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第六章　软土地基路基病害与防治 第一节　软土地基路基病害类型 在公路工程建设中，不可避免地会遇到软土地基问题。软土地基具有含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、渗透性小、抗剪强度低、固结系数小等不利的工程性质，导致地基承载力往往不能满足工程设计的要求，因此，需要对地基进行人工加固处理。处理软土地基有多种方法，如果处理不当，就会直接造成路基失稳或过量沉降，出现路基纵、横向断裂等病害。例如：软土地基上填筑路堤时，如果软土层滑动，路基就会失稳，将造成重大损失；在填土荷载的作用下，地基产生的不均匀沉降将导致路面结构和功能损坏，致使路面使用品质下降，在与桥涵等结构物连接处产生差异沉降，不仅会直接影响结构物的安全，而且车辆的激烈跳动严重影响行车的平顺性和乘客的舒适性，甚至引起车祸。 第二节　软土类型及工程特征 一、软土的概念及鉴别 我国交通部行业标准《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》(JTJ 017-96)将软土定义为“滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土”。软土的鉴别依据见表6-1。 软土鉴别指标　　　　　　　　　　　　　　　　表6-1 土类 天然含水量（%） 天然孔隙比 直剪内摩擦角（°） 十字板剪切强度（kPa） 压缩系数a0.1-0.2（MPa-1） 黏质土、有机质土 ≥35 ≥液限 ≥1.0 宜＜5 35 宜＞0.5 粉质土 ≥30 ≥0.90 宜＜8 宜＞0.3 二、软土的类型 1.软土的类型 我国软土，按其成因可分为三大类，滨海沉积、内陆平原与山地沉积，按其沉积环境的不同又可分为7种类型。详见表6-2，软土的主要物理力学特性见表6-3。 2.软土的工程性质 软土无论按成因还是按土质划分，种类较多，但它们都具有下列特性： (1)颜色以深色为主，粒度成分以细粒为主，有机质含量高。 (2)天然含水量高，密度小，天然含水量大于液限，一般在50％-70％之间，液限一般为40％-60％。 (3)天然孔隙比大，一般大于1.0。 软土的类型及特征　　　　　　　　　　　　　　　　表6-2 类　　型 厚度（m） 特　　征 分布概况 滨海沉积 滨海相 6-200 面积广，厚度大，常夹有砂层，极疏松，透水性较强，易于压缩固结 沿海地区 三角洲相 5-60 分选性差，结构不稳定，粉砂薄层多，有交错层理，不规则尖灭状及透镜体状 泻湖相 5-60 颗粒极细，孔隙比大，强度低，常夹有薄层泥炭 溺谷相 ? 颗粒极细，孔隙比大，结构疏松，含水量高，分布范围较窄 内陆平原 湖相 5-25 粉土颗占主要成分，层理均匀清淅，泥炭层多是透镜体状，但分布不多，表层多有小于5m的硬壳 洞庭湖、太湖、鄱阳湖、洪泽湖周边 河床相、河漫滩相、牛轭湖相 ＜20 成层情况不均匀，以淤泥及软黏土为主，含砂与泥炭夹层 长江中下游、珠江下游及河口、淮河平原、松辽平原 山地沉积 谷地相 ＜10 呈片状、带状分布，谷底有较大的横向坡，颗粒由山前到谷中心逐渐变细 西南、南方山区或丘陵地区 软土的主要物理力学特征　　　　　　　　　　　　　　表6-3 类型 天然密度γ(kN/m3) 含水量ω （%） 孔隙比e 有机质含量（%） 压缩系数a1-2(MPa-1) 渗透系数k(cm/s) 快剪强度 标准贯入值N63.5 Cu (kPa) φu (°) 软黏土 16-19 ωLω100 1.0 3 0.3 1×10-6 20 10 2 淤泥质土 1.0-1.5 3-10 淤泥 1.5 泥炭质土 10-16 100-300 3 10-50 2.0 1×10-3 10 20 泥炭 10 300 10 50 1×10-2 (4)渗透系数小，一般在1×10-4-1×10-8cm/s之间。沉降速度慢，固结完成所需时间长。而大部分淤泥和淤泥质土地区，由于该土层中夹有数量不等的薄层或极薄层粉砂、细砂、粉土等，故在垂直方向的渗透性比水平方向要小。 (5)压缩性高，淤泥和淤泥质的压缩系数一般为0.7-1.5MPa-1，最大达4.5MPa-1，且随着土的液限和天然含水量的增大而增高。 (6)抗剪强度低，软土的快剪黏聚力小于10kPa，快剪内摩擦角小于5度，固结快剪的强度略高，凝聚力小于15kPa，内摩擦角小于10度。 (7)软土的灵敏度高，灵敏度一般在2-10之间，有时大于10，并具有显著的流变特性。 三、软土地基处理的目的与原则 由软土组成的地基具有以下特点： （1）地基承载力低； （2）路基的沉降和差异沉降较大； （3）路基沉降历时长； 由于软土地基的承载力较低，如果不做任何处理，一般不能承受较大的荷载。软土上的路堤可能会因