論軟土地基處理的方法

摘 要:軟土地基處理的常用方法有:一是表層處理法;二是強夯法;三是換填法;四是土工合成材料法。每種方法都有不同的適用條件和施工程序。

關鍵詞:軟土;地基;處理方法

中圖分類號:TU

文獻標識碼:A

文章編號:1672-3198(2010)12-0343-02

軟土由于具有含水量高、壓縮性大、透水性差、強度低和變形穩定所需時間長等工程特性，一般不能直接作為天然地基使用，需經過加固處理以減小路基在荷載作用下引起的沉降或不均勻沉降。路基沉降是導致路基變形、破壞的主要原因，因此對軟土地基處理恰當與否，不僅影響工程的投資，而且將直接影響道路的使用性能和工程質量。軟土地基常用的處理方法有:

1 表層處理法

1.1 表層排水法

表層排水法是在路基填筑前，在地面開挖水溝，以排除地表水，同時降低地基表層的含水量，確保施工機械的作業條件，為了使開挖水溝在施工中發揮盲溝作用，常用透水性良好的砂礫回填。水溝布設應全面考慮地形與土質情況，使排水暢通。水溝斷面尺寸一般取寬0.5m，深0.5-1.0m。路堤填筑前，宜用砂礫回填成盲溝，若埋設孔管，必須用良好的過濾材料保護。

1.2 砂墊層法

砂墊層法是在軟土地基頂面鋪設厚度為0.6-1.0m的砂墊層作為軟土層固結所需要的上部排水層，以加速沉降的發展，縮短固結過程的方法。砂墊層可作為路堤內的地下排水層，以降低堤內水位，改善施工時重型機械的作業條件。砂墊層法具有施工簡單，不需要特殊機具設備等特點。主要適用于以下情況:

(1)路堤高度小于2倍極限高度;

(2)軟土表面無透水性低的硬殼;

(3)軟土層不很厚、或具有雙面排水條件的情況;

(4)當地有砂，且運距不太遠，施工期限不甚緊迫的工程。

1.3 穩固劑表層處治法

穩固劑表層處治法是用生石灰、熟石灰、水泥及土壤離子穩固劑等穩定材料，摻入軟弱的表層地基土中，改善地基的壓縮性和強度特性，保證機械作業條件，提高路堤填土的穩定及壓實效果。軟土地基表層處治法施工工藝與穩定土類路面基層的施工工藝基本相同。采用平地機路拌法施工時，施工前需將軟土排水晾干，以防止機械陷入土中、工地存放的水泥、石灰不可太多，以夠一天使用為宜，最多不宜超過三天使用量，要做好防水、防潮措施。軟土地基表層處理厚度應根據軟土的物理力學性質而定，一般為30-60cm，過薄效果差，過厚不經濟。壓實與養生是表層處治法的兩個關鍵環節，用水泥、熟石灰或離子穩固劑穩定處治土應在最后一次拌和后立即壓實;生石灰穩定土，必須在拌和時初碾壓，生石灰水解結束后再次碾壓。壓實后若能獲得足夠的強度，可不必進行專門養生，但由于土質與施工條件不同，處治土強度增長不均衡，則應做好一周時間的養生。

2 強夯法

強夯法又名為動力固結法或動力壓實法。這種方法是反復將重錘(一般為10-40t)提到高處使其自由落下夯擊地基，從而使地基的強度提高、壓縮到降低的方法。強夯法適用于處理碎石土、砂土、粉土、粘性土、雜填土和素填土等地基，它不僅能提高地基的強度、降低其壓縮性、還能改善其抗振動液化的能力和消除土的濕陷性，所以還常用于處理可液化砂土地基和濕陷性黃土地基等。強夯法對于飽和度較高的粘性土，一般來說處理效果不顯著，尤其是淤泥地基，處理效果更差。

