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软土地基的处理1摘要软土在道路工程施工中是一个不可忽略的存在，它的承载力差，因此，在公路施工中一定要妥善的处理，防止对施工带来的危害。文中从软土的概念、性质着手，分析了软土地基对公路建设的影响，让我们充分的认识到处理好软土地基的重要性。软土地基的处理方法根据地质条件、自然环境以及就地材料、施工的难易程度有许多种的施工方法。本篇文章主要对下列四种施工方法进行了比较详细的介绍：抛石挤淤、袋装砂井、强夯法、塑料板排水。了解并懂得如何防止和处理是本文的重点。关键词:软土、抛石挤淤、强夯法、袋装砂井、塑料排水板、处理方法北京交通大学毕业设计（论文）2目录1引言…………………………………………………………………………………31.1概念…………………………………………………………………………31.2软土的物理力学性质………………………………………………………31.3不同成因软土的物理力学指标……………………………………………42软土地基对构造物的影响…………………………………………………………53软土地基的处理方法………………………………………………………………53.1抛石挤淤……………………………………………………………………53.2袋装砂井……………………………………………………………………63.3强夯法………………………………………………………………………93.4塑料板排水…………………………………………………………………134结论………………………………………………………………………………16参考文献………………………………………………………………………17致谢………………………………………………………………………………18软土地基的处理31引言我国不但沿江、沿湖、沿海地区广泛分布着软土,而且平原、山区和丘陵低洼区也有大量软土分布。公路工程中的高路堤、桥梁、涵洞、通道等常因软土的原因遭到不同程度的破坏,如路基的滑移、开裂,路面起伏不平,构造物处不均匀沉降。故掌握软土的性状,研究出经济、技术合理的处理方法是公路建设的首要任务之一。1.1概念软土，一般是指在静水或缓慢流水环境中沉积而成的、天然含水量大、压缩性高、承载力低、透水性强的一种软塑到流速状态的饱和粘性土层。软土主要包括内陆湖塘盆地、江河海洋沿岸和山间洼地沉积的各种淤泥和淤泥质粘性土。软土常因生物化学作用含有较多的有机质，天然含水量WWL，天然孔隙比e1.0。当天然孔隙比e1.5时，称为淤泥；1.0e1.5时，称为淤泥质土。1.2软土的物理力学性质（1）天然含水量高、孔隙比大。软土的孔隙比e1.0，天然含水量一般多大于30%，有的达70%，甚至高达200%，多呈软塑或潜液状态，一经扰动很容易破坏其结构而流动；山区软土的含水量变化幅度更大。（2）压缩性高。软土的压缩系数ɑ1-2一般多在0.05×10-5Pa-1以上，最大可达0.3×10-5Pa-1以上。压缩性随天然含水量及液限的增加而增高。软土多属近代沉积，为欠固结土。同时它的矿物成分、粒度成分及结构决定了它具有高亲水性及低透水性，水不易排出，也不易压密。因此，软土在建筑物荷载作用下，土体沉降变形量大，而且沉降不均匀。（3）抗剪强度低。软土的φ值大多小于或等于100，最大也不超过200，有的甚至接近于0；C值一般在0.05～0.15×105Pa，很少超过0.2×105Pa，有的趋近于0，故其抗剪强度很低。经排水固结后，软土的抗剪强度虽有所提高，但由于软土孔隙水渗出很慢，其强度增长也很缓慢。因此，要提高软土的强度，必须在建筑物的施工和使用期间控制加荷速度，特别是开始阶段的加荷不能过大，否则土中水来不及排出，不但土体强度不能提高，反而会由于土中空隙水压力的急剧北京交通大学毕业设计（论文）4增大而破坏土体结构发生挤出。（4）透水性低。