浅谈软土地基产生危害的原因与防治措施

第一篇：浅谈软土地基产生危害的原因与防治措施

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浅谈软土地基产生危害的原因与防治措施

浅谈软土地基产生危害的原因与防治措施

摘 要： 随着我国公路与桥梁事业的蓬勃发展，尤其是高等级公路的普遍应用，对公路软土地基提出了较高的要求。而公路工程不可避免的要经过大量的软土地区，所以软土地基的处理与防治就成为影响工程质量与投资效益的关键一环。笔者对软土地基的成因与防治措施作一简要探讨。

关键词： 软土地基； 下沉； 防治措施

中图分类号： U416.1 文献标识码： A 文章编号： 1009-8631（2012）（11-12）-0053-02

软土地基是指天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土软弱地基。软土地基极易变形，造成路基整体下沉或局部沉陷，导致路面破坏。公路构造物也会由于软土地基失稳，造成结构物破坏、桥头错台等一系列的公路病害。

软土地基的确认是一项比较容易引起争议的工作，我们在具体施工时决定用量化的试验指标来控制和确认。在确定软土时要查明软土及与之共同存在的一般土层的成因、类别、范围、物理力学性质和必要的化学性质，以便采取经济有效的处理措施。既可降低造价，又能确保质量、缩短工期。

一、实际施工中软土地基的处理

挖除换填碎片石方法。对于深度不太大的软基工程，在路堤范围内，将需要处理的软土挖除，动力触探合格后，用碎片石换填，可采用分段挖除，分段分层回填的方法。用于换填的石料强度应不小于15MPa，分层厚度不宜大于30cm，石料最大粒径不应大于层厚的2/3。依据规范，分层回填的碎片石应碾压合格，表面石块嵌挤紧密无松动，用镐刨不动，一般采用激震力320kN以上的压路机强震碾压无轮迹。

对于较深的软基挖除换填工程量太大，资料显示，施工方采用了粉喷桩。粉喷桩主要是以粉体物质作加固料和原状土进行搅拌，经过理化作用生成具有较高强度的混合柱体，促使整个路堤产生足够的强

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度。一般采用水泥作为固化剂，最好用Po32.5级普通硅酸盐水泥，要依据施工时间选用水泥初终凝时间合适的水泥，防止未成型即已凝固。试验室应重点对水泥剂量进行监控，重点保证均匀性。我们配制了3%～8%的水泥剂量试验，发现3%水泥几乎不能使软泥固结，6%剂量能满足要求。但是室内配比不能完全代替施工情形，因此应该跟踪检测，应对7d桩监控。对于不合格桩，应在原桩边上补桩，新桩与旧桩净距>20cm。如出现较多不合格桩应查找原因，进行改正。2.3抛石挤淤用于存在多处鱼塘和常年积水的洼地。这些地方，软土层位于水下，更换土壤较为困难，或者基底直接落在含水量极高的淤泥中，土壤稠度远超过液限，透水性差、天然含水量大、压缩性高，且这些地方大多为高填方路堤，若对软基不加任何处理或处理不当，往往会导致路基失稳或过量沉降，造成公路不能正常使用。对于厚度较薄，表层无硬壳，片石能沉达底部的泥沼或厚度为3～4m的软土，采用抛石挤淤法效果最佳。当路堤较低且淤泥层较厚时，为增加换土高度，可用挖掘机自一端向另一端或由两端向中间逐段挖除上部3m左右的软泥并外运，挖除段落的长短，以挖掘机能够工作的最大水平距离为准，挖除一个段落后，即可进行抛石。抛挤时，沿路中线向前抛填，再向两侧扩展。当软土地层横坡陡于1∶10时，应自高处向低侧抛投，并在低侧边部多抛投，使低侧边部有2m宽的平台顶面。抛石达到地表常水位以上50mm时，在抛石回填的片石顶面上，铺10～30mm厚碎石垫层（砂砾垫层）并整平压实。整个路段铺筑碎石垫层（砂砾垫层）并平整压实达到要求后，即开始路堤的正常填筑。抛石挤淤时，由于各处沉降不一致，从而在路堤下面残留部分软土，完工后，则会产生不利的不均匀沉降，因而必须注意垫层铺筑后的压实，以使淤泥挤出，减少这种不利影响。

1.原因分析

1.1地质原因。在工程地质不良、泥沼软基丰富的地段填筑路堤，当路堤填料不断增加时，路基产生压缩沉降或挤压位移，致使路堤随之沉降。

1.2路基填料。在《公路路基施工技术规范》（JTGF10-2006）中，对路基填料有以下规定：

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（1）含草皮、生活垃圾、树根，腐殖质的土严禁作为路基填料。

（2）泥炭、淤泥、冻土、强膨胀土、有机质土及易溶盐超过允许含量的土，不得直接用于填筑路基。

（3）液限大于50%，塑性指数大于26，含水量不适宜直接压实的细粒土，不得直接作为路基填料。

（4）粉质土不宜直接填筑于路床，不得直接填筑于浸水部分的路堤及冰冻地区的路床。

地下水和地表水：水是公路的天敌，对路基更是危害无穷，当水进入路基后导致路基填料含水量增大，强度稳定性降低，造成路基沉陷等一系列公路病害，设计方面，由于工程前期地质勘测资料不全、不细，未能真实反映出软土地基，或者由于设计部门设计不完善甚至未做任何地基处理措施导致填筑起的路基在施工过程中或者工程完工后出现不同程度的沉陷。

施工方面，首先进行软地基处理时，由于加载过快，未能及时进行沉降位移速率观测，当接近或超过临界填土高度时，仍快速填筑，当荷载超过地基承载能力，导致路堤失稳。其次，软土地区路堤施工计划中未考虑地基固结工期以及在施工过程中，对质量把关不严。未能达到软基处理的设计要求，都会直接导致路基下沉。

2.防治措施

软土地基具有较大的破坏性，因而只要外在荷载加在土基上出现有害的过大变形和强度不够等现象都需对沉降进行防治处理，其目的是改善地质力学性能，增加其稳定性。软土地基防治首先要提高路基设计质量，方案要切实可行。设计部门在设计前要对沿线的地质地层情况、各类土质、路基填料进行全面调查和试验，在此基础上应因地制宜，就地取材，制定出合理有效的软基处理方案。下面介绍几种常用的处理方法。

2.1砂（砾）垫层。砂（砾）垫层采用砂或天然级配砂砾，经分层压实。作为地基的持力层，提高基础下部地基强度，并通过垫层的压力扩散作用，降低对地基的压实力。减少变形量。同时垫层可起到排水作用，地基土中孔隙水可通过垫层快速排出，能加速下部土层的沉降和固结。该方法适用于2m以内软弱、透水性强的黏性土地基。

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不宜用于加固湿陷性黄土地基及渗透系数极小的黏性土地基。

2.2抛石挤淤。在淤泥厚度小于3m，表层无硬壳，呈流动状态，排水困难，石块易于取得的条件下采用抛石挤淤的方法。这种方法是为了换填但不进行挖掘，而是靠换填材料的自重使软弱层遭受破坏后被强制挤出而进行的换填。抛投石块的顺序应沿路中线向前抛填，然后向两侧扩展，以便淤泥向两旁挤出。片石高出软土后，应用较小石块填塞垫平，再用重型机械碾压，以使填石紧密，并在其上铺设反滤层后再进行填土。

2.3加固土桩法。加固土桩主要是以水泥、石灰、粉煤灰等材料作为固化剂的主剂，利用深层搅拌机械和原位软土进行强制搅拌，经过物理化学作用生成一种特殊的具有较高强度、较好变形特性和水稳性的混合柱状体。它对提高软土地基承载能力，减少地基的沉降量有明显效果。

