【正文】 第六章 監(jiān)測(cè)分析 ................................................................................................................................................ 33 第七章 結(jié)論 ........................................................................................................................................................ 42 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................................................................ 43 公路軟土地基加固與監(jiān)測(cè)技術(shù)研究 摘要 所謂軟土 ,是指強(qiáng)度低，壓縮性較高的軟弱土層。多數(shù)含有一定的有機(jī)物質(zhì)。由于軟土強(qiáng)度低，沉隱量大，往往給道路工程帶來(lái)很大的危害，如處理不當(dāng)，會(huì)給公路的施工和使用造成很大影響。軟土根據(jù)特征，可劃分為：軟粘性土、淤泥質(zhì)土、淤泥、泥炭質(zhì)土及泥炭五種類(lèi)型 。路基中常見(jiàn)的軟土，一般是指處于軟朔或者流朔狀態(tài)下的粘性土。其特點(diǎn)是天然含水量大、孔隙比大、壓縮系數(shù)高、強(qiáng)度低，并具有蠕變性、觸變性等特殊的工程地質(zhì)性質(zhì)，工程地質(zhì)條件較差。選用軟土作為路基應(yīng)用，必須提采取出切實(shí)可行的技術(shù)措施。 一般軟基加固方法有：表層處理法、置換法、加載法、豎向排水法等。 一般監(jiān)測(cè)方法有：高程測(cè)量、表面沉降監(jiān)測(cè)、分層沉降監(jiān)測(cè)、孔隙水壓力監(jiān)測(cè)、靜力觸深、邊樁移位監(jiān)測(cè)、水位監(jiān)測(cè)、十字板剪切、沙土密實(shí)度等。 關(guān)鍵詞：軟土地基； 加固方法； 監(jiān)測(cè)方法。 Abstract The socalled soft soil, refers to the low strength, high pression of soft soil. Most contain some anic substances. Due to the soft soil strength low, heavy hidden amount is large, often to road engineering brings very great harm, if processing is undeserved, will give the highway construction and the use of great influence. According to the characteristics of soft soil, which can be divided into: soft clay, silt, silty soil, peat soil and peat five types. Soft soil roadbed in mon, generally refers to in the soft moon or flow back under the condition of cohesive soil. Its characteristic is the natural water content, void ratio, high pressibility, low strength and high, with the creep, thixotropy and other special engineering geological characteristics, poor engineering geological conditions. Selection of soft soil as roadbed application, have to take the feasible measures. General soft base reinforcement methods are: surface treatment method, displacement method, loading method, vertical drain method. General monitoring methods are: height measurement, surface subsidence monitoring, settlement monitoring, monitoring of pore water pressure, static contact deep, pile side shift monitoring, level monitoring, vane shear, sandy soil pactness. Key words: soft soil。 reinforcement method。 monitoring method. 