论文部分内容阅读
摘要：本文介绍了软土的定义及类型，在此基础上，分析了软土路基常用的加固方法，主要包括塑料排水板、砂柱、袋装砂井、土工合成材料、挤实砂（碎石）桩、旋喷桩和反压护道。
关键词：软土路基；加固方法；要求
一、软土的定义
软土是指在滨海、湖泊、谷地、河滩上沉积的天然含水量高、孔隙比大、渗透性差、压缩性高、抗剪强度和承载力低的软塑到流塑状态的细粒土，如淤泥和淤泥质土。而天然含水量较大、压缩性较高、强度较低、呈软塑状态的黏性土，承载力较低、易产生振动液化的饱和的粉土、粉砂、细砂等，工程中称为松软土。特性主要表现为天然含水率高、孔隙比大。含水量在34%—72%之间，孔隙比在1.0—1.9之间，饱和度一般大于95%，液限一般为35%—60%，塑性指数为13—30。
二、软土的类型和特征
我国软土的成因类型大致可分为海洋沿岸沉积、河滩沉积和内陆湖盆谷地沉积三大类。
1、滨海沉积：泻湖相沉积（颗粒细，孔隙比大，强度低，常夹有薄层泥炭）；溺谷相沉积（孔隙大，结构疏松，含水量高，分布范围窄）；滨海相沉积（面积广，厚度大，夹有粉砂薄透镜体，孔隙大）；三角洲相沉积（分选性差，结构不稳定，粉砂薄层多，有交错层理，不规则尖灭层及透镜体夹层，结构疏松）；
2、內陆湖盆谷地沉积：湖相沉积（粉土颗粒成分高，呈放射状分布，层理均匀清晰，表层多具有硬壳）；丘陵谷地相沉积（呈片状、带状分布，靠山边浅、谷中心深，具有较大的横向坡，颗粒由山前到谷中心逐渐变细）
3、河滩沉积：河漫滩相沉积和牛轭湖相沉积（成层情况较不均一，以淤泥与软黏土为主，含中细砂交错层，呈透镜体分布）
三、软土路基常用加固方法及要求
当路堤经稳定验算或沉降计算不能满足设计要求时，必须对软土地基进行加固。加固的方法很多，常用的方法有：
1、塑料排水板：塑料排水板是带有孔道的板状物体，插入土中形成竖向排水通道。因其施工简单、快捷，应用较为广泛。最大有效处理深度18米。现场堆放的塑料排水板，应采取措施防止损坏滤膜。塑料排水板超过孔口的长度应能伸入砂垫层不小于500mm，预留段应及时弯折埋设于砂垫层中，与砂垫层贯通，并采取保护措施。塑料排水板不得搭接。施工中防止泥土等杂物进入套管内，一旦发现应及时清除。打设形成的孔洞应用砂回填，不得用土块堵塞。
2、砂柱：砂柱是利用各种打桩机具击入钢管，或用高压射水、爆破等方法在地基中获得按一定规律排列的孔眼并灌入中、粗砂形成砂柱。采用单管冲击法、一次打桩管成桩法或复打成桩法施工时，应使用饱和砂；采用双管冲击法、重复压拔法施工时，可使用含水量为7%～9%的砂；饱和土中施工可用天然湿砂。地面下1～2m土层应超量投砂，通过压挤提高表层砂的密实程度。成桩过程应连续。实际灌砂量未达到设计用量时，应进行处理。
3、袋装砂井：井经对固结时间的影响没有井距那样敏感。但一般砂井如果井经太小，既无法施工，也无法防止因地基变形而断开失效。因此，现在广泛采用网状织物袋装砂井，其直径仅8cm左右，比一般砂井要省料得多，造价比一般砂井低廉，且不会因施工操作上的误差或地基发生水平和垂直变形而丧失其连续性。最大有效处理深度18米。砂袋露天堆放时应有遮盖，不得长时间曝晒。砂袋应垂直下井，不得扭结、缩颈、断裂、磨损。拔钢套管时如将砂袋带出或损坏，应在原孔位边缘重打；连续两次将砂袋带出时，应停止施工，查明原因并处理后方可施工。砂袋在孔口外的长度，应能顺直伸入砂垫层至少300mm。
