浅谈软土地基与地基处理本科毕业论文.doc

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1、 网络高等教育本 科 生 毕 业 论 文（设 计） 题 目：浅谈软土地基与地基处理学习中心：奥鹏远程教育哈尔滨学习中心（直属）2VIP 层 次： 专科起点本科 专 业：土木工程（道桥方向） 年 级： 秋 季 学 号： 学 生： 指导教师： 杨颖 完成日期： 201 年 08 月 20 日 内容摘要所谓软土,是指强度低，压缩性较高的软弱土层。多数含有一定的有机物质。由于软土强度低，沉隐量大，往往给道路工程带来很大的危害，如处理不当，会给公路的施工和使用造成很大影响。软土根据特征，可划分为：软粘性土、淤泥质土、淤泥、泥炭质土及泥炭五种类型。路基中常见的软土，一般是指处于软朔或者流朔状态下的粘性土。

2、其特点是天然含水量大、孔隙比大、压缩系数高、强度低，并具有蠕变性、触变性等特殊的工程地质性质，工程地质条件较差。选用软土作为路基应用，必须提采取出切实可行的技术措施。 这种土质如果在施工中出现在路基填土或桥涵构造物基础中，最佳含水量不易把握，极难达到规定的压实度值，满足不了相应的密实度要求，在通车后，往往会发生路基失稳或过量沉陷。其危害性显而易见,故禁止采用。 在软土地基上修筑路堤，特别是桥头引道，如不采取有效的加固措施，就会产生不同程度的坍滑或沉陷，导致公路破坏或不能正常使用。 软土地基下沉的一个主要原因是软土地基的沉降，包括瞬时沉降、固结沉降和次固结沉降三部分。根据沉降标准，按我国现行的有

3、关规定，用容许工后沉降路面设计使用年限内的剩余沉降来控制(其值见有关设计标准)。 一般地，除要确保新填筑路基的密实度以减少沉降外，包括原地面的地基总沉降必须达到基本稳定，沉降量大致达到总沉降量的80%以上时，才容许铺路面。软土地基沉降严重时，不仅增加填方数量，而且沉降或水平位移对临近填土的桥台、挡土墙、涵洞，甚至对附近的住宅、农田以及路线的技术标准都会产生很大的影响。 为此，首先应做好深入细致的工程地质勘探工作，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测手段。查明路段所处的地形、地质、水文、气候、径流条件等自然环境条件和路基排水条件，明确松软土层的成因、类型、分布范围及其在

4、路线通过地带分布的具体情况，确定软土层在纵向、横向的分布厚度、层次、各层土的土质及物理力学性质(如天然容重量、天然含水量、塑限、液限、孔隙比、内聚力、内摩擦角、承载力及渗透系数等)。根据路基土的工程特性，选用适当的处理措施。关键词：软土定义，软土下沉，软土危害，软土勘察目 录第一章 引言1第二章 软土地基的成因22.1 软土沉积的地质环境2第三章 软土地基的特性43.1 软土地基的特殊性质4第四章 软土地基的勘察64.1 软基工程勘察64.2 勘察的方法与要求7第五章 软土地基的危害9第六章 软土地基的处理106.1 反压法106.2 换土垫层法126.3 粉体搅拌法126.4 软土地基处理的

5、其他措施14第七章 结论17参考文献18第一章 引言软土地基是指压缩层主要由淤泥、淤泥质土或其他高压缩性土构成的地基。其承载能力很低，一般不超过50KN/m2。在软土地基修筑堤防工程，必须解决好四个方面的问题：地基的强度和稳定性问题。地基的变形问题。地基的渗漏和溶蚀问题。地基的振动液化与振沉问题。因此，研究堤防工程软土地基的特征，提出相应的处理措施就十分重要了 。第二章 软土地基的成因软土是第四纪全新世形成的近代沉积物，其地质年龄一般为10000-15000年，按其中有机质含量，可分为两大类：第一类是不含或很少含有机质的软粘土和粉质软粘土；第二类是含大量有机质的泥炭土。 所有的软土都是在淡水或