2.4土工合成材料。在地下水位较高的松软土基路堤中，采用垫隔土工布加强路基刚度，且利于排水。在高填路堤，可适当分层垫隔。在软基上垫隔土工布时可使荷载均匀分布，从而有效地避免不均匀沉降。

2.5砂桩和袋装砂井法。砂桩处理法是在软土地基中钻成一定直径的孔眼，灌以粗砂或中砂。利用上部荷载作用加速软土的排水固结的方法。袋装砂井是事先把砂装入长条形、透水性好的编织袋内，然后用专门的机具设备打入软土地基内代替普通大直径砂井。袋装砂井既有大直径砂井的作用。又可以保证砂井的连续性，避免缩径现象。另外由于袋装砂井的直径小，材料消耗小，工程造价低，施工速度快，设备轻型，更适应在软弱的地基中施工。

2.6碎石桩。碎石桩是利用一个产生水平向振动的管状设备，以高压水流边振边冲在软弱黏性地基中成孔，在孔内分批填入碎石加以振密制桩，与周围黏性土形成复合地基，这种加固技术称为振冲置换法或碎石桩法。与排水固结法相比，其加固期短，可以采用快速连续加载方法施工路堤，对缩短工期十分有利。

2.7塑料排水板法。塑料排水板是在纸板排水的基础上发展起来的一种方法，它的优点是：单孔过水面大，排水畅通，质量小。强度

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高，耐水性好。塑料排水板是由芯体和虑套组成的复合体，或是由单一材料的多孔管道板带。滤膜芯带复合结构塑料排水板有两种材料组合而成，中间为带有各种通水孔道的芯板。如口琴型、城墙型、圆孔型、双面交错凹凸乳头型等，外面包裹一层无纺土工织物滤层。目前国内生产的塑料排水板均属这一类。单一多孔管道板带一般采用两片聚乙烯（或其他高分子材料）微孔薄片黏合（或压合）而成，中同具有多孔管道。这种排水板制作工艺比较复杂，国内市场较少见。

2.8强夯和强夯置换法。强夯法即“强力夯实法”或称“动力固结法”。它是将重锤从高处自由落下，给土体以冲击和振动，从而提高地基的强度。降低土体的压缩性。强夯置换法利用重锤高落差产生的高冲击能将碎石、片石、矿渣等性能较好的材料强力挤入地基中，在地基中形成一个一个的粒料墩，墩与墩间土形成复合地基，以提高地基承载力，减少沉降。

软土地基的处理除以上几种常用的方法外。还有真空预压、真空堆载联合预压、水泥粉煤灰碎石桩、沉管灌注桩、静压管桩等多种方法，但目的只有一个，就是要增强路基的稳定性，减少工后沉降。为此，除选择合理的处理方案外，还要在施工中严格施工工序和规范要求，保证工程质量，并在施工过程中做好稳定性和沉降的动态观测，以确保路堤在施工中的安全和稳定，并能正确预测工后沉降，使工后沉降控制在设计的允许范围之内。

总之，软土地基处理是一个比较复杂的问题，我们必须在取得可靠的地质资料和试验数据后，因地制宜，制定切实可行的处理方案，才能使这一公路病害得到有效的控制。

软土地基有极大的危害性，如果不处理或处理不当，就会造成地基失稳，使道路沉降过大或不均匀沉降，对道路成不同程的的然害，本文以上介绍的只是工地常用的几种处理软土地基的方法，具体施工还要根据工地的实际情况来选用，有时几种方法可以交替或一起使用。

在勘察、设计和施工各方面把好质量关，软土地区的地质情况首先要弄清楚，工程地质条件复杂，还应进行工程地质分区，以便按分区不同再区别地予以处理。在勘察设计时如地质工作做的不够深，在最新【精品】范文 参考文献

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施工时一旦发现，可作些补充勘察及勘探工作，对地质情况作进一步了解。设计方案要经济又要合理切合当地实际情况。

所用材料数量要够、质量要保证；施工机械数量、规格、性能均要满足要求。

施工时要严格遵守施工技术规范和操作规程办事，以保证良好的质量，软土地段特别要注意控制填土速率，避免和产生路堤滑移或发生其它意外事情。

监理工作要跟上，观测仪具事先要埋置好，及时进行监理和记录。

3.表层处理的各种方法

通常用于地表面极软弱的情况。该法是通过排水、敷设或增添材料等办法，提高地表强度，防止地基局部剪切变形，保证施工机械作业；同时尽可能把填土荷载均匀地分布于地基上。属于这类处理方法的有：表层排水法，砂垫层法，敷设材料法，添加剂法等等。

3.1表层排水法。对土质较好因含水量过大而导致的软土地基，在填土之前，地表面开挖沟槽，排除地表水，同时降低地基表层部分的含水率，以保障施工机械通行。为了发挥开挖出的沟槽在施工中达到盲沟的效果，应回填透水性好的砂砾或碎石。

3.2砂垫层法。对于地基上部软土层极薄且含水量大时，在软土地基上敷垫0.5～1.2m左右厚的砂垫层。这样可达到固结软土层，使砂垫层起到上部排水层作用；同时，砂垫层又成为填土内的地下排水层，以降低填土内的水位；在进行填土及地基处理施工时，为施工机械提供良好的通行条件。

4.粉喷桩加固处理法

4.1粉喷桩施工前应准备下列施工技术资料：施工场地的工程地质报告，土工试验报告，室内配比试验报告，粉喷桩设计桩位图，原地面高程数据表，加固深度与停灰面高程以及测量资料等。

4.2场地平整、清除障碍。如场地低洼，应回填粘性土；施工场地不能满足机械行走要求时，应铺设砂土或碎石垫层。若地表过软，则应采取防止机械失稳措施。

4.3施工机具准备，进行机械组装和试运转。

4.4粉喷桩的施工工艺根据设计要求的配比和实测的各项施工参

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数通过试桩来确定。试桩一般为5根，通过试桩来确定钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷气压力、单位时间喷粉量等。

4.5粉喷桩所用的水泥应符合设计要求，并有产品合格证，并经室内检验合格才能使用，严禁使用受潮、结块变质的加固料。

5.竖向排水固结法

在粘性土地基中设置垂直的排水柱，以缩短排水距离，促进地基排水固结，增加抗剪强度。由于垂直排水柱所用材料不同，分为砂井和纸板排水两种。砂井排水法根据砂井的施工方法不同，可分为打入式、振动式、螺旋钻式、水射式及袋装式等。本法很少单独使用，多与加载法或缓速填土法并用，对层厚大，均质的粘土地质最为有效；对泥炭质地基效果稍差。地基处理范围：为了稳定，以填土坡面下为处理对象；为防止沉降，主要以路基顶面宽度下作为处理对象。设计排水砂井时，首先假定施工方法、砂井直径、排水距离和改良范围。然后进行稳定及沉降计算，若不能满足时，修正假定数据，再进行计算。

二 路基处理的一般原则

1.以时间换金钱，早在10年前，日本著名换金钱处理软土路堤的方法。即尽早用堆载预压不作深层处理软基的方法，这种以自然沉降逐渐达到路基稳定，是一种最经济也简单的方法。但我国公路基本建设的程序不能尽早拔款、征地、从容施工，而一旦工程项目付诸实施时，又往往限于工期，一般情况用自然沉降法将难以实现。

