【文章內(nèi)容簡介】 的建筑先可以采用碎石樁 (砂樁 )進(jìn)行處理，碎石樁 (砂樁 )增加了地基密實(shí)度和抗剪強(qiáng)度，使地基土密室均勻，在軟土中使用碎石樁 (砂樁 )，一般擠密作用不明顯，主要是靠置換。對于飽和的軟塑 —— 流 塑的地基土，經(jīng)過處理后，必須經(jīng)過預(yù)壓后才能達(dá)到良好的效果。 在施工工藝選擇上，采用振沖法施工 (濕法 )，設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮場地因素和泥漿排放因素對軟土地基的處理對策很多，但不管采用何種方法，處理后的地基必須滿足強(qiáng)度、變形、動(dòng)力穩(wěn)定性和透水性要求，從而達(dá)到減小道路路基在荷載作用下引起的沉降或不均勻沉降的目的。 11 第四章 堤防工程中軟土地基上基礎(chǔ)的處理措施 軟土地基是指壓縮層 主要由淤泥、淤泥質(zhì)土或其他高壓縮性土構(gòu)成的地基。承載能力很低，一般不超過 50KN/m2。 軟粘上中最常見的、工程地質(zhì)性質(zhì)最差的要數(shù)淤泥或淤泥質(zhì)土。通常工程上把天然孔隙比大于或等于 、粘土稱為淤泥，而把孔隙比大于 。其主要特性有： 一、軟土地基的特性 孔隙比和天然含水量大。我國軟土的天然孔隙比一般 e=1~2之間，淤泥和淤泥質(zhì) 的天然含水量 w=50~70%，一般大于液限，高的可達(dá) 200%。 壓縮性高。我國淤泥和淤泥質(zhì)土的壓縮系的 一般都大于 ，建造在這種 土上的建筑物將發(fā)生較大的沉降，尤其是沉降的不均性，會(huì)造成建筑物的開裂和損壞。 透水性弱。軟土含水量大，可是，透水性卻很小，滲透系數(shù) k≤ 1(mm/d)。由于 水性如此微小，土體受荷載作用后，往往呈現(xiàn)很高的孔隙水壓力，影響地基的壓密固結(jié)。 抗剪強(qiáng)度低。軟土通常呈軟塑一流塑狀態(tài)，在外部荷載作用下，抗剪性能極差， 據(jù)部分資料統(tǒng)計(jì)，我國軟土無側(cè)限抗剪強(qiáng)度一般小于 30KN/m2（相當(dāng)于）。不排 剪時(shí)，其內(nèi)磨擦角∮幾乎等于零，抗剪強(qiáng) 度僅取決于凝聚力C， C＜ 30KN/m2，固結(jié)快剪時(shí) ∮一般為 5176。 ~15176。因此，提高軟土地基強(qiáng)度的關(guān)鍵是排水。如果土層有排水出路， 隨著有效壓力的增加而逐步固結(jié)。反之，若沒有良好的排水出路，隨著荷載的增大，它強(qiáng) 度可能衰減。在這類軟土上的建筑物盡量采用“輕型薄壁”，減輕建筑荷重。 靈敏度高。軟粘土上尤其是海相沉積的軟粘土，在結(jié)構(gòu)未被破壞時(shí)具有一定的抗剪 強(qiáng)度，但一經(jīng)擾動(dòng)，抗剪強(qiáng)度將顯著降低。軟粘土受到擾動(dòng)后強(qiáng)度降低的特性可用靈敏度（在 含水量不變的條件下，原狀土與重塑土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度之比） 來表示，軟粘土的靈敏度一般在 3~4之間，也有更高的情況。因此，在高靈敏度的軟土地基上筑堤時(shí)應(yīng)盡量避免對地基土 的擾動(dòng)。沖填土是水力沖填形成的產(chǎn)物。含砂量較高的沖填土，其固結(jié)情況和力學(xué)性質(zhì)較好；含 粘粒較 12 多的沖填土往往強(qiáng)度較低，壓縮性較高，具有欠固結(jié)性。 雜填土大多由建筑垃圾、生活垃圾和工業(yè)廢料堆填而成，因此在結(jié)構(gòu)上具有無規(guī)律性。以生活垃圾為主的填上，腐殖質(zhì)含量較高，強(qiáng)度較低，壓縮性較大。以工業(yè)殘?jiān)鼮橹鞯奶钔?