第一章 緒論 軟土的定義 一般而言，軟土是指近代水下沉積的飽和粘性土，是淤泥、淤泥質(zhì)粘土、泥質(zhì)粉土、泥炭、泥炭質(zhì)土等一類(lèi)土體的簡(jiǎn)稱(chēng)，廣泛分布在我國(guó)沿海內(nèi)陸平原或間盆地。不同地域軟土的成因、結(jié)構(gòu)和形態(tài)各不相同，但都具有基本相同的物理力學(xué)特征 :天然含水量高、天然孔隙比大、滲透系數(shù)小、壓縮性高、強(qiáng)度低，可呈靈敏性結(jié)構(gòu)。軟土作為工程建筑特的地基，由于其承載力低、往往會(huì)產(chǎn)生不同程度的坍滑或沉降陷。 具體該如何定義軟土，各行業(yè)部門(mén)如建筑、鐵路、公路、港工等，根據(jù)行業(yè)特點(diǎn)和習(xí)慣，給出的定義或判定條件不盡相同。 文獻(xiàn) [1]認(rèn)為軟弱土是指淤泥、淤泥質(zhì)土、充填土、雜填土或其他高壓縮性土。其中淤泥是在靜水或緩慢流水環(huán)境中沉積并經(jīng)生物化學(xué)作用而形成，為天然含水量大于液限、天然孔隙比大于或等于 的粘性土 。天然含水量大于液限而天然孔隙比小于、但大于或等于 的粘性土或粉土稱(chēng)為淤泥質(zhì)土。 文獻(xiàn) [2]中將軟土解釋為天然含水量大、壓縮性高、承載力低的一種軟塑到流塑狀的粘性土，如淤泥、淤泥質(zhì)土，以及其他高壓縮性飽和粘性土、粉土等。淤泥和淤泥質(zhì)土的特征解釋為，在靜水或緩慢流水環(huán)境中沉積，經(jīng)生物化學(xué)作用而形成的飽和粘性土，含有機(jī)質(zhì) ，天然含水量大于液限。當(dāng)孔隙比大于 時(shí)稱(chēng)為淤泥 。天然孔隙比小于 而大于 時(shí)稱(chēng)為淤 泥質(zhì)土。當(dāng)土的燒失量大于 5%時(shí)，稱(chēng)有機(jī)質(zhì)土 。大于60%時(shí)稱(chēng)為泥炭。 文獻(xiàn) [3]中將軟土定義為，含有大量親水的膠體顆粒，具有海綿狀結(jié)構(gòu)的松散體，其性質(zhì)為天然孔隙比大、含水量高、透水性小、強(qiáng)度低、壓縮性大。 文獻(xiàn) [4]中對(duì)軟土給出的定義為 :在靜水或緩慢的流水環(huán)境中沉積，經(jīng)生物化學(xué)作用形成的飽和軟弱粘性土。對(duì)軟土的主要特征描述為 :天然含水量高 (接近或大于液限 )，孔隙比大 (一般大于 )，壓縮性高，強(qiáng)度低，滲透系數(shù)小。 文獻(xiàn) [5]中定義軟土為濱海、湖沼、谷地、河灘沉積的天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低的細(xì)粒土，天然含水量≧ 35%，天然孔隙比≧ ，十字板剪切強(qiáng)度 35Pka 或靜力觸探總貫入阻力小于 75kPa。 文獻(xiàn) [6]中將軟土定義為天然孔隙比大于或等于 ，且天然含水量大于液限的細(xì)粒土，包括淤泥、淤泥質(zhì)土、泥炭、泥炭土等，其壓縮系數(shù)大于 ，不排水強(qiáng)度小于 30kPa。 關(guān)于軟土定義，除以上所述外還有一些，但大同小異，在此不一一敘述。概而言之，工程界通?？谡Z(yǔ)稱(chēng)呼的軟土指天然含水量高、孔隙比大、壓 縮性高、承載力低的土。 軟土沉積的環(huán)境 第四紀(jì)全新世是以北半球大陸的冰川融化和由此導(dǎo)致的全球普遍性的海浸為特征的。由于海平面的大幅度上升，致使原來(lái)陸地上的大量細(xì)粒物質(zhì)或者在海中和沿海沉積，或者在內(nèi)陸湖泊、河谷及海水漫及的盆地中發(fā)生沉積。這個(gè)時(shí)期沉積的大部分軟土厚度不超過(guò) 20m，且通常位于透水性較好的粗粒沉積物之上，但在局部地區(qū)，軟土厚度很大，例如在突尼斯，有的軟土厚度達(dá) 120m。 軟土的來(lái)源主要是巖石的風(fēng)化產(chǎn)物，因此其成分直接取決于母巖。而軟土的沉積類(lèi)型，以及它們沉積后的物理化學(xué)演化，則與下述的沉積環(huán) 境有著密切的關(guān)系。 1．河流相沉積環(huán)境 通過(guò)河流的搬運(yùn)作用和沉積作用形成的沉積物稱(chēng)為沖積物。 Kukal(1971 年 )將河流沉積環(huán)境分為： (1)河床，它包括鄰近流線的區(qū)域、河床邊緣的淺灘和沙嘴。 (2)天然沖積堤 (河岸沉積物 )，它由河床側(cè)向泛濫形成的全部沉積物組成。 (3)泛濫平原 (漫灘沉積物 )，它包括溢出河床的泛濫期沉積物和河岸沉積物。 在河流下游靠近河口處，沖積物可具有很大的厚度和范圍，因而常被稱(chēng)為沖積平原。這類(lèi)沖積平原的大部分沉積物由高洪水位期間的泛濫平原堆積物組成，并逐漸過(guò)渡到河流三角洲，往往不容易 分辨出陸上的和水下的環(huán)境。 大部分河流沉積物由粗粒土所構(gòu)成，但在泛濫平原 區(qū) 則有細(xì)顆粒沉積物堆積，已報(bào)道過(guò)的其典型的粒徑分布為：砂粒 5％ — 10％，粉粒 20％ 40％，粘粒 35％～ 60％。泛濫平原沉積物的中間粒徑材 d 在 0． 005— 0． 06mm 之間，有機(jī)質(zhì)含量為 1％ 10％。它們多為含粘粒的懸液搬運(yùn)，在適宜條件下凝聚沉積。 泛濫平原沉積物都具有層理和紋理特性，有時(shí)夾細(xì)砂層，因此不會(huì)遇到很厚的均勻粘土沉積。例如在密西西比河沖積平原上就有大范圍的泛濫平原沉積物。這類(lèi)粘土一般經(jīng)受過(guò)干濕周期變化，這種干濕變化引起了諸如干 燥、風(fēng)化、收縮裂縫等沉積后的變化。