2.1 強夯法的適用條件

強夯法同其他軟土地基處理技術一樣，也有其一定的適用范圍和特殊要求。從國內外工程實踐經驗看，強夯法加固軟土地基的一個關鍵性問題就是土的粒徑、土層特性及其含水量。一般認為強夯法目前除了對厚層淤泥質和淤泥不適用外，對某些類型的軟土強夯效果還是比較好的。從土的性質分析，軟土強夯效果決定于地基土的含水量、粒徑級配及孔隙比的大小。此外，軟土的土層性質也很重要。我國工程技術人員根據多年的工程經驗，認為對含水量大于60%，孔隙比大于1.5，粒徑小于0.005mm粘粒占30%以上的飽和軟粘土不宜采用強夯法。國外，一些國家認為粘土粒徑小于0.002mm不能用強夯法處理。第十屆土力學及基礎工程會議認為土中小于0.035mm的顆粒占25-35%時不適宜采用強夯法處理:德國有學者認為顆粒直徑小于0.002mm占10%-15%時，采用強夯法要慎重，如果采用，夯擊的間隙時間要加長。中華人民共和國行業標準《建筑地基處理技術規范》(JGJ79-91)規定:強夯法適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土、雜填土、和素填土等地基，當采用在夯坑內回填塊石、碎石或其他粗顆粒材料進行強夯置換時，應通過現場試驗確定其適用性。采用強夯法處理軟土地基，其加固效果決定于地基土的滲透性，所以必須創造排水通道。因此在強夯時，為了取得更好的效果，根據軟土的物理力學性質，可以采用綜合加固方法進行，但是此種方法費用較高，對路基大面積采用得不償失。

2.2 強夯施工過程

(1)起吊機械起吊重錘的能力應大于錘重力的3倍，能脫落吊鉤時，起重能力可大于錘重力1.5倍。

(2)夯錘質量取5t，落距一般為2.5-4.5m，確保達到600-1000kN/m的夯擊能量。錘重力與底面積的關系，應符合重力在底面上的單位靜壓力為15-20KPa。在最佳含水量情況下進行夯實。

(3)夯打施工時，一般采用先周邊后中間，一夯挨一夯順序進行，在一次循環中同一夯位應連夯兩次;下一循環的夯位應與前一循環錯開1/2錘底直徑。

(4)夯實工作完成后，將場地表面松土清除，并拍實整平至設計標高。夯打過程中應及時作好施工記錄。

(5)重錘夯實完工后，應進行質量檢驗，檢查施工記錄，除應符合試夯最后下沉量的規定要求外，同時還要求完成最底面的總下沉量不小于試夯總下沉量的90%。

3 換填法

3.1 換填法的加固機理

換填法就是將基礎地面以下不太深的一定范圍內的軟弱土層挖去，然后以質地堅硬、強度較高、性能穩定、具有抗侵蝕性的砂、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、礦渣等材料分層充填，并同時以人工或機械方法分層壓、夯、振動，使之達到要求的密實度，成為良好的人工地基。當地基軟弱土層較薄，而且上部荷載不大時，也可直接以人工或機械方法(填料或石填料)進行表層壓、夯、振動等密實處理，同樣可取得換填加固地基的效果。

3.2 換填法加固地基的適用范圍

換填法適用于淺層地基處理，包括淤泥、淤泥質土、松散素填土、雜填土、已完成自重固結的回填土等地基處理以及暗塘、暗洪、暗溝等淺層處理和低洼區域的填筑。換填法還適用于一些地域性特殊土的處理:用于膨脹土地基可消除地基上的脹縮作用，用于濕陷性黃土地基可消除黃土的濕陷性，用于山區地基可用于處理巖面傾斜、破碎、高低差，軟硬不勻以及巖溶與土洞等，用于季節性凍土地基可消除凍脹力和防止凍脹損壞等。

4 土工合成材料法

4.1 土工合成材料的定義

土工合成材料是以人工合成的聚化物為原料制成的各種類型產品。可置于巖土或其它工程結構內部、表面或各種結構層之間，具有過濾、防滲、隔離、排水、加筋和防護等多種功能，發揮加強、保護巖土或其它結構功能的一種新型巖土工程材料。

4.2 土工合成材料的功能

從20世紀70年代起，土工合成材料開始應用于公路、鐵路、隧道、海港、機場、水利、電力、采礦、建筑、軍事設施及市政建設等工程，應用領域越來越廣，產品種類也越來越多。目前，土工合成材料在我國公路工程中，已廣泛用于軟基處理、邊坡穩定、護岸護坡、支擋結構、道路翻漿防治、路基路面綜合排水及瀝青路面裂縫處理等方面，解決了大量的工程問題。土工合成材料的功能是多方面的，綜合起來具有加筋、隔離、防護、防滲、過濾和排水六種基本功能。

參考文獻

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