软弱地基的处理措施论文范文

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：①地基的强度和稳定性问题。②地基的变形问题。③地基的渗漏和溶蚀问题。④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。 一、软土地基的特征 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1．5的亚粘土、粘土组成的淤泥和天然孔隙比大于1．0小于1．5的粘土组成的淤泥质粘土。其主要特征如下： 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1～2之间，淤泥和淤泥质土的天然含水量W＝50～70%，高的可达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a1～2都大于0．5MPa-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K≤1（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0．3KN/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C＜30KN/m2；固结快剪时，内摩擦角＝5°～15°。 5.灵敏度高 软粘土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3～4之间，有的甚至更高。 二、软土地基失稳的机理 引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》GB50286—98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： K＝Fz/Fh 式中：K—堤防稳定安全系数；K＞1时土体处于稳定状态，K＜1时土体处于滑动状态或有滑动的趋势，K＝1时土体处于临界状态。K值一般取1﹒05～1﹒30； 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。 三、软土地基处理的措施 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80KPa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20

如何处理道路桥梁施工中的软弱地基

摘要： 道路桥梁施工过程中由于软弱地基处理不好所导致的不均匀沉降严重影响着公路营运期的行车舒适和安全，降低了公路的使用品质和寿命，同时也损耗了大量国家建设资金，损害了道路桥梁的社会形象。浙江沿海地带，多软弱地基，为控制好道路桥梁软弱地基的稳定和沉降，必须了解软弱地基沉降的原因和常用的软弱地基处理的方法，并且对路基施工实行动态监测与进行施工控制。

关键词： 道路桥梁，软弱地基，处理方法，动态监测

一、道路桥梁软弱地基沉降的原因

众所周知，软土的强度较低，天然地基上浅基础的承载力基本值一般为50-80kPa，这就不能承受较大的车辆荷载，否则可能会出现地基的局部破坏乃至整体滑动，或者是在开挖较深的基坑时，出现基坑的隆起和坑壁失稳的现象；另一方面，由于软土的压缩性较高，车辆荷载差异较大，体形又比较复杂，那就要产生较大的不均匀沉降，沉降和不均匀沉降过大将引起公路基础标高的降低，影响公路的使用条件，或者造成倾斜、开裂、破坏。同时由于其渗透性很小，固结速率很慢，沉降延续的时间很长，给公路内部设备的安装和与外部的连接带来许多困难。比如填方路基是山区道路桥梁路基的主体结构。路基不均匀沉降会导致路面结构过早破坏，既增加了公路养护和维修费用，也影响交通运输的正常运行，往往会产生不良的社会后果。

二、道路桥梁施工中软弱地基的处理措施

1、熟悉软弱地基常见的处理方法

为保证软弱地基的处理效果，我国将大量国外先进的处理技术引入国内，并根据我国公路的自身特点加以改进，已经摸索出许多适应我国公路建设的路基处理方法。目前施工过程中较为常见的处理方法包括：压密注浆碎石桩处理法、高压喷射注浆法、机械碾压法等。

机械碾压法

机械碾压法实际就是换填土法，是指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（石）垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、土（灰土、二灰）垫层等，它可提高持力层的承载力，减小沉降量，消除或部分消除土的湿陷性和胀缩性，防止土的冻胀作用及改善土的抗液化性。常用于基坑面积和开挖土方量较大的回填土方工程，适用于处理浅层非饱和软弱地基、湿陷性黄土地基、膨胀土地基、季节性冻土地基、素填土和杂填土地基，这种方法简易可行，但仅限于浅层处理，一般不大于3m。

高压喷射注浆技术是一种结合了化学注浆技术和高压射流切割技术的加固松软土体的应用技术。工程中采用钻机先钻进至预定深度，再通过带特殊喷嘴的注浆管将水泥浆液高压喷出，以喷射流切割搅动土体，同时钻杆边旋转边提升，造成一个均匀的圆柱状水泥土固结体，从而达到提高路基承载力并形成防渗帷幕的效果。