2.以金钱赢得时间，即在施工工期紧迫，时间有限的情况下，除非个别低路堤地段高度在临界高度以下，可不作地基处理。桥梁采用基础处，其余软土都需采用不同方法处理，只不过可用多种方案进行优选。

参考文献：

[1]龚晓南.地基处理新技术[M].西安：陕西科学技术出版社，2000.[2]殷宗泽，龚晓南.地基处理工程实例[M].中国水利水电出版社，2000.[3]王忠兴.谈公路路基工程施工管理[J].黑龙江交通科技，最新【精品】范文 参考文献

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2006，（4）.[4]高速公路路基设计与施工[S].北京：人民交通出版社，1999.[5]方福森主编.路面工程[M].北京，人民交通出版社，1987.06

[6]方左英主编.路基工程[M].北京，人民交通出版社，1987.12

[7]中华人民共和国行业标准《公路沥青路面设计规范》（JTJ014-97），北京，人民交通出版社，1997.10

[8]中华人民共和国行业标准《公路路基施工技术规范》（JTJ033-95），北京，人民交通出版社，1993.12

[9]中华人民共和国行业标准《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034-93），北京，人民交通出版社，1993.12

[10]中华人民共和国行业标准《公路路基路面现场测试规程》（JTJ059-95），北京，人民交通出版社，1995.10.------------最新【精品】范文

第二篇：软土地基的加固措施探讨

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软土地基的加固措施探讨

软土地基的加固措施探讨

摘要：随着我国基础建设的飞速发展，高等级公路建设也得到了快速发展。由于公路软土路基等病害的存在，使得高等级公路达不到高速营运、行车安全、乘坐舒适、经济节省的使用要求，达不到其本身所应具有的服务水平，严重影响了高等级公路的经济效益和社会效益。在软土路基处理过程中，如何保证结构安全、提高行车舒适度、降低养护费用、提高道路使用质量，节约工程投资，将具有十分重要的意义。

关键词：高速公路；软土路基；加固措施

中图分类号： U416 文献标识码： A

1.工程概况

本文选取某高速公路标段线路长5.04km，经过勘察设计：第一层，耕殖土层，厚0.5-1.5m灰黄或灰褐色，由淤泥质土及亚粘土组成，湿、可塑；第二层，淤泥层.厚1.3-4.8m，灰黑色，粘性好，饱水、流塑，局部夹薄层细砂；第三层，淤泥质细砂层，厚3.2-8.1m，灰或灰黑色，粉细砂含量占总重的80%，饱水、松散，含少量贝壳；第四层，淤泥层，在地质勘探报告上未见底，灰黑色，粘性好，饱水、流塑状态，局部夹薄层细砂。

由于全线软土路基较多，在设计中对软土小于4.5m地段采用换填处理，对于软土大于4.5m地段采用搅拌桩复合地基处理，搅拌桩复合地基设计主要可以分为6个路段：k1+105~k1+328段，设计桩长8.5m，2800余根；k1+861~k2+428段，设计桩长7.9m，1500余根；k2+640~k2+980段，设计桩长6.4m，1800余根；k3+206~k3+600段，设计桩长6.0m，1040余根；K3+880~k4+300段，设计桩长6.5m，1600余根；k4+420~k4+960段，设计桩长6.5m，2600余根；设计桩长总数20余万米。

2.软基的特征及其危害性

软土泛指天然含水量大于液限、天然孔隙比大于或等于1，压缩

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系数不大于0.5MPa、不排水抗剪强度小于30kPa的细粒土。主要为饱和软粘土。我国广泛分布的软土绝大部分在全新世中、晚期形成，软土一般具有以下特征：

(1)地基沉降量大，一般可达数十厘米甚至到数百厘米；

(2)地基沉降时间长,一般达数十年甚至到数百年，特别是沿海一带的软土地基，由于厚度大，固结速度较慢；

(3)地基沉降不均匀，由于上部结构的特点与荷载差异，常常引起地基不均匀沉降；

(4)地基抗剪强度低。

由于软土地基具有上述特征，常常影响公路工程质量，引发地质灾害。其危害性主要表现为：

(1)软土地基的过大和不均匀沉降将严重影响公路路面的平整度，制约路面通行能力、行车安全度和舒适度；

(2)路基、路堤可能会随着软基一起产生滑移，引起公路路面的整体破坏。

由于软土地基的危害性，公路建设对于软基的处理标准要求高，而这同时也对软基工程地质勘察的深度和广度提出了很高的要求。

3.软土地基的加固措施与施工

3.1 塑料排水板

塑料排水板处理软基的原理是利用深插软基的排水板，避免路基外侧地表及地下水进入路基范围，当填筑路基时，荷载作用于软基，地下水由于受挤压和毛细作用沿塑料排水板上升至砂垫层内，由砂垫层向两侧排出，从而提高基底承载力。

塑料排水板要在砂垫层完成后施工，由测量人员测量出需处理的范围，用小竹签定出每根排水板的具体位置，插板机对中调平，把排水板在钻头上安放好，开动打桩机锤打钻杆，将塑料排水板送入设计深度，把钻杆提上来，将地面上的塑料排水板截断，并留有一定富余长度，在塑料排水板四周填砂后即完成本根排水板的施工。施工中一定要注意“回带”现象，即虽然钻头打至设计深度，但提升钻杆时，塑料排水板随钻杆提升而上升的现象，此时要采用在钻头用短钢筋头等办法防止“回带”现象。

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打设塑料排水板的设备有两种：一种为履带式打桩机，另一种为门架式插板机(带导轨)。要求用能打入设计深度的静力式或振动式设备，不可用锤击式或水冲式。套管插入杆为扁平状或圆形，内径应大于排水板的宽度，长度应大于排水板的设计长度，在打设中要保护排水板不被损坏。

此方法的优点是：排水板是工厂生产的，质量容易控制，成本较低；在施工过程中没有排水孔断面不均匀和受堵塞的情况；断面小，对地基扰动小；打设机械轻，可用于较软的地基。

3.2 砂井排水法

此方法是在软土层设置垂直排水井，一般由中砂或粗砂构成，国内也有用纸板的。方法是用下端装有埋入式桩靴的钢管打入土中，然后从上端灌入砂子，分层夯实，同时将管向上拱起，直至桩孔灌满砂，形成砂井。在粘性土中也可先打入木桩，拔出桩后在孔中填砂夯实。

根据施工方法的不同有打入式和振动式。打入式与振动式的区别在于砂井施打时用锤还是用振动器。

砂井布置一般为等距离梅花形或正方形。砂井填料可选天然级配的中砂或粗砂，粒径为0.3～10mm，小于0.3mm部分应筛除，含泥量不应超过2%。

3.3 换填法

3.3.1开挖换填法

即在一定范围内把软土挖除，用无侵蚀作用的低压缩散体材料置换，分层夯实。按软土层的分布形态与开挖部位，有全面开挖换填和局部开挖换填两种。如下图所示是开挖换填工程施工实例。

在开挖换填法施工中选择填料时，要考虑路堤高度、软土层厚度及地下水位等因素，宜用排水性能好的砂、砂砾及其他粗粒料。另外，应根据开挖的深度与土的抗剪强度确定合理的边坡坡度，开挖时若用水泵排水，边坡容易被破坏，从而增加挖方量，因此，如果有不需要压实的良好换填材料，为防止边坡塌落，应随时开挖随时填料。

3.3.2强制换填法

（1）路堤载荷强制换填法

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此方法就是依靠路堤载荷将部分软土层强制挤出，并用良好的填筑材料置换。施工时，应从中线起逐渐向外侧填筑。但对于宽路堤，由于其沉降不一致，从而在路堤下面残留有部分软土，完工后会发生不利的不均匀沉降，应引起注意。

