浅谈软弱地基处理

刘晓华

(佳木斯市公路园林绿化管理站)

软土在我国滨海平原,河口三角洲、湖盆地周围及山涧谷地均有广泛分布。在软土地基上修筑路基,若不加处治,往往会发生路基失稳或过量沉陷,导致公路破坏或不能正常使用,近些年来,高等级公路建设的工程实践反复证明,软弱地基处理是路基工程设计,施工中需要特别引起注意的问题。

1 概 述

所谓软土,从广义上说,就是强度低、压缩性高的软弱土层。以孔隙比及有机质含量为主,结合其他指标,可将软土划分为软粘性土、淤泥质土、淤泥、泥炭质土及泥旋五种类型。通常把淤泥、淤泥质土、软粘性土总称软土,把有机质含量很高的泥炭、泥炭质土总称泥沼。

泥沼比软土具有更大的压缩性,但它的渗透性强,承受荷载后能够迅速固结,工程处治比较容易。

我国各地不同成因的软土都具有近于相同的共性,主要表现为以下几方面。

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

(2)透水性差。大部分软土的渗透系数为10-8～10-7cm/s。

(3)压缩性高。压缩系数为 0.0050～0.02,属高压缩性土。

(4)抗剪强度低。其快剪粘聚力在 10kPa左右,快剪内摩擦角在 0°～5°之间。

(5)具有触变性。一旦受到扰动,土的强度明显下降,甚至呈流动状态。

(6)流变性显著。其长期抗剪强度只有一般抗剪强度的0.4～0.8倍。

2 软土地基的勘察

2.1 勘察软土表征

软土地基的工程地质勘察工作应充分研究已有地质资料,采取调绘、钻探、原位测试及物探等综合勘察手段,查明软土属性、类别、结构特征、分布范围及厚度等。

2.2 调查气候、迳流条件

气候条件如雨季土壤湿化,导致其积聚水条件,降低土的内聚力等内容;迳流条件包括地表水、地下水作用,地下水位增高使土体容重增加,地下水流速加大促使土的潜蚀等。

2.3 取样试验

应使用薄壁取土器取准、取全原状样品,必要时采取连续取样措施,通过室内试验与现场测试,提供出各土层的物理、力学、水理性质及必需的化学性质指标。为避免长途运输对样品的震动和扰动,避免长期置放导致含水量变化,致使试验数据不能如实反映软土指标的量值,试验工作应及时在工地上进行。

2.4 评价软土处治方案

通过现场调查及工程地质勘察、取样试验后,应对软土的发展趋势、危害程度,特别是修建公路工程的后果作出评价,提出合理、经济的处治措施。

调查、勘察结束后,应提供说明书、工程地质平、纵面图、钻孔柱状图、原位测试成果图、土工物理、力学、化学试验成果表及相应的相关照片、图表及文件。

3 各种软基处理形式

根据软基处理的加固原理将软基处理方法分为五类。

(1)置换:指用物理力学性质较好的岩土材料置换天然地基中部分或全部软弱土体,以形成双层地基或复合地基,达到提高地基承载力、减少沉降的目的。属于置换的地基处理方法有:换土垫层法、挤淤置换法、强夯置换法等地基处理方法。

(2)排水固结:指土体在一定荷载作用下排水固结,孔隙比减小,抗剪强度提高,以达到提高地基承载力、减少工后沉降的目的。

属于排水固结的地基处理方法按预压加载方法可分为加载预压法、超载预压法、真空联合堆载预压法、降低地下水位法等。

属于排水固结的地基处理方法按在地基中设置的竖向排水系统可分为普通砂井法、袋装砂井法和塑料排水带法等。

(3)灌入固化物:指向土体中灌入或拌入水泥,或石灰,或其他化学固化浆材,在地基中形成增强体,以达到地基处理的目的。

属于灌入固化物的地基处理方法有深层搅拌法、高压喷射注浆法、渗入性灌浆法、劈裂灌浆法、挤密灌浆法、有机大分子溶液改良法等。

(4)振密、挤密:指采用振动或挤密的方法使地基土体密实以达到提高地基承载力和减少沉降的目的。

属于振密、挤密的地基处理方法有表层原位压实法、强夯法、振冲密实法、挤密砂石桩法、爆破挤密法、土桩和灰土桩法等。

(5)加筋:指在地基中设置强度高、模量大的筋材,如土工格栅、土工织物等,以达到提高地基承载力和减少沉降的目的。

属于加筋的地基处理方法有加筋土垫层法、加筋土挡土墙和土钉墙法等。