6、盐水中沉积的，由于沉积的地质环境(如海滩、三角洲、河口湾、泻湖、湖泊、沼泽等)的不同，其空间范围和天然性状也因其沉积环境及其水动力条件的变化而异。 我国工程界有的把松软的吹填土和杂填土等也列入软土，谓之广义软土软土的来源主要是岩石的风化产物，因此其成分直接取决于母岩。而软土的沉积类型，以及它们沉积后的物理化学演化，则与下述的沉积环境有着密切的关系。2.1 软土沉积的地质环境 第四纪全新世是以北半球大陆的冰川融化和由此导致的全球普遍性的海浸为特征的。由于海平面的大幅度上升，致使原来陆地上的大量细粒物质或者在海中和沿海沉积，或者在内陆湖泊、河谷及海水漫及的盆地中发生沉积。这个时期沉积的大部分软土厚

7、度不超过20m，且通常位于透水性较好的粗粒沉积物之上，但在局部地区，软土厚度很大，例如在突尼斯，有的软土厚度达120m。软土的来源主要是岩石的风化产物，因此其成分直接取决于母岩。而软土的沉积类型，以及它们沉积后的物理化学演化，则与下述的沉积环境有着密切的关系。1.河流相沉积环境通过河流的搬运作用和沉积作用形成的沉积物称为冲积物。Kukal(1971年)将河流沉积环境分为：(1)河床，它包括邻近流线的区域、河床边缘的浅滩和沙嘴。(2)天然冲积堤(河岸沉积物)，它由河床侧向泛滥形成的全部沉积物组成。(3)泛滥平原(漫滩沉积物)，它包括溢出河床的泛滥期沉积物和河岸沉积物。在河流下游靠近河口处，冲积物

8、可具有很大的厚度和范围，因而常被称为冲积平原。这类冲积平原的大部分沉积物由高洪水位期间的泛滥平原堆积物组成，并逐渐过渡到河流三角洲，往往不容易分辨出陆上的和水下的环境。大部分河流沉积物由粗粒土所构成，但在泛滥平原巾则有细颗粒沉积物堆积，已报道过的其典型的粒径分布为：砂粒510，粉粒20-40，粘粒3560。泛滥平原沉积物的中间粒径材d在0005006mm之间，有机质含量为1-10。它们多为含粘粒的悬液搬运，在适宜条件下凝聚沉积。泛滥平原沉积物都具有层理和纹理特性，有时夹细砂层，因此不会遇到很厚的均匀粘土沉积。例如在密西西比河冲积平原上就有大范围的泛滥平原沉积物。这类粘土一般经受过干湿周期变化，

9、这种干湿变化引起了诸如干燥、风化、收缩裂缝等沉积后的变化。因此，当泛滥平原沉积物在每一薄层形成后的几个月内遇到连续于燥时，它们就并不保持“软”的特性。与泛滥平原粘土不一样，在牛轭湖中沉积的粘土则是一种河道淤塞沉积物，通常处于正常固结状态，液性指数接近1，0。牛轭湖沉积物只是在表面变干，硬壳下的粘土依然很软。以后，硬壳又可被泛滥平原沉积物所覆盖，软土层仅在重力作用下固结。因此，牛轭湖沉积物是埋在硬粘土和粉土下的高压缩性土。2.湖相和冰湖相环境湖相沉积物不仅含有碎屑物质，而且在很多情况中还含有大量的化学成因物质(碳酸盐、蒸发盐)和生物成因物质(淤泥、腐殂泥等)。湖通常按照其中存在的氧气和养料的数量

10、分为三类：(1)微营养的湖；(2)营养丰富的湖；(3)缺乏营养的湖。在微营养的湖(即含氧很多但含养料很少的湖)中碎屑物质占绝大多数，其粒径分布很大程度上由湖水动力条件、湖底的形状和深度，以及外界地形的起伏和支流对沉积物质的输送等决定。在湖相沉积物中通常含有相当多的粘土，不过湖边缘处的沉积物质般是较粗的粒料。冰湖相沉积物常常主要由含粉粒的浅色土层和含粘土的深色土层交替组成，具有这种层理的粘土沉积物称为纹泥。一层纹泥相当于一年的沉积，即由夏季沉积的粉土和冬季沉积的粘土组成。夏季沉积的上层平均约有80的粒径大于2um，而冬季沉积的含粘土很多的土层平均有80左右的粒径JxT 2gm。在不再与冰川沿接触

