淺談軟弱地基處理

劉曉華

(佳木斯市公路園林綠化管理站)

軟土在我國濱海平原,河口三角洲、湖盆地周圍及山澗谷地均有廣泛分布。在軟土地基上修筑路基,若不加處治,往往會(huì)發(fā)生路基失穩(wěn)或過量沉陷,導(dǎo)致公路破壞或不能正常使用,近些年來,高等級公路建設(shè)的工程實(shí)踐反復(fù)證明,軟弱地基處理是路基工程設(shè)計(jì),施工中需要特別引起注意的問題。

1 概 述

所謂軟土,從廣義上說,就是強(qiáng)度低、壓縮性高的軟弱土層。以孔隙比及有機(jī)質(zhì)含量為主,結(jié)合其他指標(biāo),可將軟土劃分為軟粘性土、淤泥質(zhì)土、淤泥、泥炭質(zhì)土及泥旋五種類型。通常把淤泥、淤泥質(zhì)土、軟粘性土總稱軟土,把有機(jī)質(zhì)含量很高的泥炭、泥炭質(zhì)土總稱泥沼。

泥沼比軟土具有更大的壓縮性,但它的滲透性強(qiáng),承受荷載后能夠迅速固結(jié),工程處治比較容易。

我國各地不同成因的軟土都具有近于相同的共性,主要表現(xiàn)為以下幾方面。

(1)天然含水量高、孔隙比大。含水量在 34%～72%之間,孔隙比在 l.0～1.9之間,飽和度一般大于 95%,液限一般為35%～60%,塑性指數(shù)13～30,天然容重15～19kN/m3。

(2)透水性差。大部分軟土的滲透系數(shù)為10-8～10-7cm/s。

(3)壓縮性高。壓縮系數(shù)為 0.0050～0.02,屬高壓縮性土。

(4)抗剪強(qiáng)度低。其快剪粘聚力在 10kPa左右,快剪內(nèi)摩擦角在 0°～5°之間。

(5)具有觸變性。一旦受到擾動(dòng),土的強(qiáng)度明顯下降,甚至呈流動(dòng)狀態(tài)。

(6)流變性顯著。其長期抗剪強(qiáng)度只有一般抗剪強(qiáng)度的0.4～0.8倍。

2 軟土地基的勘察

2.1 勘察軟土表征

軟土地基的工程地質(zhì)勘察工作應(yīng)充分研究已有地質(zhì)資料,采取調(diào)繪、鉆探、原位測試及物探等綜合勘察手段,查明軟土屬性、類別、結(jié)構(gòu)特征、分布范圍及厚度等。

2.2 調(diào)查氣候、逕流條件

氣候條件如雨季土壤濕化,導(dǎo)致其積聚水條件,降低土的內(nèi)聚力等內(nèi)容;逕流條件包括地表水、地下水作用,地下水位增高使土體容重增加,地下水流速加大促使土的潛蝕等。

2.3 取樣試驗(yàn)

應(yīng)使用薄壁取土器取準(zhǔn)、取全原狀樣品,必要時(shí)采取連續(xù)取樣措施,通過室內(nèi)試驗(yàn)與現(xiàn)場測試,提供出各土層的物理、力學(xué)、水理性質(zhì)及必需的化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)。為避免長途運(yùn)輸對樣品的震動(dòng)和擾動(dòng),避免長期置放導(dǎo)致含水量變化,致使試驗(yàn)數(shù)據(jù)不能如實(shí)反映軟土指標(biāo)的量值,試驗(yàn)工作應(yīng)及時(shí)在工地上進(jìn)行。

2.4 評價(jià)軟土處治方案

通過現(xiàn)場調(diào)查及工程地質(zhì)勘察、取樣試驗(yàn)后,應(yīng)對軟土的發(fā)展趨勢、危害程度,特別是修建公路工程的后果作出評價(jià),提出合理、經(jīng)濟(jì)的處治措施。

調(diào)查、勘察結(jié)束后,應(yīng)提供說明書、工程地質(zhì)平、縱面圖、鉆孔柱狀圖、原位測試成果圖、土工物理、力學(xué)、化學(xué)試驗(yàn)成果表及相應(yīng)的相關(guān)照片、圖表及文件。

3 各種軟基處理形式

根據(jù)軟基處理的加固原理將軟基處理方法分為五類。

(1)置換:指用物理力學(xué)性質(zhì)較好的巖土材料置換天然地基中部分或全部軟弱土體,以形成雙層地基或復(fù)合地基,達(dá)到提高地基承載力、減少沉降的目的。屬于置換的地基處理方法有:換土墊層法、擠淤置換法、強(qiáng)夯置換法等地基處理方法。

(2)排水固結(jié):指土體在一定荷載作用下排水固結(jié),孔隙比減小,抗剪強(qiáng)度提高,以達(dá)到提高地基承載力、減少工后沉降的目的。

屬于排水固結(jié)的地基處理方法按預(yù)壓加載方法可分為加載預(yù)壓法、超載預(yù)壓法、真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法、降低地下水位法等。

屬于排水固結(jié)的地基處理方法按在地基中設(shè)置的豎向排水系統(tǒng)可分為普通砂井法、袋裝砂井法和塑料排水帶法等。

(3)灌入固化物:指向土體中灌入或拌入水泥,或石灰,或其他化學(xué)固化漿材,在地基中形成增強(qiáng)體,以達(dá)到地基處理的目的。

屬于灌入固化物的地基處理方法有深層攪拌法、高壓噴射注漿法、滲入性灌漿法、劈裂灌漿法、擠密灌漿法、有機(jī)大分子溶液改良法等。

(4)振密、擠密:指采用振動(dòng)或擠密的方法使地基土體密實(shí)以達(dá)到提高地基承載力和減少沉降的目的。

屬于振密、擠密的地基處理方法有表層原位壓實(shí)法、強(qiáng)夯法、振沖密實(shí)法、擠密砂石樁法、爆破擠密法、土樁和灰土樁法等。

(5)加筋:指在地基中設(shè)置強(qiáng)度高、模量大的筋材,如土工格柵、土工織物等,以達(dá)到提高地基承載力和減少沉降的目的。

屬于加筋的地基處理方法有加筋土墊層法、加筋土擋土墻和土釘墻法等。