，可能含有水化物，遇水后容易發(fā)生膨脹和崩解，使填土強(qiáng)度降低。 二、軟土地基上堤防失穩(wěn)的破壞機(jī)理 引起軟土地基上堤防滑動(dòng)破壞的根本原因，在于軟弱地基中某個(gè)面上的剪應(yīng)力超過了它的抗剪強(qiáng)度，穩(wěn)定平衡遭到破壞。主要有兩方面因素：一是由于剪應(yīng)力的增加，例如大堤施工中上部填土何重的增加；降雨使土體容重增加；水位降落產(chǎn)生滲流力；地震、打樁等引起的動(dòng)荷載等。二是由于軟土地基本身抗剪強(qiáng)度的減小。例如孔隙水應(yīng)力的升高；氣候變化產(chǎn)生的干裂、凍融；粘土夾層因浸水而軟化以及粘性土的蠕變等。 對堤防工程進(jìn)行穩(wěn)定分析時(shí)，通常是將假想滑動(dòng)面以上土體看作剛體，并以它為脫離體，分析在極限平衡條件下其上各種作用力，并以整個(gè)滑動(dòng) 面上的平均抗剪強(qiáng)度與平均剪應(yīng)力之比來定義它的安全系數(shù)，即 TfFn= 式中： F— 堤防穩(wěn)定安全系數(shù)； Tf— 滑動(dòng)面處土體的平均抗剪強(qiáng)度； T— 作用于滑動(dòng)面上的平均剪應(yīng)力。 Fn＜ 1土體處于穩(wěn)定狀態(tài)； Fn＜ 1土體處于滑動(dòng)狀態(tài)或有滑動(dòng)的趨勢； Fn =1，土體處于臨界狀態(tài)。因此，要使處于滑動(dòng)狀態(tài)或有滑動(dòng)趨勢的土體達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，必須 Fn ＞ 1（堤防工程等級不同， Fn 取值也不同，通常在 ~），通常有兩種方法：一是提高土體的抗剪強(qiáng)度，使孔隙水應(yīng)力充分消散，如對地基進(jìn)行 加固等；二是減小作用在土體上的剪應(yīng)力，如減小堤防的橫斷面積，盡量避免對堤防的擾動(dòng)等。第一種方法在工程中被廣泛采用。 13 四、工程實(shí)例 新津縣城區(qū)的南河右岸條石護(hù)岸基石的軟土加固。 2020年南河城區(qū)護(hù)岸施工時(shí)，開挖基礎(chǔ)到設(shè)計(jì)深度時(shí)，發(fā)現(xiàn)有 80米長的基礎(chǔ)夾有含水量高，強(qiáng)度低和壓縮性大的軟粘土層，最大厚度約 5m，為防止堤基不均勻沉陷，增強(qiáng)堤防的穩(wěn)定性，對該 80米作了振沖加固。布孔為三角形，間距 。根據(jù)軟土分層情況，孔深定為 2~5m，共 280孔。使用 30kw振沖器，加密電流 50A，每孔平均施工時(shí)間 20~40mm?；靥钏槭?5~80mm，填料量為 720m3。振沖后，堤防經(jīng)一定時(shí)間的運(yùn)行考驗(yàn)，經(jīng)沉陷觀測表明，沉降量很小，地層穩(wěn)定。 14 第六章 公路工程中軟土地基上基礎(chǔ)的處理措施 本章介紹了軟土對高速公路的影響，著重探討了軟土地基處理的方法及施工的措施，并在最后提出軟土地基處理比較復(fù)雜，應(yīng)綜合考慮各種處理方法的優(yōu)劣，選用恰當(dāng)適宜處理措施。 一、概述 軟土在我國分布廣泛，它的存在給不少的工程建設(shè)帶來難題。軟土主要具有以下特征：含水量高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度小、承載力低。軟土還有一個(gè)重要特征是滲透性很弱， 一般在 107cm/s數(shù)量級，相當(dāng)于不透水層，因此壓縮固結(jié)過程很慢。軟土地基的強(qiáng)度、變形隨時(shí)間的變化而變化，其變化規(guī)律與土的類別、性質(zhì)、邊界排水條件、受荷載形式、時(shí)間等諸多因素有關(guān)。