11、的冰后期冰湖中，悬浮的沉积物质大大减少(一般少于o1gL)。Quigley(1979年)指出在这种情况下，水流作为溢流和混合流进入冰湖，而高密度的底流仅作为水下崩塌的产物或在洪水冲刷期间发生。这种沉积物的沉积作用是全年发生的，粉土和细砂在夏季沉积，粘土则在冬季沉积。第三章 软土地基的特性3.1 软土地基的特殊性质软弱土包括淤泥、淤泥质土、杂填土及饱和松散粉细砂与粉土。堤防工程中主要是指天然孔隙比大于或等于15的亚粘土、粘土组成的淤泥和天然孔隙比大于10小于15的粘土组成的淤泥质粘土。1.孔隙比和天然含水量大 我国软土的天然孔隙比e一般在12之间，淤泥和淤泥质土的天然含水量W5070%，高的可达

12、200%，普遍大于液限。2.压缩性高 我国淤泥和淤泥质土的压缩系数一般a12都大于05MPa-1,建造在这种软土上的建筑物将发生较大的沉降，尤其是沉降的不均匀性，会造成建筑物的开裂和损坏。3.透水性弱 软弱土尽管其含水量大，透水性却很小，渗透系数K1（mm/d）。因此，土体受到荷载作用后，呈现很高的孔隙水压，影响地基的压密固结。4.抗剪强度低 软土通常呈软塑流塑状态，在外部荷载作用下，抗剪性能极差，我国软土无侧限抗剪强度一般小于30KN/m2（相当于03KN/m2）。不排水剪时，其内摩擦角几乎为零，抗剪强度仅取决于凝聚力C，一般C30KN/m2；固结快剪时，内摩擦角515。5.灵敏度高 软粘土

13、上尤其是海相沉积的软粘土，在结构未被破坏时具有一定的抗剪强度，但一经扰动，抗剪强度将显著降低。其灵敏度（含水量不变时原状土与重塑土无侧限抗压强度之比）一般在34之间，有的甚至更高。 软土地基失稳的机理:起软土地基上堤防滑动破坏的原因，在于软弱地基中某一面上的剪应力大于等于它的极限抗剪强度。究其原因主要有两个方面：一是由于剪应力的增加。例如：堤防加高加宽引起堤身重量加大、降雨使土体容重增加、水位降落产生渗透压力，地震和打桩引发动荷载等。二是由于软土地基本身抗剪强度的减小。例如：孔隙水压力的升高、气候变化旌干裂和冻融、粘土夹层因浸水而软化以及粘性土的蠕变等。 根据堤防工程设计规范GB5028698

14、规定，假定滑动面以上土体为刚体，并以它为脱离体，分析在极限平衡条件下其上的全部作用力，并以整个滑动面上的平均滑动力与平均阻滑力之比来定义它的安全系数，即： KFz/Fh 式中：K堤防稳定安全系数；K1时土体处于稳定状态，K1时土体处于滑动状态或有滑动的趋势，K1时土体处于临界状态。K值一般取105130； Fz作用于滑动面处的平均阻滑力，KN； Fh滑动面处土体的平均滑动力，KN。第四章 软土地基的勘察4.1 软基工程勘察1.勘察的目的与步骤软土地基工程地质勘察是针对不同环境所沉积的软土地基，通过多种勘察手段，如地表地质调查、物探、钻探、现场原位测试、室内试验、开挖试坑等，得到能反映所研究的软

15、土地基最基本的物理及力学特性的各种参数，为工程建设项目的可行性研究、规划选址、地基处理方案设计以及施工监测等服务。从工程地质角度看，地基是建筑场地的一部分，而建筑场地又属于某一个工程地质单元。因此，软土工程地基勘察的目的有二：一是要查明公路路堤下面的地层情况，提供地基基础设计所需要的数据资料；二是要对整体工程的地质条件作出评价，以便在确保建筑场地地质稳定的前提下，促使地基基础设计达到安全、经济、合理。软土工程地质勘察按设计阶段划分为初步勘察和详细勘察两个阶段。初步勘察工作为工程初步设计服务，是在可行性勘察的基础上进行的，为工程的规模、造价提供依据。本阶段应初步查明场地的地层、软土成因、层理特征

16、及其物理力学性质，地表硬壳层的分布及下卧层和基岩的埋藏条件与起伏；初步查明场地微地貌的形态、堆填土的分布和埋深；初步查明场地水文地质条件及冻结深度；初步查明软土地基的分布范围、对场地稳定性的影响情况及其发展趋势；初步查明环境地质对建筑场地的影响。通过初步勘察应提交软土地基工程地质初步勘察报告，“报告”应包括文字部分和图表部分。文字部分应全面阐明沿线软土地基段的软土成因类型和分布规律、软土的物理力学指标特点，并针对各类工程项目的特点与该地段地质环境、指标特性，作出工程地质评价与预测，对软土地基提出相应的治理措施。图表资料包括：道路全线工程地质总平面图、纵断面图，各比较方案的软基路段工程地质平面图