（2）爆破换填法

此方法就是把炸药装入软土层，通过爆破作用将软土挤出的方法。这种方法对周围影响很大，只限于爆破对周围构造物或设施没有不良影响的地区使用。并且一般要通过几次爆破使路堤逐渐下沉，两侧挤出隆起的软土要及时挖除，以保证爆破效果不致降低。

3.4灰土挤密桩

当软土地层含水量过大或过小时，可采用灰土挤密桩。含水率过大时，可往孔内填干土粉或石灰粉，以吸去部分水分，或快速成孔浇灌或边成孔边下套管，或成孔后下套管；含水率过小时，应预先浸湿加固范围内土层，成孔顺序应先外圈、后里圈并间隔进行。对已成孔应防止受水浸湿，且应当天回填夯实。为避免夯打造成缩颈堵塞，应打一孔填一孔。当桩孔较密、土质松软时，应采取间隔跳打夯实。孔填料前应先夯打孔底3～4锤；根据试验测定的密实度要求，随填随夯，严格控制下料速度和夯击次数；回填料应拌和均匀，并控制其含水量；每个孔填料用量应与计算用量基本符合；夯锤质量不宜小于l00kg；锤型以梨形或枣核形较合适，这有利于夯实边缘土，不宜采用平头夯锤，落距一般应大于2m；如果地下水位较高，应降低水位后再回填夯实。已出现疏松、断裂或夹层的，应用洛阳铲将其全部取出来，并按规定重新填夯灰土，达到设计要求。认真按操作规程施工，灰土要按配合比称量，搅拌要均匀，干湿要适度。每次下灰厚度、数量、落锤高度、夯击次数要按试验规定做到前后一致，施工中严格按质量评定标准进行抽样检验。

4.软土地基加固处理应考虑的因素

4.1路基状况

在路基加固中，在软土层浅而薄的情况下，常用简单的表层处理法。重要的构造物基础常用开挖换填法。若软土层较厚，应使用其他方法配合表层处理法。夹有砂层且厚度较薄的软土层，一般采用表层

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处理法、强夯法等方法，即使是5cm的砂层也是有效排水层，在土质调查中不要遗漏。软土层厚且无砂层的情况，因排水距离长，固结沉降需很长时间，强度也不增长。因此，沉降处理常用表层排水法。在浅层部位堆积有4m以上厚度砂层，以下为软弱粘土层的情况。一般来说，稳定不成问题，只需沉降处理，常用强夯法。

4.2道路性质

道路等级愈高，平整度愈重要，愈需要采取有效的沉降处理措施。等级较低时，可先铺简易路面，待沉降结束后，再铺正式路面以节约资金。同时路堤的设计高度与宽度也是选择处理方法时要考虑的重要因素。如采用换填法时，宽而低的路堤易发生局部破坏；反之窄而高的路堤，下面易被换填。在设计高度大而稳定有危险的情况下，采用强夯法将受到限制。还有路堤越宽越高，则地基产生压力球的根部越深，而引起深处粘土层沉降。

4.3施工环境

不同的施工环境选用的处理方法不同，经济性也不同。比如噪音、振动地基及地下水的变化和排出的泥水等，在选择施工方法时必须考虑。同时在路堤高度较而地基特别软弱的情况下，周围地基经常发生大的隆起或沉降。这样，在路堤坡脚附近有民房和重要构造物时，应考虑以减小总沉降量且控制剪切变形的方法为主要措施。不能采用这类方法时，应考虑事先对可能受影响的构造物加以保护，否则应考虑以高架构造物代替路堤。

5.结束语

总之，软土地基的加固处理质量直接影响到路基的基础承载力，也是保证道路建成后安全、高效运营的关键。所以选择合理的软基加固处理方案及方法并快速实施，从而取得预期的经济和社会效益，就具有重大的实际意义。

参考文献： [1]周皓明，浅谈道路工程软土路基处理的方法[j]，科技信息，2011.[2]李强．河滩相软土地基处理研究[J]．中外公路，2005，（8）．

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第三篇：我国盐碱地产生的原因、危害及防治措施

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福建农业职业技术学院毕业论文（设计）报告纸

我国盐碱地产生的原因、危害及防治措施

林丹静

（福建农业职业技术学院 园艺技术0903 学号09126300921）

摘要：盐碱地是集聚盐类的一种现象，它严重的危害了农业生产的发展。特殊的气候、地形和地下水、地表水补给等自然因素及一些人为因素加剧了盐碱地的发生。本文主要分析了我国产生盐碱地的原因、危害及防治措施。关键词：盐碱地 原因 防治措施

土地盐碱化是当今世界土地退化的主要问题之一。我国主要分布在华北平原、东北平原、西北内陆地区及滨海地区。盐碱地的产生，使大面积土壤资源难以利用，农业综合生产能力下降。

1．我国盐碱地产生的原因 1.1 自然因素

自然因素主要包括气候、地形、地下水和地表水补给因素等。气候因素决定了盐碱化发生的必然性，地形因素对盐碱化则产生更为直接的影响，地表水和地下水因素为盐碱化提供了物质基础和发育空间。1.1.1 气候因素

我国盐碱地大多分布北温带半湿润大陆季风性气候区，降水量小，蒸发量大，溶解在水中的盐份容易在土壤表层积聚。如我国吉林省西部平原，在强烈的季风影响下，全年降水量400~500mm，而年蒸发量高达1206mm，年蒸发量是降雨量的3倍以上，而春季蒸发量为降水量的8~9倍[1]。新疆农二师地区因蒸发量大，决定了土壤盐分上升水流起绝对作用，在自然土壤条件下土壤的淋溶过程和脱盐过程十分微弱，土壤中可溶性盐借助毛细血管上行积聚于表层，导致表土普遍积盐，形成大面积的盐碱土。1.1.2 地形因素

地形部位高低对盐碱土的形成影响很大，多为波状起伏的漫岗，地形比较开阔，坡度比较小，微地形极为复杂的一些高平原、台地和阶段地貌。还有一些地势低，没有排水出入，而该地区比较干旱，由于毛细作用散开到地表蒸发后，便留下盐分，日积月累，土壤含盐量逐渐增加，形成盐碱土。如洼地，没有排水出入，则洼地水分蒸发后，留下盐份，形成盐碱地。1.1.3 地下水和地表水补给因素

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我国有较多的江河及各支流，如松花江、嫩江、乌苏里江、胶流河等。加上这些地方夏季降雨集中，这些地表水绝大部分不能通过河道或地下径流及时排出，而停留在地势较低的河-湖漫滩上和汇集在局部的洼地中，从而使得水分平衡主要靠蒸发来调节，水中携带的盐类积累下来，使半内流区和碧流区的地表水、地下水逐渐被矿化，土壤也逐渐盐碱化[2]。因此地下水埋深和矿化度的高低是决定地下水中盐分能否转变成土壤盐分和土壤能否发生盐碱化的主要条件。地下水埋深愈浅，蒸发强度愈强，上升至地面的矿化地下水就愈多。同样，在埋深一定的情况下，地下水矿化度愈高，表层土壤积盐越强烈。在B.A.科夫达在论证地下水与土壤盐碱化的关系时指出，在现代盐碱化过程的发生和发展因素中，地下水的移动、埋深和平衡最为重要[3]。