由于大部分软土地层中存在着带状砂层，所以在垂直方向和水平方向的渗透系数K值不一样，一般垂直方向的要小，其K值约在10-6～10-8cm/s，几乎是不透水的。因此，软土的排水固结需要相当长的时间，同时，在加载初期，地基中常出现较高的孔隙水压力，影响地基土的强度。(5)触变性。软土是“海绵状”结构性沉积物，当原状土的结构未受到破坏时，常具有一定的结构强度，但一经扰动，结构强度便被破坏。如果在含水量不变的条件下，静置不动又可恢复原来的强度。这种因受扰动而强度减弱，再静置而又增强的特性，称为软土的触变性。软土中含亲水性矿物（如蒙脱石）多时，其触变性较显著。从力学观点来鉴别触变性的大小，用灵敏度来表示。软土的灵敏度一般在3～4之间，个别情况要达8～9,属中高灵敏性土。灵敏度高的土，其触变性也大，所以，软土地基受动荷载后，易产生侧向滑动、沉降或基底面向两侧挤出等现象。我国软土多属中等灵敏度的，个别的为高灵敏度土。（6）流变性。是指在一定荷载的持续作用下，土的变形随时间而增长的特性。软土是一种具有典型流变性的土，它在剪应力作用下，土体将发生缓慢而长期的剪切变形，使其长期强度小于瞬时强度。这对边坡、堤岸等的稳定性极为不利。因此，用一般剪切试验求得的抗剪强度值，应加适当的安全系数。1.3不同成因软土的物理力学指标由于软土的沉积环境不同，导致土的结构强度上有所差别，因此，有时土的物理性质指标相差不多，而力学性质往往有很大的不同，这种特性在工程上应给与足够的重视。现将不同成因软土的物理力学性质列表，如下表所示：类型天然密度ρ（g/cm3)天然含水量w(﹪)天然孔隙比e抗剪强度压缩系数ɑ(1×10-5Pa-1)内摩擦角（φ）凝聚力(kPa)滨海淤积土1.5～1.840～1001.0～2.31～72～200.12～0.35河滩淤积土1.5～1.930～600.8～1.80～105～300.08～0.3湖泊淤积土1.5～1.935～700.9～1.80～115～250.08～0.3谷地淤积土1.4～1.940～1200.2～1.505～190.05软土地基的处理52软土地基对构造物的影响1）沉降不均匀,形成“错台”：邵阳市西南部地质构造情况十分复杂,软土不仅分布广泛,而且成因、规模及演进规律都相差较大。从目前已建成的各等级公路来看,路基的强度和稳定性问题基本较好,而沉降问题则不同程度地存在。特别是通过桥涵、通道等构造物的地段,由于构造物本身重量小,必然使构造物自身的沉降量小于相邻接路堤的沉降量,造成路桥沉降差,使路线实际纵坡发生变化,纵面上形成“驼峰”,且路堤与构造物衔接处产生不同程度的“错台”,导致桥头跳车,对桥台和桥头伸缩缝造成一定程度的破坏,影响了车辆行驶的安全性和舒适性。2）对桩体产生负摩阻力,使桥台发生纵向推挤路基土在自重荷载的作用下,静载土应力随路基深度的增加而线性增加。而采用桩基础的桥台,自身沉降量微小,在台背填土的路段,一般情况下,地物、地貌与其它路段不同,地形起伏大,地质条件复杂。同时,由于桥头路基填筑高度较大,产生的基层座力相对较大,则沉降量也较大,因此对桩体产生负摩阻力。同时又因路堤的偏压荷载与土压力的作用,路堤对桥台会产生纵向推挤,使桥梁变形、移位甚至破坏。3）对挡土墙产生纵、横向裂缝,造成移位、变形由于挡土墙的自身重力作用在不良地基上,造成挡土墙部分或整体下沉,加之墙背填土的推力以及路基上汽车荷载的压力所产生的横向推挤作用使挡土墙开裂、变形、移位,甚至坍塌。3软土地基处理方法软土地基应根据软土的物理力学性质、埋层深度、公路等级、路堤高度、材料条件等因素,可分别采取置换土、抛石挤淤、反压护道、土工格栅、塑料排水板、袋装砂井、强夯法等措施。文中重点谈谈下列几种方法及施工工艺。3.1抛石挤淤1）抛石挤淤用于存在多处鱼塘和常年积水的洼地。这些地方，软土层位于水下，更换土壤较为困难，或者基底直接落在含水量极高的淤泥中，基本物理力学性能指标表现为稠度远超过液限、透水性差、天然含水量较大、压缩性高，且这些地方大多为高填方路堤，若对软基不加任何处治或处理不当，往往会导致路基失稳或过量沉降，造成公路不能正常使用。