17、、纵断面图，钻孔地质柱状图，十字板剪切图，静力触探图，标准贯入图，土的e-p曲线图或e-lgp曲线图，固结系数与荷载关系图，无侧限抗压应力与应变图等相关图件。详细勘察为施工图设计服务，应根据初步设计确定的线路位置和设计方案和初勘所划定的范围，进行地质钻探、原位测试和取原状试样。其目的是要查明地层结构及其物理力学性质、软土的固结历史、强度和变形特性，并对地基的稳定性及其承载能力作出评价；查明地下水的埋藏条件、地层的渗透性；对取得的软土地基技术数据进行综合分析提供地墓变形稳定计算参数，分段提出地基处理建议；编制软基设计及其路堤施工图设计所需的工程地质勘察资料与报告。详勘报告的文字部分应提供区域地质

18、、地震地质、水文地质、气象、地形、地貌的有关料，着重阐明已定路线软弱地基形成特点与分布规律，针对各类工程项目与地质环境的相互作用，结合试验与测试指标作出工程地质评价与预测，提供有效的工程地质处理措施。提供图件的形式和初勘报告类似。4.2 勘察的方法与要求 软土地基工程地质勘察力法在初步勘察阶段主要有工程地质调查与测绘、工程地质勘探、原位测试、室内试验等，在详细勘察阶段主要以钻探、原位测试、室内试验为主。工程地质调查勺测绘是一项以工程观点对一个特定地区进行进一步地质研究的工作类型。工程地质调查测绘的最终成果是编制工程地质图件，论述和评价丁作区的工程地质条件，其成果对于之后的勘探、原位测试等地质丁

19、作的布点来说是必不可少的。多年来的勘察经验表明，未进行工程地质调查测绘就开始勘探工作会“欲速则不达”，往往要返工。所以，工程地质调查测绘足不可逾越的勘察阶段。钻探是上程地质勘察的主要手段，它能直接观察鉴别岩性和划分地层，并町沿孔深进行原位测试和取原状土样，是获得地质资料的主要渠道。初勘和详勘阶段勘探线和勘探点的间距按公路软上地基路堤设计与施上技术规范(JTJ 017 96)规定实施，软土地基勘察钻孔宜采用干钻法，对于多年处寸：最低地下水位以下的饱和粘土，也可采用泥浆钻探的方法，但必须采取措施，防止软土地基结构发生变化而改变土样的原始物理、力学性质。事实上，软土发育地区的地下水位均较高，软土地层

20、基本处于地下水位以下且为饱和状态；对于淤泥或淤泥质粘土，因其渗透性较差，泥浆对其含水量的影响并不明显。因此现在勘察设计单位对于软土地层基本采用泥浆钻进方法。1.工程地质钻孔是获取勘探成果资料的主要途径，它直接关系到地质资料的准确性、可靠性，影响到工程建设的质量和造价。上程地质钻孔有如下几点要求(1)钻进深度、岩土分层深度的量测误差范围在o05m以内。(2)非连续取芯钻进的回次进尺，对于螺旋钻在1Om以内，对于岩芯钻探应在2Om以内，取芯钻进时软土层每回次进尺不宜大于2Om，粉土每回次进尺不大十15m。每一个回次完成后，根据所采取岩芯的性状，确定是否进行标准贯入试验和采取原状试样。一般是一个回次

21、完成后进行一次标准贯入试验和取一个原状上样。当土层中夹有大量粉质土或者砂土时，应用标贯器采取土样，用于土层鉴别。(3)对鉴别地层天然湿度的钻孔，在地F水位以上应进行干钻。(4)岩芯钻探的岩芯采取率，对于一般岩石、软十应不低于80，对于软质、破碎岩石应不低于65。(5)施工过程中岩芯应按次序排放，每一回次应插放岩芯牌，注明起止深度、取样或标贯位置、编号、击数等，根据需要决定是否应装箱保存。2.取土器的技术参数(1)取土器直径。正确选择取土器直径，对取土质量是很重要的。直径过小不能保证取土质量，而过大又增加钻探费用。所以，选择取土器直径时应注意考虑如下两点：一是土样扰动带的宽度，对于一般软粘土，扰