1.2 人为因素

造成我国盐碱地的人为因素很多，归纳起来主要如下： 1.2.1 排水系统不完善

排水不畅、缺乏完善的排水系统是造成土地盐碱化的重要原因。加之各级排渠疏于管理，边坡滑塌、淤积情况严重，排水出路不畅，从而使灌区地下水位居高不下，造成土壤盐渍化程度加重。还有的是因为工程不配套仅修了灌溉工程未修排水工程，不能及时将灌区内多余灌溉积水排出去，促使和加剧了土地次生盐碱化的发生。如松嫩平原西部 ,上世纪70年代修建的工程，由于工程不配套，导致耕地中的次生盐碱化面积增加[4]。1.2.2 缺乏完善灌溉技术

在我国东北地区，由于灌溉定额过大和灌溉技术不完善，除一部分引水渗漏损失外，送入田间的大量水量渗入地下，结果抬高了地下水位。此外，水田灌区管理不善，采用大水漫灌，使地下水位抬高，盐份上升，或在排水条件不好情况下，引起次生盐碱化。之后，不得不大量采用大水压盐的方法。1.2.3 耕作技术不当

耕作不当，土地不平整，灌水不均，造成未灌上水的部位成为干排盐地段，此地段又逐步变成盐土地段，局部高地形成盐斑。根据新疆土壤办公室调查发现，在我国新疆农二师塔里木地区灌区部分团场，临近地块土壤含盐量竟然相差4-6倍。加之部分塔里木河下游团场因无水可灌导致撂荒土地，降低了地面绿地的覆盖面积，使土壤长时间裸露，加速了土壤盐分表聚[5]。

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1.2.4 过度垦殖

在我国一些地区对土地资源的过度垦殖，如滥垦、过牧、伐薪、采药等都是导致土壤盐碱化的不良经济行为。如1958~1984年，26年期间，由于不合理利用土地，如过度放牧、割草、烧荒、等原因，吉林西部草地盐碱化面积增加16.5万hm2平均每年增加6875 hm2 [6,7]。1.2.5 长期引用咸水进行灌溉

在我国有些地区由于灌溉高峰期间地表水不足，长期引用排水沟的排水和上游灌区排水与地下水混合进行灌溉，水矿化度一般为2L，有时高达3~4L。地越浇盐碱含量越大，土壤也越加板结，加速了灌区土壤次生盐碱化。

2.我国盐碱地造成的危害

盐碱地的危害造成大量低产田和农民贫困，使面积土壤资源难以利用，农业综合生产能力下降，严重影响生产发展和农民生活水平的提高，而且不利于植物的生长，引起植物的生理干旱、伤害植物的组织，而且还影响了植物的正常营养和植物气孔关闭。如在我国的滨海地区多方面阐述了土壤盐分对作物的危害[8]，它使作物的种子在土内霉烂变黑不发芽，迟迟不能变绿；还影响作物体内正常的离子平衡遭受破坏，造成作物生长衰退。且土壤盐分过多会还会发生根腐，最后导致作物脱水枯死等。

3．我国盐碱地的治理措施 3.1 井排井灌措施

合理开发利用地下水，对地下水位的控制和土壤次生盐碱化的防治具有显著作用。在我国新疆农二师地区水文地质条件，充分考虑地下水垂向排泄量较大、盐渍化程度不断增加的现实情况，农二师地下水开发利用主要开发灌区地下水，以集中开采为主、分散开采为辅，分多种形式布置水源。农二师已建成11个水源地，加上其它分散布井，现状机井数量为459眼，到2020年，在发展以上11个水源地的基础上，新建排灌井540眼[9]。

3.2 耕作措施

3.2.1 合理的土壤耕作

通过耕翻、耙地、镇压、中耕等田间作业，可创造良好的土壤表面状态和耕层构造，达到改善土壤透水性、通气性和温度状况，促进土壤脱盐，抑制土壤返盐，减少土壤蒸发，消灭田问杂草，为作物生育创造良好的条件。

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3.2.2科学整地

耕地盐碱化的发生与地表不平整有关系。据杨瑞珍，毕于运实验研究，在相同的土质和水文地质条件下，盐斑的部位一般要比邻近的地面高出2到5厘米，盐碱的分布状况，从盐斑的边缘到中心，盐碱逐渐加重，所以科学整地对改良盐碱化耕地极为重要。但必须注意的是平整土地后也要留一定的坡度，以保证灌水通畅[10]。因为土地平整与否是影响灌水质量和洗盐效果的关键。据罗家雄资料[11]，田地不平会造成一定程度的灌水不均，当田面高差超过8~15cm的脱盐率比平坦的低15％～52％；灌水定额因田地不平而往高处逼水，灌时延长而增大46％~60％；局部高地因受水少、干早、蒸发强，积盐量远远超过低平部位，常因此而形成盐斑。可见平整土地是改良盐碱土的一个重要条件。

3.3 盐碱地的培肥措施

3.3.1 增施有机肥

施用有机肥不仅使土壤营养条件变好，土壤生物和理化性质也得到改善，直接或间接地促使土壤盐分向脱盐或降低毒性的方向变化[12]。

在盐碱地上增施有机肥，能够提高土壤的缓冲性能，增加土壤有机质含量，改善耕层结构及物理性状，减少地面蒸发，有效的控制土壤的毛细血管水的强烈上升，从而显著的减轻地表积盐[13]。据研究，我国松嫩平原地区通过向盐碱斑上施枯草以改良草地盐碱化，施枯草两年后体积质量下降，孔隙度提高，而且效果随着施枯草量的增加而增强[14]。3.3.2 种植绿肥

在我国盐碱地区种植绿肥已证明为有效措施。如常见的绿肥品种草木樨、绿豆、大豆、田菁等宜努力推广[15,16]。盐碱土种植绿肥，并实行草田轮作可以增加土壤有机质和速效养分，也可以使土壤体积质量变小，孔隙度增大，渗透性增强，有利于作物生长和排水洗盐。

3.4 种稻洗盐

在一定的水源和良好的排水出路条件下，种植水稻是治盐改土、争取农业增产的有效措施。在种植水稻过程中，土壤中可溶性盐类，随着换水渗水，排出田块以外，或渗到土壤底层，因而脱盐效果显著[17]。

3.5 植树造林，种植耐盐植物

植树造林是改良利用盐碱地综合措施中的一个重要环节，其作用：一是改

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善农田小气候，减少地面蒸发，有利于土壤保墒和削弱土壤返盐；二是生物排水，可降低地下水位；三是改良土壤，增加土壤有机质和养分含量。很多人研究了柽柳、木麻黄等耐盐碱树种的造林技术，对重盐土改良利用进行了大量研究[18,19]王志刚等人在粗放管理模式下对12个树种进行筛选，沙枣、沙棘等适应于粗放管理模式盐碱地推广造林[20]。

在盐碱地上种植耐盐植物可以提高盐碱化耕地的利用率，扩大盐碱化耕地的种植面积。40年代以来，对植物耐盐性、盐碱地造林树种选择、造林技术、选育耐盐植物等问题进行了比较深入细致的研究，取得了一定成果[21]。

4．结语

盐碱地在我国的分布范围已很广泛了，严重影响了我国农业生产的发展。应加强对土地盐碱化的重视与关注。可根据我国不同地区盐碱地产生的原因，因地制宜，充分发挥各种措施的作用，达到提高农业综合生产能力及农民的生活水平。

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参考文献：

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第四篇：软土地基-----毕业论文资料

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。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。

关键字：软土定义，软土下沉，软土危害，软土勘察

目录

第1章 引言...............................................4 第2章 软土地基的成因.....................................4 2.1 软土沉积的地质环境…………………………………………………4 第3章 软土地基的特性.....................................6 第4章 软土地基的勘察....................................8 4.1 软基工程勘察………………………………………………………8 4.2 勘察的方法与要求…………………………………………………8 第5章 软土地基的危害....................................10 第6章