压密注浆碎石桩处理法

压密注浆碎石桩处理法通常根据施工现场的地址情况经过科学的实验并结合实地计算而实施的软弱地基的处理方法。在施工过程中首先以低压注浆的方式注入桩中的碎石桩体中，经过一段时间后等水泥刚刚开始凝固后，便进行高压注浆，确保碎石桩的形成，此时路基中的桩间土与桩周土体之间形成复合路基，这样即能保证原有道路桥梁质量需要，又没有对原来路堤造成破坏，满足环境要求。

挤密法

挤密法是较为有效的处理方法，可使路基密实，减小沉降量，但也都存在着一些不足，如挤密法仅适用于浅层处理，一般不大于3m，特殊情况还要采取附加措施。堆载预压法的特点是经济、易操作，但存在工期长的不足，影响了施工的`经济效益。

2、做好道路桥梁软弱地基沉降的动态监测

观测点的选埋

基准点的测设

因沉降观测是根据施工进度逐步观测的，为加快施工进度和观测的方便，建议在距公路中心两侧5O-300m范围之内设一些水准点，水准点间距应≤200m，减小视距，提高观测精度。基准点通常设在较为稳固、牢靠、醒目的桥上、构、建筑物和低矮的小山坡上，并把基准点的编号和标高值写在相应的位置上，保持清晰可见、一目了然。同时随着路基填筑高度的不断升高，沉降标也应随着升高。

监测注意事项

3、做好道路桥梁软弱地基沉降的施工控制

施工中建立原材料试验检测台帐，对砂子、碎石、水泥、钢筋等主要原材料进行高频率检测。白拌站和黑拌站实行临时准入，检测合格后方可进入公路市场。路基碴石填筑采用分层碾压和蓝派冲击压实，加速路基沉降固结。水泥稳定碎石上下基层均采用双机联合摊铺，减少纵向接缝和确保路基平整度。梁板采用集中预制，指定混凝土搅拌站。为确保建筑地基沉降达到设计规范要求，应加强施工管理，在大规模施工前，均应进行施工工艺试验，并在施工过程中遵循相关施工规范和工艺标准，综合桩基埋深、地基土成因类型、地层结构的复杂性，地基沉降估算精度的复杂性，沉降控制标准以及有效控制沉降的艰巨性等影响因素，对沉降应进行系统的观测与分析评估，保证桩基施工完成后有12个月以上的观测期和调整期，分析评估桩基沉降是否满足建筑物使用标准。

三、总结

道路桥梁软弱地基的处理是一项复杂的工程，需要根据现场的实际情况，采取可行的、节约的，高效的处理方式，道路桥梁软弱地基沉降观测与控制对施工质量与进度的保证和施工效益的取得有着重要意义，直接影响路基在施工中的安全和稳定。