22、动带的宽度不超过20mm，一般为lOmm；二是土工试验环刀直径，常用的有62mm和80rmn，相对应的取土器内径一般采用75mm和100mm。(2)取土器长度。当取土器贯人土中的深度与实际进入取土器中的上样长度L的比值等于或略低于10时，表明十样未遭到压缩扰动。当贯入深度逐渐增大，达到某极限贯人深度Hs后，土样由于压缩量变大，土样质量下降。对于无粘性土Hs=510倍取土直径；对于粘性土Hs=1020倍取土直径。关于取土器长度与直径，我国过去一直沿用前苏联标准，采用短而粗的设计原则；而国际上比较通用的是采用K而细的设计原则第五章 软土地基的危害软土路基可能导致出现一些的问题 ，当路基的抗剪强度不

23、足以支承上部结构的自重及外荷载时，地基就会产生局部或整体剪切破坏。当路基 在上部结构的自重及外荷载作用下，产生过大的沉降和 不均匀沉降变形时，会影响结构物的正常使用，特别是超过结构物所能容许的不均匀沉降时，结构可能开裂破坏。路基的渗漏量超过容许值时，会发生水量损失导致事故发生。软土地基在公路工程中造成的危害(1)勘察设计不详细或不准确，导致对应该做软基处理的地段未做处理设计。 (2)已知是软土地基，但是未做好软土地基处理，造成路堤失稳或危及线外建筑物。(3)虽然做了软土地基处理，但是措施不力，施工不当造成路堤失稳。(4)堆料不当，未按规定分层填筑，填土过快，碾压不当，造成路堤失稳。(5)扰动“

24、硬壳层”或填筑不当，使“硬壳层”遭受破坏，导致路堤失稳。第六章 软土地基的处理6.1 反压法1.概述反压法是一种传统的软土地基处理方法，很早就使用在堤坝两侧(或一侧)填土或堆石(称为反压平台)，以防止基土被挤出，保证堤坝的稳定。使用反压法来处理地基，可以就地取材，施工简便，不需特殊材料，适用于对变形要求不高的道路工程、水利工程等。但是反压平台占地面积大，在农耕区、用地受限制地区不宜采用。这种方法除了可以稳定地基外，反压平台还可以起防浪防渗的作用，又常有可能在防汛期间利用堤背反压平台作为防护抢险的工作场地。我国在软弱粘土地区进行了关于采用反压法来稳定地基的试验研究工作，为使用反压法处理软土地基提

25、供了依据。如我国连云港利用抛石反压护坡处理地基，大大降低了工程造价；铁路和公路交通部门用反压法改善路堤的稳定性；另外还有港口护岸、平衡围堤等都积累了许多成功的经验。在饱和软粘土地基上造堤时，起初在刚受到填土(或抛石)荷载作用时，饱和软土地基来不及固结，此时地基土的抗剪强度最小，地基破坏现象多出现在堤未建成或刚建成初期阶段，这是最不利的情况，因此反压平台的设计根据这一情况来进行，也就是设计时必须考虑使外加荷载在地基中产生的剪应力始终小于土的抗剪强度。一般路堤施工速度较快，而且路堤底部又不便设置透水层，因此设计时地墓土抗剪强度采用快剪试验的结果。反压护道的适用范围，是非耕作区和取土不困难的软土地区

26、，同时路堤的设计高度不大于532倍极限高度。2.加固原理反压平台的设计根据控制极限平衡区发展范围的原理来进行。虽然这个方法在理论上还不完善，但实际工程说明它与其他方法相比更符合实际，现也常采用圆弧滑动法进行计算。在路堤的两侧(或一侧)填筑适当高度(一般低于极限高度)与适当宽度的反压平台(护道)，在护道荷重的作用下，形成反向力矩来平衡路堤填土的滑动力矩，从而保证路堤的稳定。反压法处理的基本原理是以反压土体重量改变地基的应力状态和变形条件，它可以压制地基因加荷的不均匀而出现的塑性挤出和地面隆起的趋势，还能使软土地基得到部分固结，从而提高了反压平台下面地基的强度，特别是对排水条件比较好的薄层软土，效

27、果尤为显著。 反压平台的尺寸可参照当地经验选定，如无经验参考时，则叫通过试算法假定多个反压平台尺寸h和L，用圆弧滑动法找出路堤边坡最小安全系数，并使最小安全系数满足没计标准，也可根据在路堤自重作用下发生的极限平衡区和极限平衡发展的宽度L，来确定，如图61所示。3.设计计算为了利于地墓受力平衡，反压护道通常在路堤两侧对称布置。当软土层较薄且下卧层有横向坡度时，可在路堤两侧采用不等宽的反压护道，在横坡下方(软土层较厚的一方)的护道应宽寸：横坡上方的护道。反压护道有单级、多级形式，这与软土分布范围有关，一般采用单级，但在软土分布范围较狭窄的地方也可采用多级形式。 反压护道的高度往往凭经验拟定。单级护