软

土

地

基的处

理

技

术

方法....................................10 6.1 反 压 法……………………………………………………………10 6.2 换土垫层法…………………………………………………………13 6.3 粉体搅拌法…………………………………………………………14 6.4 软土地基处理的其他措施…………………………………………15 第7章 结论..............................................17 毕业论文声明.............................................19 致谢.....................................................20 参考文献................................................21

第1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：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。

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5％—10％，粉粒20％-40％，粘粒35％～60％。泛滥平原沉积物的中间粒径材d在0．005—0．06mm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，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的冰后期冰湖中，悬浮的沉积物质大大减少(一般少于o．1g／L)。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

一、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: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。

第四章 软土地基的勘察

4.1 软基工程勘察

一、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、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、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。

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o．05m以内。

(2)非连续取芯钻进的回次进尺，对于螺旋钻在1．Om以内，对于岩芯钻探应在2．Om以内，取芯钻进时软土层每回次进尺不宜大于2．Om，粉土每回次进尺不大十1．5m。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。

取十器的技术参数：

(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1．0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=5～10倍取土直径；对于粘性土Hs=10—20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“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

一、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，同时路堤的设计高度不大于5／3～2倍极限高度。

二、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6—1所示。

三、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1／3～1／2，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(0．5—1)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3／2-5／3。

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6—2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：

6.2 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2m～3m。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。

粉喷法加固软土地基的特点

粉喷法加固软土地基，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，空压机，供料机三大件组成。设备简单，机身体积小，步履移动方便。

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6～30m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，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。

第七章 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。

毕业论文声明

本人郑重声明：所呈交的毕业论文，是本人在老师指导下，进行实践工作所完成的。除文中已经注明引用的内容外，本论文的成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文声明的法律责任由本人承担。

签名：

年月日

致谢

感谢……不可想象我将会怎么样……。

参考文献

[1]林宗元.岩土工程治理手册[M].沈阳:辽宁科学技术出版社,1993.1882204.[2]叶书麟.地基处理与托换技术[M].北京:中国建筑工业出版社,1992.5152518.软土地基处理与地下工程施工新工艺新技木应用手册

吕君雄，罗志强，张汉平.软土地基施工期稳定性分析评价方法的探讨

李仲秋.软土地基的信息化施工方法

何开胜，袁文明，陈宝勤等.深层软土地基堆土预压法观测与分 析

规范编写组.建筑地基基础处理技术规范(JGJ79-91)张启岳，王 韦，李泽崇等.土石坝观测技术

第五篇：软土地基处理技术

软土地基处理技术

摘要：软土地基的处理质量是保证建筑物安全、高效运营的关键，也直接影响到地基的基础承栽力。目前在国内较为常用的地基处理方法有：垫层法、强夯法、和灰土挤密桩、石灰桩、砂桩、碎石桩、深层搅拌法和高压旋喷注浆法等。不同的软土地基应该结合工程的实际采取有效经济的处理办法。关键词：软土地基处理 主要类型 危害 地基承载力 地基土 变形

一、绪论

1、什么是软土

研究工程的软土地基处理，首先我们需要去了解什么是软土。具体该如何定义软土，各行业部门如建筑、铁路、公路等，根据行业特点和习惯，给出的定义或判定条件不尽相同。

例如，在建筑工程中认为：软（弱）土是指淤泥、淤泥质土、充填土、杂填土或其他高压缩性土。其中淤泥是在静水或缓慢流水环境中沉积并经生物化学作用而形成，为天然含水量大于液限、天然孔隙比大于或等于1.5的粘性土;天然含水量大于液限而天然孔隙比小于1.5、但大于或等于1.0的粘性土或粉土称为淤泥质土。[1] 此外公路工程中认为：软土为天然含水量大、压缩性高、承载力低的一种软塑到流塑状的粘性土，如淤泥、淤泥质土，以及其他高压缩性饱和粘性土、粉土等。淤泥和淤泥质土的特征解释为，在静水或缓慢流水环境中沉积，经生物化学作用而形成的饱和粘性土，含有机质，天然含水量大于液限。当孔隙比大于1.5时称为淤泥;天然孔隙比小于1.5而大于1.0时称为淤 泥质土。当土的烧失量大于5%时，称有机质土;大于60%时称为泥炭。[2] 关于软土定义，除以上所述的两点观点外还有一些，但大同小异。总而言之，工程界通常口语称呼的软土指天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、承载力低的土。

一般而言，软土是指近代水下沉积的饱和粘性土，是淤泥、淤泥质粘土、泥质粉土、泥炭、泥炭质土等一类土体的简称。软土广泛分布在我国沿海内陆平原或间盆地。不同地域软土的成因、结构和形态各不相同，但都具有基本相同的物理力学特征：天然含水量高、天然孔隙比大、渗透系数小、压缩性高、强度低，可呈灵敏性结构。如果软土作为工程建筑的地基，由于其承载力低、往往就会产生不同程度的坍滑或沉降。所以当一个工程在遇到地基土为软土时，如何做到正确且经济的处理就显得尤为重要。

2、软土地基的特性

软土的性质与地基土的成层构造、沉积年代、成因类型有密切关系。不同年代和成因的软土，其物理性质指标尽管可能相近，但作为地基，工程性质却可能相差很大，其大概特点总结如下：

1．含水量较高。因为软土的成分主要是由粘土粒组和粉土粒组组成，并含少量的有机质。粘粒的矿物万分之二为蒙脱石、高岭石和伊利石。这些矿物晶粒很细，呈薄片状，表面带负电荷，它与周围介质的水和阳离子相互作用，形成偶极水分子，并吸附于表面形成水膜，在不同的地质环境下沉积形成各种絮状结构。因此这类土的含水量比较高。

2．透水性差。软土的渗透系数一般在1×10-6～1×10-8cm/s之间，所以在荷载作用下固结速度很慢。当地基中有机质含量较大时，土中可能产生气泡，堵塞渗流通道而降低其渗透性。所以在软土层上的建筑物基础的沉降拖延很长时间才能稳定，同样在荷载作用下地基土的强度增长也是很缓慢的。

3．压缩性较高。一般正常固结的软土层的压缩系数约为0.5～1.5Mpa-1，最大可达到4.5Mpa-1；压缩指数约为0.35～0.75。天然状态的软土层大多数属于正常固结状态，但也有部分是属于超固结状态，近代海岸滩涂沉积为欠固结状态。欠固结状态土在荷重作用下产 1 生较大沉降。超固结状态土，当应力未超过先期固结压力时，地基的沉降很小。

4．流变性强。在荷载的作用下，软土承受剪应力的作用产生缓慢的剪切变形，并可能导致抗剪强度的衰减，在主固结沉降完毕之后还可能继续产生可观的次固结沉降。

3、软土地基的危害

软土地基的危害是承载力低，变形大，特别是不均匀变形大，而且变形稳定时间很长，几年甚至几十年。往往造成建筑物沉降大且不均匀，造成建筑物开裂，倾斜等。

例1：2009年6月27日上海闵行区“莲花河畔景苑”一在建13层住宅楼于清晨连根“卧倒”的事件。事后专家分析，最有可能是地基出现问题，因为莲花河畔景苑所在的区域属于上海流沙比较严重的区域，其地基是属于我们常说的软土地基，如果地基不经过加固处理，很容易引起房屋倾斜。专家认为由于是对土芯取样出现问题，导致设计存在偏差；或者是打桩不深、水泥标号等存在问题。因为地桩的水泥有高标要求，如果没有达到会发生断裂。