4、土工合成材料：在软土地基表层铺设一层或多层土工织物，可以减少路堤填筑后的地基不均匀沉降，又可以提高地基的承载能力，同时也不影响排水。对于淤泥之类高含水量的超软弱地基，在采用砂井及其他深层加固法之前，土工织物铺垫可作为前期处理，以提高施工的可能性。下承层应平整，摊铺时应拉直、平顺，紧贴下承层，不得扭曲、折皱。在斜坡上摊铺时，应保持一定松紧度。铺设土工合成材料，应在路堤每边各留一定长度，回折覆裹在已压实的填筑层面上，折回外露部分应用土覆盖。土工合成材料的连接，采用搭接时，搭接长度宜为300～600mm；采用缝接时，缝接宽度应不小于50mm，缝接强度应不低于土工合成材料的抗拉强度；采用粘结时，粘合宽度应不小于50mm，粘合强度应不低于土工合成材料的抗拉强度。施工中应采取措施防止土工合成材料受损，出现破损时应及时修补或更换。双层土工合成材料上、下层接缝应错开，错开长度应大于500mm。
5、挤实砂（碎石）桩：挤实砂桩是以冲击或震动的方法强力将砂、石等材料挤入软土地基中，形成较大的密实柱体，提高软土地基的整体抗剪强度，减少沉降。最大有效处理深度20米。材料要求：未风化碎石或砾石，粒径宜为19～63mm，含泥量应小于10%。施工前应按规定做成桩试验。根据试桩成果，严格控制水压、电流和振冲器在固定深度位置的留振时间。
6、旋喷桩：利用工程钻机，将旋喷注浆管置入预定的地基加固深度，通过钻杆旋转，徐徐上升，将预先配制好的浆液，以一定的压力从喷嘴喷出，冲击土体，使土和浆液搅拌成混合体，形成具有一定强度的人工地基。最大有效处理深度20米。钻机就位与设计位置偏差要求小于2cm，垂直度偏差度小于1%。采取钢尺丈量和吊锤球的方法检测，满足精度要求后方可进行钻孔施工。施工时严格控制各种施工参数，发现问题及时汇报处理。现场施工做到及时记录、及时调整、及时汇报处理。高压旋喷应全孔连续进行，若中途拆卸喷射管，则应进行复喷，搭接长度不小于200mm。供浆正常的情况下，孔口回浆密度变小、且不能满足设计要求时，应加大进浆密度。在施工时严格遵守操作规程，班长和技术员严格进行质量自检。
7、反压护道：反压护道是在路堤两侧填筑一定宽度和一定高度的护道。它利用力学平衡以保持路基的稳定。采用反压护道加固地基，不需特殊的机具设备和材料，施工简易方便，但占地多，土用量大，后期沉降大，以后的养护工作量也大。路堤高度不大于l.5～2倍的极限高度。非耕作区和取土不太困难的地区。主要适用于处理软土，对泥沼地段，有时也可采用。
关键词：软土路基；加固方法；要求
一、软土的定义
软土是指在滨海、湖泊、谷地、河滩上沉积的天然含水量高、孔隙比大、渗透性差、压缩性高、抗剪强度和承载力低的软塑到流塑状态的细粒土，如淤泥和淤泥质土。而天然含水量较大、压缩性较高、强度较低、呈软塑状态的黏性土，承载力较低、易产生振动液化的饱和的粉土、粉砂、细砂等，工程中称为松软土。特性主要表现为天然含水率高、孔隙比大。含水量在34%—72%之间，孔隙比在1.0—1.9之间，饱和度一般大于95%，液限一般为35%—60%，塑性指数为13—30。
二、软土的类型和特征
我国软土的成因类型大致可分为海洋沿岸沉积、河滩沉积和内陆湖盆谷地沉积三大类。
1、滨海沉积：泻湖相沉积（颗粒细，孔隙比大，强度低，常夹有薄层泥炭）；溺谷相沉积（孔隙大，结构疏松，含水量高，分布范围窄）；滨海相沉积（面积广，厚度大，夹有粉砂薄透镜体，孔隙大）；三角洲相沉积（分选性差，结构不稳定，粉砂薄层多，有交错层理，不规则尖灭层及透镜体夹层，结构疏松）；
2、內陆湖盆谷地沉积：湖相沉积（粉土颗粒成分高，呈放射状分布，层理均匀清晰，表层多具有硬壳）；丘陵谷地相沉积（呈片状、带状分布，靠山边浅、谷中心深，具有较大的横向坡，颗粒由山前到谷中心逐渐变细）
3、河滩沉积：河漫滩相沉积和牛轭湖相沉积（成层情况较不均一，以淤泥与软黏土为主，含中细砂交错层，呈透镜体分布）
三、软土路基常用加固方法及要求
当路堤经稳定验算或沉降计算不能满足设计要求时，必须对软土地基进行加固。加固的方法很多，常用的方法有：
1、塑料排水板：塑料排水板是带有孔道的板状物体，插入土中形成竖向排水通道。因其施工简单、快捷，应用较为广泛。最大有效处理深度18米。现场堆放的塑料排水板，应采取措施防止损坏滤膜。塑料排水板超过孔口的长度应能伸入砂垫层不小于500mm，预留段应及时弯折埋设于砂垫层中，与砂垫层贯通，并采取保护措施。塑料排水板不得搭接。施工中防止泥土等杂物进入套管内，一旦发现应及时清除。打设形成的孔洞应用砂回填，不得用土块堵塞。