28、道首先要保证稳定，故其高度必须低于极限高度，但也不宜太低，以免被滑弧所切穿，一般为路堤高度的1312，且不超过地基稳定性所要求的极限高度。反压护道的宽度应通过圆弧法或塑性区开展法进行稳定性验算，一般可采用(051)L，L为路肩至坡趾的水平距离。采用反压护道后，路堤填土高度仍有限制，有文献指出不能超过极限高度的32-53。 反压护道的实质是加宽荷重分布的宽度，减小水平方向的应力梯度。就这个意义来说，放缓边坡与反压护道的作用完全一致，但一般认为反压护道比放缓边坡经济。 路堤标高一般是定值，反压护道的尺寸可根据满足路堤稳定性要求的条件，用宫川法来决定。通常是先假定反压护道尺寸，然后用宫川法进行稳定性

29、验算。若计算出的稳定性系数小于允许值时，应重新假定反压护道尺寸，直到算出的稳定性系数满足要求为止。官川法是一个简易的圆弧滑动法，它不需分条，不需试算，就可计算出稳定性系数。但对重点工程用宫川法确定出反压护道尺寸后，可再用圆弧滑动的条分法进行验算。 宫川法的计算图，如图62所示。假定任意形状的填土荷载作用在均匀的饱和软土地基上，软土产生圆弧滑动面AB。A点位于路堤D点的下方，填土内滑动面(图6-2中虚线右侧)上的滑动力及抗滑力均忽略不计。 W代表DA线以左地面以上的填土重，它作用在填土几何中心位置处；离DA线的水平距离为fo当土体与地基对转动中心。发生刚性转动时，根据静力平衡条件，M=0：有：6

30、.2 换土垫层法1.垫层法其基本原理是挖除浅层软弱土或不良土，分层碾压或夯实土，按回填的材料可分为砂(或砂石)垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土(灰土、二灰)垫层等。干渣分为分级干渣、混合干渣和原状干渣;粉煤灰分为湿排灰和调湿灰。换土垫层法可提高持力层的承载力，减少沉降量;常用机械碾压、平板振动和重锤夯实进行施工。该法常用于基坑面积宽大和开挖土方量较大的回填土方工程，一般适用于处理浅层软弱土层(淤泥质土、松散素填土、杂填土、浜填土以及已完成自重固结的冲填土等)与低洼区域的填筑。一般处理深度为2m3m。适用于处理浅层非饱和软弱土层、素填土和杂填土等。2.强夯挤淤法采用边强夯、边填碎石、边挤

31、淤的方法，在地基中形成碎石墩体;可提高地基承载力和减小变形。适用于厚度较小的淤泥和淤泥质土地基，应通过现场试验才能确定其适应性。3.振密、挤密法 振密、挤密法的原理是采用一定的手段，通过振动、挤压使地基土体孔隙比减小，强度提高，达到地基处理的目的。6.3 粉体搅拌法 粉体搅拌法(简称粉喷法)，是用特制的设备和机具，将加固剂粉体材料(水泥或石灰)通过压缩空气的传送，与地基土强行拌和，使之产生充分的物理、化学反应后，形成一定强度的桩体(简称粉喷桩)。这是一种改善土质，提高地基强度的软土地基加固方法，可以广泛地适用于淤泥质土，杂填土，软粘土等地基加固。1.粉喷法加固软土地基的特点 粉喷法加固软土地基

32、，是一项新的工艺，与其他软土加固方法相比，具有较多突出之处;原理科学、费用低廉、加固成本低。由于采用地基土自身作为桩料，掺入少量固化剂，一般掺入15%左右的水泥，平均每米不超过50kg水泥，每米材料成本费仅10元左右，比其他地基加固方法成本均低;桩身质量好。由于成桩粉体与土拌和，化学反应充分，桩身强度相对较大;地基加固后无附加荷载，因为掺入的固化剂含量较少，加固土的容重略大于地基土的容重，可将地基土的附加荷载忽略不计。干法施工。施工不需要水源，不需要排污，场地干净;桩体强度高，与深层搅拌法相比较，在条件相同的情况下，粉喷桩施工效果较好，因为深层搅拌法是湿法施工，而粉喷桩是干法施工，是从地基土中