对于厚度较薄，表层无硬壳，片石北京交通大学毕业设计（论文）6能沉达底部的泥沼或厚度为3～4m的软土，就可以采用抛石挤淤法。2）抛石挤淤就是向路基底部抛投一定数量的片石，将淤泥挤出基底范围，以提高地基的强度。施工时用抽水机或自然排水法将处理范围内的地表水抽排入天然水系，必要时围堰排水，并作好挖换范围内的排水沟、截水沟，以免再次积水。用挖掘机自一端向另一端或由两端向中间挖除上部3m的软土,用自卸汽车运至指定弃土场，挖除段落的长短，以挖掘机能够工作的最大水平距离为准，挖除出一个段落后，即可进行抛石。抛挤时，对于软土地层平坦时，抛投沿路中线向前抛填，再次向两侧扩展，软土地层横坡陡于1:10时，自高处侧向低侧抛投，并在低侧边部多抛投，使低侧边部有2m宽的平台顶面。将抛石挤出的下部淤泥进行清除后，抛石达到挖除的界面高时，在抛石回填的片石顶面上，铺0.1m厚碎石垫层(砂砾垫层)并整平.第一段落抛石挤淤完成后,挖掘机移到第二段落重复2～5条的工作。直至完成本段的抛石挤淤工作。抛石工作完成，并铺筑好碎石或砂砾垫层,且垫层经仔细整平、重型压路机碾压达到规定要求后,再在其上铺一层土工格栅,土工格栅应拉直平顺,用钉桩固定,紧贴下承层.在斜坡上时,应保持一定的松紧度(可用U形钉控制)，以避免石块使其变形超出其弹性极限，土工格栅应沿路纵向铺设，即土工格栅为纵向受拉，沿路走向。格栅之间应牢固联结，其叠合长度大于15cm。铺设格栅的关键是保证其连续性，不使其出现扭曲、折皱、重叠，并要避免因过量拉伸使其强度和变形超过极限产生破坏、撕裂、局部顶破等，现场施工中发现土工格栅有破损时必须立即修补好。格栅的存放及施工铺设过程中应尽量避免长时间曝晒或暴露，以免其性能劣化。土工格栅铺设允许偏差表如下。整个路段土工格栅摊铺完成后，铺筑砂垫层，压实达到要求后，即开始路堤的正常填筑。3）抛石挤淤时，由于各处沉降不一致，从而在路堤下面残留部分软土，完工后，则会产生不利的不均匀沉降，因而必须注意垫层铺筑后的压实，以使淤泥挤出，减少这种不利影响。3.2袋装砂井3.2.1施工工艺流程清理整平场地压实→摊铺工作砂垫层→摊铺中粗砂垫层→放线布置井位→机具就位→打入钢套管→沉入砂袋→拔出钢套管→机具移位→埋设砂袋头摊铺软土地基的处理7上层砂垫层。3.2.2施工准备注意事项1）清理平整场地施工前应对软基处理范围测量放样,并用挖掘机、推土机清理不符合要求的表土、树根,对常年积水地表挖沟排水、晒干,并做好填前压实。对水塘、鱼塘淤泥层厚地段,由于地基经常浸水湿软,含水量大,施工前应做好抽水清淤、清淤至水塘、鱼塘底硬土层,防止因淤泥可能出现的路基盆形沉降、失稳和沉降差等问题。并应按设计要求做好回填整平。2）砂垫层施工（1）砂垫层必须适当洒水,分层压实,压实厚度宜为30cm,宽度应宽出路基护坡道边脚2.0m,防止因沉降造成砂垫层不足,影响砂垫层排水沉降固结。两侧端应以砂包护砌或采用其他方式防护,以免砂料流失。（2）砂垫层材料采用透水性好、洁净、级配良好的中、粗砂,含泥量不应大于5%,渗透系数不小于10cm/s～3cm/s,细度模数大于2.5。中粗砂在软基处理中的作用是袋装砂井向上排水后,由砂垫层水平向外排水,为保证路基施工质量,必须控制中粗砂的质量满足设计要求。（3）砂垫层摊铺后必须进行整平、压实,砂垫层压实后厚度为60cm,松铺厚度应加高8cm～10cm,误差小于±10cm,压实后达到设计厚度要求。3）布桩及测量放线根据施工设计图,按里程分段画出布桩图。布桩图上应标明线路中心线、里程、路基底宽线、桩号和桩长等。施打前,准确布桩,经检查后方可进行施工,并在施工过程中经常检查桩位,确保井距及整体布井位置准确。3.2.3施工过程中的问题及处理办法针对袋装砂井典型施工期间出现的问题进行详细分析,得出影响袋装砂井施工的主要因素有:袋装砂井回袋、砂袋灌砂量不足、竖直度、砂袋间距、成孔、成桩。1）装砂井回袋可采取以下预防措施:（1）管沉至设计深度后,往钢套管内灌水,以平衡管内