1、强夯法处理。强夯法是利用重锤自由落下的巨大冲力能所产生地冲击波反复夯击地基土,将夯面以下一定深度地土层夯实,以提高地基的承载力和土体的稳定性,降低压缩性。由于夯击能力大,加固深度也大。对于一般的软土地基加固有着良好的效果。现在常用的强夯技术加固软土地基的方法有:挤密碎石桩加夯法、砂桩加夯法、真空/堆载预压加强夯、强夯碎石墩。2、粉煤灰应用法。粉煤灰具有容量小,渗透性好,有较高的静力抗剪强度,较低的压缩性,与石灰等碱性物质产生水化反应后产生凝硬性。根据软土地基存在的弱点,利用粉煤灰可处理软土地基。粉煤灰应用的主要有二灰桩,粉煤灰混凝土桩,粉煤灰固结桩等,与土体形成复合地基加固深层软土地基。二灰桩法。(1)以粉煤灰为主的二灰桩,主要是对软土地基产生挤密和置换作用。用于软土地基加固时,使复合地基承载力较天然地基承载力提高了142%,桩间土承载力提高了46%。(2)以石灰为主的石灰—粉煤灰桩,配比为粉煤灰:生石灰=3:7-1:9,主要对地基产生置换,成孔挤密,膨胀挤密,脱水挤密和胶凝作用。粉煤灰固结桩。在软土地基中采用粉煤灰固结桩,具有成型可靠,形状任意选择,造价低廉,改良地基的效果好,抗变形能力强,桩体密实度高等优点。粉煤灰固结桩由粉煤灰,石膏,水泥加水而成,加压注入尼龙袋中,挤密周围土体,必要注浆管可上下反复二次压浆,尼龙袋具有模板,过滤脱水,加压和增强等作用,由于灌注加压排水措施,尼龙袋微孔在灰浆向外渗出的过程中,水只能向外渗,并被隔离在袋外,形成固结硬化均匀的桩体。粉煤灰混凝土桩。粉煤灰混凝土桩由粉煤灰,碎石,中粗砂和水泥组成,在软土地区采用钻孔压浆工艺施工粉煤灰混凝土桩时,必须使混凝土的塌落度达到140-180mm,且碎石最大粒径为1-3cm,为保证桩身强度和降低成本,掺入35%-45%中粗砂作为细骨料。粉煤灰桩和桩间土一起通过铺设在其上的褥垫层形成复合地基,其承载力的提高具有很大的可调性,沉降变形小,造价低。加入粉煤灰后,使桩体具有明显的后期强度。根据其桩身强度较高的特点,在软土地基中采用就可得到更高的承载力。3、水泥土粉喷桩法。粉喷桩与周围的土体形成复合地基,与土体结合紧密,承载能力较大,其桩体上存在应力集中现象,大部分荷载由桩体承担,桩间土上的应力相应的减少,使复合地基承载力较原土层有所提高,沉降量有所降低。采用该法加固软土地基时,水泥粉具有较大的吸水,发热和膨胀作用,对桩间土起到一定的加固作用,同样提高复合地基的强度。在利用水泥土粉喷桩加固软土地基时,需考虑各种因素对加固强度的影响:①要以水泥粉为加固料,其强度最高;②搅拌时间为2min时就可以达到最佳的搅拌效果,若搅拌时间太长,强度会有所降低,若搅拌的时间未达到2min时,强度会很低;③置换率越高,强度越高,而随着龄期的增加,强度大致呈线性增加;④当含水量为某值时,桩体的强度达到最高,一般桩体的需水量为4kg/m。4、振冲法。在软土地基中应用振冲法,就是在地基中嵌入一根根砂石桩柱,形成一种复合地基,这种地基的承载力标准应根据现场复合地基荷载试验确定。振冲法就是利用振冲器的振动力和水冲作用形成连续的孔洞,直至设计的加固深度。5、渣土桩法。在加固过程中,由于重锤的冲击能造成一系列压缩波,使土体内出现排水网络,土的渗透性骤然增大,孔隙水迅速排出,孔隙压力很快消散,从而产生瞬时沉降,使土体压密,强度提高;同时重锤的冲击作用使填料向夯击方向和侧向挤密,从而对其周围的土体产生挤密加固作用,形成一个自内向外的挤密圈。在挤密过程中,周围土体的孔隙水压力随之增高,形成超静孔隙水压力。根据巴伦固结原理因为固结时间与排水距离的平方成正比,所以,增加排水途径,缩短排水距离,才能加速软土固结,提高地基承载力。加固柱体本身与软基有不同强度,它既是软土固结的排水体,又是基础的渣土桩。渣土桩和挤密后的地基土共同组成复合地基,从而提高地基强度并减小地基变形。6、排水固结法。目前公路软基的处理要综合考虑经济适用、稳妥可行、施工简便的方法。首选是排水固结,它通过在软土地基设置的竖向排水体,改变原有地基的边界条件,增加孔隙水的排除途径,大大缩短了固结时间,一般采用袋装砂井和塑料排水板配合砂垫层来达到上述目的。7、复合地基处理法。复合地基是用专门机械将固化剂、水泥、石灰或掺加粉煤灰单一的或混合物喷出后,在地基深处就地与软土强制搅拌,利用固化剂和软土间发生的一系列物理化学作用,在原地基中形成强度、刚度较大的加固桩体,同时也使桩周土体性质得到改善,使桩体与桩间土体形成复合地基共同承担外部荷载,可实现稳定条件下的快速填土。这些加固土桩,不考虑加固土桩加快地基的排水固结速度和对地基的挤密作用,仅考虑桩的置换作用、应力集中效应,进而减少总沉降量。加固土桩按施工划分有拌和法和粉喷法。