33、吸取一定的水量，从而提高了地基的加固效果;无侧向挤土问题。该工艺与打入桩或压入桩相比，由于成桩是将原土作为主要桩料，在地基中几乎不增加体积，故不产生侧向挤土，所以粉喷桩施工对临近环境无其他影响，甚至可以紧贴相临基础施工，该工艺可根据工程需要及地质条件，以不同的掺灰量控制不同的桩身强度，也可以在同一地基中不同层位控制不同桩身强度，以满足工程上的需要;该工艺平面桩位布置灵活，可以组成各种几何形状的桩体，如单桩分开的桩式，桩体相切或搭接的墙壁式，以及桩体构成网格状的块体式，并适用于各种工程，如建筑物地基加固，边坡抗滑加固等，还可以加固地基中的某个部分，应用广泛:粉喷桩施工专用机械主要由成桩钻机，空压

34、机，供料机三大件组成。设备简单，机身体积小，步履移动方便。2.施工工艺 (1)施工程序。放桩位钻机就位调平送风钻至设计深度送粉提升搅拌提升至地平停粉复搅1/3桩长提升至地平停风钻机移动重复循环。 (2)施工中注意事项: a.明确设计要求，了解地基的地质情况。b.开工前先打试验桩，根据不同的地质条件，合理选择钻机的档位，确定喷粉机压力和喷粉量。c.严格控制钻孔深度，喷灰时间及停灰时间，确保粉喷桩桩长，成桩应打入持力层50cm严禁在未钻至设计深度及未喷灰的情况下钻机提升作业。d.定时检查粉喷桩的成桩直径及搅拌均匀程度，对使用的钻头必须随时检查，其钻头磨损量不得大于1cm。e.喷灰机必须配有水泥计量

35、装置，施工中及时记录水泥的瞬时喷入量和累计喷入量。若发现喷灰量不足应进行整桩复打，复打的喷灰量仍不小于设计用量。若遇停电，机械故障等原因中断喷粉，在恢复喷粉时，其重叠孔段长度应大于1m。f.桩身上部1/3桩长范围内，施工中应严格进行重复搅拌，使水泥和土充分拌和，提高上部桩身强度，使之符合荷载的传递规律。g.为防止水泥飞扬造成污染，当钻头提升到地面以下0.5m时，喷灰机应停止喷灰，并使钻机迅速换档下钻，上部0.5m范围内用人工回填粘土并压实。h.施工中应认真填写原始记录。为保证机械设备完好及人身安全，严禁违章操作。6.4 软土地基处理的其他措施1.堤身自重挤淤法该方法就是通过逐步加高的堤身自重将

36、处于流塑态的淤泥或淤泥质土外挤，并在堤身自重作用下使淤泥或淤泥质土中的孔隙水压力充分消散而增加有效应力，从而提高地基的抗剪强度能力。在挤淤过程中为了不致产生不均匀沉陷，施工时应放缓堤坡、减慢堤身填筑速度，分期加高。该方法具有节约投资的优点和施工期长的缺点。适用于地基呈流塑态的淤泥或淤泥质土，且工期不太紧的情况。2.抛石挤淤法该方法就是把一定量和粒径的块石抛在需要进行处理的淤泥或淤泥质土地基中，将原基础处的淤泥或淤泥质土挤走，从而达到加固地基的目的。通常将不易风化的石料（尺寸一般不宜小于30cm）抛填于被处理堤基中，抛填方向根据软土下卧地层横坡而定。最后在上面铺设反滤层。这种方法施工技术简单、投

37、资较省，常用于处理流塑态的淤泥或淤泥质土地基。3垫层法垫层法就是把靠近堤防基底的不能满足设计要求的软土挖除，代以人工回填的砂、碎石、石渣等强度高、压缩性低、透水性好、易压实的材料作为持力层。其优点是可以就地取材、价格便宜、施工工艺比较简单。适用于软土埋深较浅、开挖方量不太大的场地。4.预压砂井法 预压法是在排水系统和加压系统的相互配合作用下，使地基土中的孔隙水排出，有效应力增加达到硬化固结的目的。其基本做法如下：先将加固范围内的植被和表土清除，上铺砂垫层；然后垂直下插塑料排水板，砂垫层中横向布置排水管，用以改善加固地基的排水条件；再在砂垫层上铺设密封膜，用真空泵将密封膜以内的地基气压抽至80K