2、砂柱：砂柱是利用各种打桩机具击入钢管，或用高压射水、爆破等方法在地基中获得按一定规律排列的孔眼并灌入中、粗砂形成砂柱。采用单管冲击法、一次打桩管成桩法或复打成桩法施工时，应使用饱和砂；采用双管冲击法、重复压拔法施工时，可使用含水量为7%～9%的砂；饱和土中施工可用天然湿砂。地面下1～2m土层应超量投砂，通过压挤提高表层砂的密实程度。成桩过程应连续。实际灌砂量未达到设计用量时，应进行处理。
3、袋装砂井：井经对固结时间的影响没有井距那样敏感。但一般砂井如果井经太小，既无法施工，也无法防止因地基变形而断开失效。因此，现在广泛采用网状织物袋装砂井，其直径仅8cm左右，比一般砂井要省料得多，造价比一般砂井低廉，且不会因施工操作上的误差或地基发生水平和垂直变形而丧失其连续性。最大有效处理深度18米。砂袋露天堆放时应有遮盖，不得长时间曝晒。砂袋应垂直下井，不得扭结、缩颈、断裂、磨损。拔钢套管时如将砂袋带出或损坏，应在原孔位边缘重打；连续两次将砂袋带出时，应停止施工，查明原因并处理后方可施工。砂袋在孔口外的长度，应能顺直伸入砂垫层至少300mm。
4、土工合成材料：在软土地基表层铺设一层或多层土工织物，可以减少路堤填筑后的地基不均匀沉降，又可以提高地基的承载能力，同时也不影响排水。对于淤泥之类高含水量的超软弱地基，在采用砂井及其他深层加固法之前，土工织物铺垫可作为前期处理，以提高施工的可能性。下承层应平整，摊铺时应拉直、平顺，紧贴下承层，不得扭曲、折皱。在斜坡上摊铺时，应保持一定松紧度。铺设土工合成材料，应在路堤每边各留一定长度，回折覆裹在已压实的填筑层面上，折回外露部分应用土覆盖。土工合成材料的连接，采用搭接时，搭接长度宜为300～600mm；采用缝接时，缝接宽度应不小于50mm，缝接强度应不低于土工合成材料的抗拉强度；采用粘结时，粘合宽度应不小于50mm，粘合强度应不低于土工合成材料的抗拉强度。施工中应采取措施防止土工合成材料受损，出现破损时应及时修补或更换。双层土工合成材料上、下层接缝应错开，错开长度应大于500mm。
5、挤实砂（碎石）桩：挤实砂桩是以冲击或震动的方法强力将砂、石等材料挤入软土地基中，形成较大的密实柱体，提高软土地基的整体抗剪强度，减少沉降。最大有效处理深度20米。材料要求：未风化碎石或砾石，粒径宜为19～63mm，含泥量应小于10%。施工前应按规定做成桩试验。根据试桩成果，严格控制水压、电流和振冲器在固定深度位置的留振时间。
6、旋喷桩：利用工程钻机，将旋喷注浆管置入预定的地基加固深度，通过钻杆旋转，徐徐上升，将预先配制好的浆液，以一定的压力从喷嘴喷出，冲击土体，使土和浆液搅拌成混合体，形成具有一定强度的人工地基。最大有效处理深度20米。钻机就位与设计位置偏差要求小于2cm，垂直度偏差度小于1%。采取钢尺丈量和吊锤球的方法检测，满足精度要求后方可进行钻孔施工。施工时严格控制各种施工参数，发现问题及时汇报处理。现场施工做到及时记录、及时调整、及时汇报处理。高压旋喷应全孔连续进行，若中途拆卸喷射管，则应进行复喷，搭接长度不小于200mm。供浆正常的情况下，孔口回浆密度变小、且不能满足设计要求时，应加大进浆密度。在施工时严格遵守操作规程，班长和技术员严格进行质量自检。
7、反压护道：反压护道是在路堤两侧填筑一定宽度和一定高度的护道。它利用力学平衡以保持路基的稳定。采用反压护道加固地基，不需特殊的机具设备和材料，施工简易方便，但占地多，土用量大，后期沉降大，以后的养护工作量也大。路堤高度不大于l.5～2倍的极限高度。非耕作区和取土不太困难的地区。主要适用于处理软土，对泥沼地段，有时也可采用。