因此，當(dāng)泛濫平原沉積物在每一薄層形成后的幾個(gè)月內(nèi)遇到連續(xù)于燥時(shí)，它們就并不保持 “ 軟 ” 的特性。與泛濫平原粘土不一樣，在牛軛湖中沉積的粘土則是一種河道淤塞沉積物，通常處于正常固結(jié)狀態(tài)，液性指數(shù)接近 1， 0。牛軛湖沉積物只是在表面變干，硬殼下的粘土依然很軟。以后，硬殼又可被泛濫平原沉積物所覆蓋，軟土層僅在重力作用下固結(jié)。因此，牛軛湖沉積物是埋在硬粘土和粉土下的高壓縮性土。 2．湖相和冰湖相環(huán)境 湖相沉積物不僅含有碎屑物質(zhì)，而且在很多情況中還含有大量的化學(xué)成因物質(zhì)(碳酸鹽、蒸發(fā)鹽 )和 生物成因物質(zhì) (淤泥、腐殂泥等 )。湖通常按照其中存在的氧氣和養(yǎng)料的數(shù)量分為三類(lèi)： (1)微營(yíng)養(yǎng)的湖； (2)營(yíng)養(yǎng)豐富的湖； (3)缺乏營(yíng)養(yǎng)的湖。 在微營(yíng)養(yǎng)的湖 (即含氧很多但含養(yǎng)料很少的湖 )中碎屑物質(zhì)占絕大多數(shù)，其粒徑分布很大程度上由湖水動(dòng)力條件、湖底的形狀和深度，以及外界地形的起伏和支流對(duì)沉積物質(zhì)的輸送等決定。在湖相沉積物中通常含有相當(dāng)多的粘土，不過(guò)湖邊緣處的沉積物質(zhì) —— 般是較粗的粒料。 冰湖相沉積物常常主要由含粉粒的淺色土層和含粘土的深色土層交替組成，具有這種層理的粘土沉積物稱(chēng)為紋泥。一層紋泥相當(dāng)于一年的沉積，即 由夏季沉積的粉土和冬季沉積的粘土組成。夏季沉積的上層平均約有 80％的粒徑大于 2um，而冬季沉積的含粘土很多的土層平均有 80％左右的粒徑／ JxT 2gm。 在不再與冰川沿接觸的冰后期冰湖中，懸浮的沉積物質(zhì)大大減少 (一般少于 o． 1g／ L)。 Quigley(1979 年 )指出在這種情況下，水流作為溢流和混合流進(jìn)入冰湖，而高密度的底流僅作為水下崩塌的產(chǎn)物或在洪水沖刷期間發(fā)生。這種沉積物的沉積作用是全年發(fā)生的，粉土和細(xì)砂在夏季沉積，粘土則在冬季沉積。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 近４０年來(lái)，國(guó)外的地基處理技術(shù)發(fā)展的十分迅速， 老方法得到改進(jìn)，新方法不斷涌現(xiàn)。在 ２０ 世紀(jì) ６０ 年代中期，從如何提高土的抗拉性質(zhì)這一思路上，發(fā)展到土的加筋法；從如何有利于土的排水和排水固結(jié)這一基本觀點(diǎn)出發(fā)，發(fā)展到了土工合成材料、砂井預(yù)壓和塑料排水帶；從如何進(jìn)行深層密實(shí)處理的方法考慮，采用加大擊實(shí)工的措施，發(fā)展到了強(qiáng)夯法和振動(dòng)水沖法等。另外，國(guó)外現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對(duì)地基工程提供了強(qiáng)大的生產(chǎn)手段，如能制造重達(dá)幾十噸的強(qiáng)夯起重機(jī)械；潛水電機(jī)的出現(xiàn)，帶來(lái)了振動(dòng)水沖法中振動(dòng)器等施工機(jī)械；真空泵的問(wèn)世，建立真空預(yù)壓法，生產(chǎn)了大于 ２０ MPa 氣壓的空氣壓縮機(jī)，從而產(chǎn)生了高壓 噴射注漿法。 目前地基處理已成為土力學(xué)與巖土工程領(lǐng)域的一個(gè)主要分支學(xué)科，國(guó)際土力學(xué)與巖土工程協(xié)會(huì)下有專(zhuān)門(mén)的地基處理學(xué)術(shù)委員會(huì)。中國(guó)土力學(xué)與巖土工程協(xié)會(huì) 1984 年成立了地基處理學(xué)術(shù)委員會(huì)，并于 198 198 199 199 2020 年分別召開(kāi)了六屆地基處理學(xué)術(shù)討論會(huì)。 1988 編著出 版 了《地基處理手冊(cè)》， 1990 又開(kāi)始出版了《地基處理》雜志，提供了推廣和交流地基處理新技術(shù)的園地。我國(guó)建設(shè)部已頒發(fā)了《建筑地基處理規(guī)范》﹝ JGJ7991﹞，交通部 1997 年頒發(fā)了《公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》，對(duì)公 路工程中軟土地基處理設(shè)計(jì)、施工起到了重要的指導(dǎo)作用。此外，對(duì)濕陷性黃土、膨脹土等也已出版了相應(yīng)的規(guī)程。總之，地基處理已成為土木工程建設(shè)中的熱點(diǎn)之一，它已得到工程勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、教學(xué)、科研和管理部門(mén)的重視。地基處理技術(shù)的進(jìn)步已產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，我國(guó)的地基處理水平總體上已處于國(guó)際先進(jìn)水平。 一、軟土地基加固處理的現(xiàn)狀 ： 軟土地基加固就是將低承載能力和大壓縮性的原裝土加固到足以承擔(dān)地基所需的強(qiáng)度和施工后沉降要求，又是為了較小地基的滲透性。