例2：2010年8月，福建正得房地产开发有限公司开发的格林兰景3号楼地基塌陷一事，以及各地不断传来的“楼薄薄”、“楼脆脆”、“楼歪歪”等新闻，如此多的房屋出现质量问题，已经让老百姓不寒而栗。

例3：2004年4月4日下午4点左右，福建罗长高速公路马尾到琯头段长柄高架桥往北500米处发生大面积塌方，塌方路段长度约70米，塌陷落差达15米左右。陷下去的公路上有一辆小轿车。驾驶员心有余悸地告诉记者，当时的感觉就像乘电梯往下掉，所幸人车都没有受损。据福建省高速公路公司负责人介绍，造成事故的主要原因是路基软、土质差，淤泥又深又厚，雨季来临使地下淤泥产生流动。

根据以上三个例子可见，工程中软土地基处理的重要性和必要性。

二、软土地基处理目的和意义以及发展现状和存在问题

1、软土地基处理的目的和意义

意义：众所周知，地基与建（构）筑物的关系极为密切，建（构）筑物的安全与正常使用，地基基础起着非常重要的作用。据调查统计，世界各国各种土建，水利、交通等类的工程事故中，因地基问题造成的工程事故的比例最大。软基处理恰当与否，关系到整个工程质量、投资和进度，其重要性已越来越多的被人们所认识。

目的是：利用换填、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和热学等方法对地基土进行加固，2 用以改良地基土的工程特性。

1、提高地基的抗剪强度

2、降低地基的压缩性

3、改善地基的透水特性

4、改善地基的动力特性

5、改善特殊土的不良地质特性

2、软土地基处理技术的发展现状和存在的问题 2．1发展现状

近40年来，国外的地基处理技术发展的十分迅速，老方法得到改进，新方法不断涌现。在20世纪60年代中期，从如何提高土的抗拉性质这一思路上，发展到土的加筋法；从如何有利于土的排水和排水固结这一基本观点出发，发展到了土工合成材料、砂井预压和塑料排水带；从如何进行深层密实处理的方法考虑，采用加大击实工的措施，发展到了强夯法和振动水冲法等。另外，国外现代工业的发展，对地基工程提供了强大的生产手段，如能制造重达几十吨的强夯起重机械；潜水电机的出现，带来了振动水冲法中振动器等施工机械；真空泵的问世，建立真空预压法，生产了大于20MPa气压的空气压缩机，从而产生了高压喷射注浆法。通过不断的发展使得如今对软土地基处理变得更加简单快捷。

2.2现有软土地基处理方法所存在的问题

为什么在世界各国各种土建，水利、交通等类的工程事故中地基问题造成的工程事故的比例最大，现有的处理方法中存在哪些问题？

(1)未能因地制宜合理选用处理方法。在合理选用地基处理方法方面有时存在一定的盲目性。例如饱和软粘土地基不适宜采用振密、挤密法加固。根据工程地质条件和地基加固原理，因地制宜合理选用处理方法特别重要。在这方面，现在的问题是对几个技术上可行方案进行比较、优化不够。采用的不是较好的方法，更不是最好的方法。有时工程问题是解决了，但造价高和工期长。

(2)不能正确评价每种地基处理方法的适用性。人人都承认每种地基处理方法都有一定的适用范围，但遇到具体问题就会盲目扩大其应用范围，对这种情况施工单位更应注意。

(3)施工单位素质差影响地基处理质量。这方面最典型的例子是搅拌桩施工。几年前上海市建委发文禁用粉喷深层搅拌法，接着不少地区也采取类似措施。深层搅拌法不能满足地基处理要求并不是深层搅拌法工法本身不成熟，也不是深层搅拌法加固地基设计方法不对。影响施工质量主要是施工单位素质和施工机械两方面问题。先分析施工单位素质存在的问题。前些年，地基处理施工队伍的快速膨胀，造成绝大多数施工队伍缺乏必要的技术培训，熟练技术工人缺乏是普遍现象。除此之外，还存在偷工减料现象。其它地基处理方或轻或重也存在类似问题。

(4)施工机械简陋影响地基处理水平和质量。近二十几年来，我国地基处理施工机械发展很快，许多已形成系列化产品。但应看到与我国工程建设需要相比较，差距还很大。还以深层搅拌法为例，不能很好保证施工质量不仅与施工单位素质有关，也与目前应用的施工机械水平有关。简陋的机械要保持稳定良好的施工质量是困难的。

(5)地基处理理论落后于实践。从实践一理论一再实践的角度看，实践先于理论是一般规律，对土木工程更是如此。但重视理论研究，用理论指导实践也是很重要的。对地基处理各种工法及一般理论缺乏深入系统的研究也是发展中存在的问题之一。

(6)不少工法缺乏完善的质量检验手段。完善的质量检验手段是保证施工质量的重要措施。目前不少工法缺乏完善的质量检验手段。

三、简要介绍常用的软土地基处理方法及其原理

随着现代工程技术的发展进步以及新的加固技术、新型材料的不断研发，使得软土地基处理技术日趋完善。(1)换土垫层法

换土垫层法的原理是：将基础底面以下不太深的一定范围内的软弱土或不良土挖去，以质地坚硬、强度较高、性能稳定、压缩性较小、具有抗侵蚀性的砂、砾、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、矿渣等材料分层充填，并同时以人工或机械方法分层压、夯、振动，使之达到要求的密实度，形成良好的人工地基。垫层能有效扩散基底压力，提高地基承载力、减少沉降、加速软弱土层的排水固结、防止冻胀、消除膨胀土的胀缩作用等。适用于各种软弱土及山地不良地基的浅层处理。使用的主要材料：砂、砾石、石渣、粉煤灰、矿渣等。使用的主要机械设备：人工挖土或机械挖土、垫层材料运输、压实或夯实机械。

(2)挤淤置换法

挤淤置换法的原理是：依靠换填材料的自重以及借助于其他外力，如压载、振动、爆炸、强夯或卸荷等，使软弱层遭受破坏后被强制挤出而进行的换填处理。适用于厚度较小的淤泥地基。

(3)强夯置换法

强夯置换法是一种普遍运用的方法，其原理是采用边填碎石边强夯的强夯置换法在地基中形成碎石墩体，由碎石墩、墩间土以及碎石垫层形成复合地基，以提高地基承载力、减少沉降。适用于人工填土、砂土、粘性土和黄土、淤泥和淤泥土地基。使用的主要材料：碎石、矿渣等。使用的主要机械设备：夯锤、起重设备、脱钩装置及运输装卸机械。

(4)碎石桩(置换)法

原理是在软粘土地基中采用沉管法或其它方法设置密实的砂桩或碎石桩，以置换同体积的粘性土形成砂石桩复合地基，以提高地基承载力。同时砂石桩还可以同砂井一样起排水作用，以加速地基土固结。适用于软粘土地基。使用的主要材料：砂或碎石、砾石。使用的主要机械设备：打桩机。

(5)振冲置换法

振冲置换法的原理是利用振冲器在高压水流作用下边振边冲在地基中成孔，在孔内填入碎石、卵石等粗粒料且振密成碎石桩。碎石桩与桩土间形成复合地基，以提高承载力，减小沉降。适用于不排水抗剪强度不小于20kPa的粘性土、粉土、饱和黄土和人工填土等地基。使用的主要材料：碎石、砾石。使用的主要机械设备：振冲器、起重机或施工专用平台和水泵。

