软土地基处理新技术.doc

软土地基概念及软基处理技术浅淡 摘要：在工程建设中经常会遇到软土地基,由于高层建筑、高速公路、高速铁路的发展,对地基的承载能力要求越来越高,天然的软土地基远远不能满足这些高档次的构造物对地基承载力的要求。软土地基必须经过处理或者加固才能满足工程建设的要求。随着软土理论的发展及实际工程经验，各种各样的软基处理技术已广泛地应用在各种建筑工程与土木工程中。本文在参考软土加固技术的各种著述,就软土地基的概念及各种软基处理方法与机理、适用范围进行分类总结。 关键词：软土地基，软基处理，方法与机理，适用范围，技术分类 1　软土地基的概念. 1 .1　软土地基地基是指承受建筑物荷载的一部分土体(软岩体)。如果建筑工程的基础(下部构造)修建在软土中,则这一建筑物或构造物的地基就称为软土地基。 1 .2　软土主要是以细颗粒为主的近代沉积物,其天然含水量大、孔隙比大、压缩性高、承载力低、渗透性小,是一种呈软塑到流塑状态的饱和粘性土,在土力学中属于特殊类型的土。 1 .3　软土的特性作为一种特殊的地质土,软土有其独特的土力学性能,现总结如下: ①软土的天然含水量ｗ高,一般大于其液限ｗＬ或30%;②孔隙比大,天然孔隙比ｅ1;③压缩系数α1-2一般在0.5～2.0 MPa-1之间,有的可达2.3MPa-1;④透水性低,竖向与水平渗透性不同;⑤地表常有硬壳,在地下水位线以上的硬壳会有0～5ｍ,其承载力较下层软土要高,压缩性也较小;⑥抗剪强度低,软土的内摩擦角接近于零,抗剪强度主要决定于内聚力,不排水抗剪强度一般20MPa;⑦软土具有触变性与流变性。软土的基本的指标如下表1。 2 软土地基破坏的主要形式及破坏机理 软土由于其不良的工程力学特性,对工程有极大的危害性,综合分析主要有以下几种形式: ①剪切破坏,由于地基抗剪强度不足以承受其上的构筑物所施加的动、静荷载,造成破坏,表现为使邻近地基产生隆起; ②由于软土地基的高压缩性,发生不均匀沉降,使构筑物的基础由于应力集中出现裂缝,最终使构筑物遭到破坏,失去其使用功能;在构筑物有足够刚度,其抗拉、剪强度足以抵抗地基不均匀沉降,而产生拉剪应力时,建筑物就发生倾斜,著名的意大利比萨斜塔,建筑已数百年,塔身完好无损,但严重倾斜,其原因即地基不均匀沉降所致,且至今无好的解决办法; ③由于软土地基的高空隙比与高含水率,在使用中发生排水固结,发生均匀沉降,使构筑物下沉量过高,影响使用功能。 软土地基处理方法分类及应用范围 经过长期的实践,形成了多种形式的软土地基处理方法,结合有关专家学者的论述进行总结,归纳如下: 3.1 换填垫层法 当软弱土层厚度不是很大时,可将路基面以下处理范围内的软弱土层部分或全部挖除,然后换填强度较大的土或其它稳定性能好、无侵蚀性的材料(通常是渗水性好的中粗砂)称为换填或垫层法。此法处理经济实用。高度为2～3ｍ,如果软弱土层厚度过大,则采用换填法会增加弃方与取土方量而增大工程成本。通过换填具有较高抗剪强度的地基土,从而达到增强地基承载力的目的,满足构筑物对地基的要求。主要加固方法有换填、抛石挤淤、垫层、强夯挤淤几种。垫层法根据材料的不同可分为砂(砾石)垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土(灰土、二灰)垫层。代表方法有砂垫层法及换填法。 深层密实法 采用爆破、夯击、挤压和振动及加入抗剪强度高的材料等方法,对地基深层的软弱土体进行振密和挤密的地基加固方法称为深层密实法。适用于软土厚度3ｍ的中厚软土的加固,分布面积广的软基加固处理,其加固深度可达到30ｍ。通过振动、挤压使地基中土体密实、固结,并利用加入的具有高抗剪强度的桩体材料置换部分软弱土体中的三相部分,形成复合地基,达到提高抗剪强度的目的。主要加固方法:强夯法、土(或灰土、粉煤灰加石灰)桩法、砂桩法、爆破法、碎石桩法(振冲置换法)、石灰桩法、水泥粉煤灰碎石桩(ＣＦＧ桩法)、粉喷桩法、旋喷桩法。代表方法有碎石桩法、强夯法、水泥粉煤灰碎石桩法、粉喷桩法。 置换法 由于深层密实法中的几种方法都有加入高抗剪强度的材料,置换软土中部分成分的加固机理,与原有的土体共同组成复合地基,达到加固地基的目的,因此深层密实法有时也称为置换法。 排水固结法 在软土地基上加压并配合内部排水,加速软土地基的排水,加快软土固结的处理方法称为排水固结法。适用于处理各类淤泥、淤泥质粘土及冲填等饱和粘性土地基。软土地基在附加荷载的作用下,逐渐排出孔隙水,使孔隙比减小,产生固结变形。在这个过程中,随着土体超静孔隙水压力的逐渐扩散,土的有效应力增加,并使沉降提前完成或提高沉降速度。主要加固方法:堆载预压法、砂井法、袋装砂井、真空预压法、电渗排水法、降低地下水位法、塑料排水板法。 化学加固法 通过在软土地基中加入水泥或其它化学材料,进行软土地基处理的方法称为化学加固法