38、Pa以上。该方法加固时间长，抽真空处理范围有限，适用于工期要求较宽的淤泥或淤泥质土地基处理。流变特性很强的软粘土、泥炭土不宜采用此法。5.振动水冲法 振冲法是利用一根类似插入式混凝土振捣器的机具振冲器（有上、下两个喷水口），在振动和冲击荷载作用下，先在地基中成孔，再在孔内分别填入砂、碎石等材料，并分层振实或夯实，使地基得以加固。用砂桩、碎石加固初始强度不能太低（初始不排水抗剪强度一般要求大于20KPa），对太软的淤泥或淤泥质土不宜采用。 石灰桩、二灰桩是在桩孔中灌入新鲜生石灰或在生石灰中掺入适量粉煤灰、火山灰（常称二灰），并分层击实而成桩。它通过生石灰的高吸水性，膨胀后对桩周土的挤密作用，用离

39、子交换作用和空气中的CO2与水发生酸化反应使被加固地基强度提高。6.旋喷法 旋喷法是利用旋喷机具造成旋喷桩以提高地基的承载能力，也可以作联锁桩施工或定向喷射成连续墙用于地基防渗。旋喷桩是将带有特殊喷嘴的注浆管置于土层预定深度后提升，喷嘴同时以一定速度旋转，高压喷射水泥固化浆液与土体混合并凝固硬化而成桩。所成桩与被加固土体相比，强度大、压缩性小。适用于冲填土、软黏土和粉细砂地基的加固。对有机质成分较高的地基土加固效果较差，宜慎重对待。而对于塘泥土、泥炭土等有机成分极高的土层应禁用。7.强夯法 强夯法是将80KN的夯锤起吊到630m的高度，让锤自由落下，对土进行夯实。经夯实后的土体孔隙压缩，同时，

40、夯点周围产生的裂隙为孔隙水的出逸提供了方便的通道，有利于土的固结，从而提高了土的承载能力，而且夯后地基由建筑物荷载所引起的压缩变形也将大为减小。强夯法适用于河流冲积层、滨海沉积层黄土、粉土、泥炭、杂填土等各种地基。8.土工合成材料加筋加固法 该法将土工合成材料平铺于堤防地基表面进行地基加大，能使堤防荷载均匀分散到地基中。当地基可能出现塑性剪切破坏时，土工合成材料将起到阻止破坏面形成或减小破坏发展范围的作用，从而达到提高地基承载力的目的。此土，工合成材料外与地基土之间的相互磨擦将限制地基土的侧向变形，从而增加地基的稳定性。第六章 结论软土地基是一种不良地基。由于软土具有强度较低、压缩性较高和透水

41、性很小等特性，因此在软土地基上修建建筑物，必须重视地基的变形和稳定问题。在软弱土地基上的建筑物往往会出现地基强度和变形不能满足设计要求的问题，因而常常需要采取措施，进行地基处理。处理的目的是要提高软土地基的强度，保证地基的稳定。在软土地基上修筑公路和桥梁并不都会发生问题、只要设计和施工措施得当，就可以保证路堤、桥梁的稳定和使用效果。软土地基上路堤的设计与施工方案，应结合当地工程地质条件、材料供应、投资环境、工期要求和环境保护等因素，按照因地制宜、就地取材、分期修建、综合处治的原则进行充分论证，使设计和施工方案达到技术上先进、经济上合理。软土地基的处理方法很多，总之，软土地基处理的目的是增加地基

42、稳定性，减少施工后的不均匀沉陷2，所以施工的技术人员必须意识到软土地基的危害性，坚决以数据说话，认真测定基底的承载力，并根据不同的地质情况，不同的投资和工期要求，采用切实可行的处理方案，同时一定要采集桥涵施工后的工后沉降数据，积累经验，为今后的施工打下坚实的基础。参考文献1林宗元.岩土工程治理手册.第一版.沈阳:辽宁科学技术出版社.2004.452-458.2叶书麟.地基处理与托换技术.第三版.北京:中国建筑工业出版社.2005.326-336.3杨林德.软土工程施工技术与环境保护.第一版.北京：人民交通出版社.2000.102-109.4 康贤强.地基工程原位测试技术.第一版.北京：中国铁道出版社.1993.286-295.5 朱小林、杨桂林.土体工程.第二版.上海：同济大学出版社.1996.160-168.