理性質及必需的化學性質指標。為避免長途運輸對樣品的震動和擾動,避免長期置放導致含水量變化,致使試驗數據不能如實反映軟土指標的量值,試驗工作應及時在工地上進行。

2.4 評價軟土處治方案

通過現場調查及工程地質勘察、取樣試驗后,應對軟土的發展趨勢、危害程度,特別是修建公路工程的后果作出評價,提出合理、經濟的處治措施。

調查、勘察結束后,應提供說明書、工程地質平、縱面圖、鉆孔柱狀圖、原位測試成果圖、土工物理、力學、化學試驗成果表及相應的相關照片、圖表及文件。

3 各種軟基處理形式

根據軟基處理的加固原理將軟基處理方法分為五類。

(1)置換:指用物理力學性質較好的巖土材料置換天然地基中部分或全部軟弱土體,以形成雙層地基或復合地基,達到提高地基承載力、減少沉降的目的。屬于置換的地基處理方法有:換土墊層法、擠淤置換法、強夯置換法等地基處理方法。

(2)排水固結:指土體在一定荷載作用下排水固結,孔隙比減小,抗剪強度提高,以達到提高地基承載力、減少工后沉降的目的。

屬于排水固結的地基處理方法按預壓加載方法可分為加載預壓法、超載預壓法、真空聯合堆載預壓法、降低地下水位法等。

屬于排水固結的地基處理方法按在地基中設置的豎向排水系統可分為普通砂井法、袋裝砂井法和塑料排水帶法等。

(3)灌入固化物:指向土體中灌入或拌入水泥,或石灰,或其他化學固化漿材,在地基中形成增強體,以達到地基處理的目的。

屬于灌入固化物的地基處理方法有深層攪拌法、高壓噴射注漿法、滲入性灌漿法、劈裂灌漿法、擠密灌漿法、有機大分子溶液改良法等。

(4)振密、擠密:指采用振動或擠密的方法使地基土體密實以達到提高地基承載力和減少沉降的目的。

屬于振密、擠密的地基處理方法有表層原位壓實法、強夯法、振沖密實法、擠密砂石樁法、爆破擠密法、土樁和灰土樁法等。

(5)加筋:指在地基中設置強度高、模量大的筋材,如土工格柵、土工織物等,以達到提高地基承載力和減少沉降的目的。

屬于加筋的地基處理方法有加筋土墊層法、加筋土擋土墻和土釘墻法等。