因此，在軟土地基上面修建公路、橋梁等工程必須重視實(shí)地調(diào)查、研究。 二、軟土對高速公路工程的影響 軟土對會(huì)影響高速公路的路基、橋梁基礎(chǔ)、涵洞基礎(chǔ)、邊坡、擋土墻等，具體包括以下幾個(gè)方面： （ 1）填土速率過快引起路堤滑移。一般公路均以低矮路堤居多，而高速公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高，高路堤較多，特別江南水網(wǎng)地區(qū)，河網(wǎng)密度大，路堤本身 比較高，再加上由于地基沉降引起的沉降補(bǔ)方，實(shí)際填筑高度就更大。而軟土地區(qū)的極限填筑高度一般不大，在 2～ 3m左右，一旦路堤填筑的高度超過了極限高度，而填筑速度又比較快的話，地基深處的軟土層就會(huì)出現(xiàn)滑移，導(dǎo)致地表隆起，路基開裂破壞。 （ 2）軟土厚薄不一，引起橫向、縱向滑移。這類情況主要發(fā)生在山前地段?？可揭粋?cè)軟土薄，離山一側(cè)軟土較厚，且軟土之下為硬層或巖層，接觸面起伏大。當(dāng)填土荷載超過地基的承載力時(shí)，軟土將沿著硬層或巖面發(fā)生橫向和縱向滑移。 （ 3）不均勻沉降引起路面開裂、橋頭跳車。路面開裂、橋頭跳 車已經(jīng)成為軟土地區(qū)高速公路的通病，只是嚴(yán)重程度不同而已。造成路面開裂的原因，主要是由于沿路堤縱向不同的地基處理方法造成地基的不均勻沉降；橋頭跳車的原因，主要是由于橋與路堤之間的差異沉降，不管路堤下的軟土層用何種方法進(jìn)行處理，它的工后沉降總是比橋梁的工后沉降要大。路面開裂和橋頭跳車會(huì)影響行車 15 速度和舒適度，嚴(yán)重的會(huì)影響到行車安全。 （ 4）橋臺(tái)軟土滑移。橋臺(tái)一般采用樁基礎(chǔ)，臺(tái)后填土荷載不僅會(huì)將橋臺(tái)向凌空面推移，地基深處軟土的側(cè)向擠出也會(huì)導(dǎo)致橋臺(tái)樁基礎(chǔ)的位移。 三、軟土地基處理的方法及施工措施 道 路軟基處理盡可能早期進(jìn)行，有充分的間隔時(shí)間使軟基達(dá)到沉降穩(wěn)定后方可進(jìn)行填土施工。下面介紹軟基處理常用的幾種方法： 1表層處理法 表層處理法用于地表面極軟弱的情況。該法是通過排水、敷設(shè)或增添材料等辦法，提高地表強(qiáng)度，防止地基局部剪切變形，保證施工機(jī)械作業(yè)；同時(shí)盡可能把填土荷載均勻地分布于地基上。屬于這類處理方法的有：表層排水法，添加劑法等。 （ 1）表層排水法 對土質(zhì)較好因含水量過大而導(dǎo)致的軟土地基，在填土之前，地表面開挖溝槽，排除地表水，同時(shí)降低地基表層部分的含水率，以保障施工機(jī)械通行。為了發(fā) 揮開挖出的溝槽在施工中達(dá)到盲溝的效果，應(yīng)回填透水性好的砂礫或碎石。 設(shè)計(jì)、施工注意事項(xiàng)： ①溝槽布置要考慮利用地形自然坡度排水；填土沉降要注意坡度的變化；不使來自四周挖方部位的地表水、滲透水浸入填土；溝槽的間隔要盡可能加密，以增大排水能力，即使有部分溝槽被切斷也不會(huì)妨害整體排水。 ②溝槽的構(gòu)造溝槽尺寸一般取寬 ，深 ～ 。填土之前在溝槽內(nèi)用透水良好的砂（砂礫）回填成為盲溝?？v向盲溝一般沿道路縱向或中央縱向開挖，橫向盲溝一般間距 10ｍ～ 15ｍ布置。溝槽內(nèi)埋設(shè)多孔排水管時(shí)，必須用優(yōu)質(zhì)反濾層 加以保護(hù)。 (2)添加劑法 對于表層為粘性土?xí)r，在表層粘性土內(nèi)滲入添加劑，改善地基的壓縮性能和強(qiáng)度特性，以保施工機(jī)械的行駛。同時(shí)也可達(dá)到提高填土穩(wěn)定及固結(jié)的效果。 添加材料通常使用的是生石灰，熟石灰和水泥。石灰類添加材料通過現(xiàn)場拌和或廠拌，除了降低土壤含水量、產(chǎn)生團(tuán)粒效果外，對被固結(jié)的土隨著時(shí)間的推移會(huì)發(fā)生化學(xué)性固結(jié)，使粘土成分發(fā)生質(zhì)的變化，從而促進(jìn)土體穩(wěn)定。 設(shè)計(jì)、施工注意事項(xiàng)： ①、生石灰消解程度的判斷。生石灰消解過程伴隨體積膨脹，在此期間 16 進(jìn)行碾壓，不可能獲得預(yù)期效果。因此在固結(jié)時(shí) 要掌握發(fā)熱溫度、準(zhǔn)確判斷消解結(jié)束時(shí)間。 ②、添加材料的配比設(shè)計(jì)。添加材料的適當(dāng)劑量，要根據(jù)所處理的土質(zhì)，施工方法和試驗(yàn)配比的結(jié)果來決定。一般有改良土、石灰土、水泥穩(wěn)定土較為常用。改良土是利用現(xiàn)場地基土摻石灰（一般含灰 6％）后再次利用，其施工方便、造價(jià)低；石灰土是用黃土摻石灰（一般含灰 10％～ 12％）后使用，其造價(jià)較改良土要高；水泥穩(wěn)定土是用黃土摻水泥（一般含水泥 3％～ 5％）后使用，其造價(jià)較貴，在秋、冬季雨天施工時(shí)，工期短時(shí)不得已采用，其優(yōu)點(diǎn)是不需太長的養(yǎng)生時(shí)間，就可使地基固化板結(jié)達(dá)到施工要求的強(qiáng) 度。 ③、固結(jié)與養(yǎng)生用水泥或熟石灰處理，在拌和一結(jié)束即產(chǎn)生固結(jié)。用生石灰處理，從拌和時(shí)的初步碾壓到生石灰消解結(jié)束，要進(jìn)行二次固結(jié)，若強(qiáng)度足夠可不必養(yǎng)生。但因土質(zhì)或施工條件不同，被處理過的土質(zhì)強(qiáng)度增長也各不相同，大體上以養(yǎng)生一周后的強(qiáng)度為所要求的固結(jié)強(qiáng)度。 （ 2） 降低地下水法 本法適用于上部，中間部位有砂層分布的地基，但粘性也仍然有效。本法的特點(diǎn)是與軟 土層深度無關(guān)。 設(shè)計(jì)、施工注意事項(xiàng)： ①砂層的透水系數(shù)需測定。 ②使用井點(diǎn)時(shí)，理論可抽水深度為 ，但考慮水頭損失和動(dòng)力關(guān)系，能夠降低 水位的最大值約 ～ 。 ③鄰近有水源（河、池、?；驕希r(shí)，需要抽水的量增多。 ④降低地下水位，如對抽水區(qū)以外地域及沿線有損害時(shí)，為了既隔斷對四周的影響又達(dá)到降低地下水位的效果，可在施工區(qū)間打入鋼板樁圍護(hù)。 ⑤因?yàn)樾柙谡麄€(gè)固結(jié)期內(nèi)降低地下水位致使經(jīng)歷時(shí)間長，機(jī)械費(fèi)用高。 （ 3）充填壓密注漿法 充填壓密灌漿工藝，一般采用粘土水泥漿進(jìn)行灌注。具體施工時(shí)，可根據(jù)不同的地質(zhì)情 況合理選用相應(yīng)的漿液。 施工工藝流程為：布置孔位 — 鉆機(jī)就位、調(diào)平 — 鉆進(jìn)、鉆孔結(jié)束 — 充填灌漿— 保壓擠密 — 封 孔 主體工程施工方法及控制要點(diǎn)： 17 ①、布孔及成孔 一般采用梅花布樁形式，孔距依區(qū)間依次確定，各孔編號(hào)設(shè)標(biāo)記。 造孔一般采用回旋鉆機(jī)。如地層中土質(zhì)松軟、無卵石或密實(shí)度較大的回填層，也可采用沖擊造孔法。鉆孔前先找到核準(zhǔn)孔位，把鉆機(jī)移至鉆孔位置對準(zhǔn)孔位，用水平尺調(diào)整機(jī)身水平，立軸垂直，墊平，墊牢機(jī)架，經(jīng)驗(yàn)測無誤方可開鉆，選用可取芯或全斷面合金鉆頭。 鉆進(jìn)過程中，遇到異常情況，必須查明原因；如遇空洞立即充