(6)加载预压法

原理是在建造建筑物之前，天然地基在预压荷载作用下压密、固结，地基产生变形，地基土强度提高，卸去预压荷载后再建造建筑物，完工后沉降小，地基承载力也得到提高。堆载预压有时也利用建筑物自重进行。当天然地基土渗透性较小时，为了缩短土体排水固结的排水距离，加速土体固结，在地基中设置竖向排水通道，常用形式有普通砂井、袋装砂井、塑料排水板等。当采用竖向排水通道时，也分别称为袋装井法、袋装砂井法或塑料排水带法等。［7］适用于软粘土、粉土、杂填土、冲填土、泥炭土地基等。使用的主要材料：堆载用料可用土石方或其他填料;垫层材料用渗透系数大于10-3 m/s、含泥量小于3%、级配较好的中粗砂；竖向排水通道之砂井法需用同垫层材料要求相同的砂，袋装砂井法还需聚丙烯机织土工物，塑料排水带法需塑料排水带。使用的主要机械设备：堆载用料的运输、装卸机械，也可用人工运输，静压沉管机械、锤击沉管机械，动力螺旋钻机，袋装砂井专用打设机，塑料排水带插板机。

(7)降低地下水位法

原理是通过降低地下水位，改变地基土受力状态，其效果如堆载预压，使地基土固结。在基坑开挖围护设计中可减小作用在围护结构上的土压力。适用于砂性土或透水性较好的软粘土层。

4(8)石灰桩法

原理是通过机械或人工成孔，在软弱地基中填入生石灰或生石灰块加其他掺合料，通过石灰的吸水膨胀、放热以及离子交换作用改善桩周土的物理力学性质，并形成石灰桩复合地基，可提高地基承载力、减少沉降。适用于杂填土、软粘土地基。使用的主要材料：生石灰。使用的主要机械设备：打桩机或洛阳铲成孔。

(9)深层搅拌法

原理是利用深层搅拌机将水泥或石灰和地基土原位搅拌形成圆柱状、格栅状或连续墙水泥土增强体，形成复合地基以提高地基承载力，减小沉降。深层搅拌法分为喷浆搅拌法和喷粉搅拌法两种，也可用它形成防渗帷幕。适用于淤泥、淤泥质土和含水量较高、地基承载力不大于120KPa的粘性土、粉土等软土地基。用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性时宜通过试验确定其适用性。使用的主要材料：水泥。使用的主要机械设备：深层搅拌机，按搅拌轴分为单轴和双轴两种，按喷射方式分为浆液喷射和粉体喷射两种。配套设备：浆液喷射主要有灰浆搅拌机、灰浆泵，粉体喷射主要有粉体发送器、空气压缩机以及计量器等。

(10)高压旋喷注浆法

原理是利用钻机将带有喷嘴的注浆管钻进预定位置，然后用20Mpa左右的浆液或水的高压流冲切土体，形成水泥土增强体。有单管法、二重管法、三重管法。在喷射浆液的同时通过旋转、提升形成定喷、摆喷和旋喷。可形成复合地基以提高承载力，减少沉降，也常用它形成防渗帷幕。适用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等地基。当土中含有较多的大块石，或有机质含量较高时应通过试验确定其适用性。使用的主要材料：水泥。使用的主要机械设备：钻机、高压泵、泥浆泵、空气压缩机、注浆管、喷嘴、流量计、输浆管、制浆机等。

以上论述的几种软土地基处理方法，仅仅是众多处理方法中较具代表性的，在各个不同的工程建设过程中，建设人员要针对不同的地质条件、技术条件、设备条件、资金力度等因地制宜的采用一种最为经济合理，施工方便的地基处理技术。本文将要重点介绍的喷粉桩加固地基处理技术，就是一种具有加固工艺合理、施工简单、技术可靠、成本低廉、进度快、无振动、无噪音、工期短、占地面积小等优点的处理技术。

四、喷粉桩加固地基的处理方法

1、喷粉桩加固地基处理技术的概述

粉喷桩是粉体喷射深层搅拌桩加固软土技术的简称。国外定名为DJM工法(Dry Jet Mixing Method)喷粉桩最早是由瑞典和日本于20世纪60年代后期提出的加固地基的技术工艺。80年代初，国内开始研究，1984年7月在广东省云浮硫铁矿铁路专用线上用石灰搅拌桩加固单孔4.5m盖板箱涵软土地基获得成功，1985年4月通过铁道部部级技术鉴定。此后，很多设计单位将喷粉桩技术进行了推广应用，特别是地下水位较高的地区。

2、该技术的工作原理

通过喷射搅拌机将粉状加固料如水泥、石灰粉等用压缩空气喷入地基深部凭借搅拌机的回转钻头叶片使加固料与原位软土混合就地搅拌形成具有整体性、水稳性及一定强度的桩体。桩体中的加固料与软土产生一系列物理化学反应使软土硬结从而使桩体与桩间土一起组成复合地基起到加固地基的目的。

2.1喷粉桩所采用固化剂的分类

当前在实际工程中喷粉桩所用的固化剂主要是水泥或石灰两钟，喷拌成水泥土桩或石灰土桩。

采用水泥作为固化剂时，水泥的水化与其在混凝土中的变化机理不同，混凝土的硬化是水泥在粗骨料中进行，而水泥土硬化是水泥在具有活性的粘土介质中进行，作用缓慢而复 5 杂。采用生石灰作固化剂时，石灰在土层中吸水、膨胀、发热和进行复杂的离子交换，土微粒凝聚、火山灰、碳酸钙、固结等一系列物理化学反应，生成复杂的化合物，这些化合物在水和空气中逐渐硬化、使土粒得到牢固结合和加强，促使周边土体固结，从而形成较高强度的石灰土。

3、喷粉桩处理的特性

喷粉桩是由水泥或石灰作固化剂而形成的灰土桩，因为它既不能掺入高强度的粗石骨料，也不能通过用配置钢筋的方法来提高自身的承载力，所以喷粉桩仅考虑竖直荷载的作用，不象砼桩那样，承受竖向力的同时还能承受水平力。喷粉桩自身性质介于刚性桩（钢筋混凝土灌注桩、钢筋混凝土预制桩、木桩、钢管桩等）与柔性桩(碎石桩、砂桩、土桩等)之间的一种桩型，它的刚度、抗压强度和抗侧向压力作用均小于刚性桩而大于柔性桩。由于喷粉桩所用的固化剂是在钻孔过程中、通过钻杆喷入土层中的，桩载面中心的钻杆占去一定的空间，钻头叶片距端头越近搅拌力矩越大，使灰土搅拌愈均匀；因此桩身截面的强度是不均匀的，中心轴处强度最低，沿截面经向由中心轴向外边缘强度逐渐增强，在喷粉桩施工过程中应空杆复钻一次，以便提高混合土的均匀性是非常必要的。喷粉桩的轴向应力分布是不均匀的，从桩顶自上而下轴向力逐渐减小，最大轴向力位于桩顶3-5倍桩径范围内，再往下轴向力收敛很快，所以，喷粉桩的破坏机理是，以浅层桩向纵向压缩变形增长，外荷载继续增加，桩向达到抗裂极限状态，而使桩体失去传力功能。

4、喷粉桩在工程施工中的应用

1、提高基础地耐力：喷粉桩适用于加固软土地基，增强软土地基的承载力，使之提高建筑物的基础地耐力。

2、加固软土边坡：当此次工程进行建筑物基坑开挖时，我们遇到地面宽度不够使放坡受到限制，开挖边坡的稳定性不够等问题。由于喷粉桩可用于加固软土边坡，所以采用单个喷粉桩互相搭接而形成竖壁状墙体作护岸结构，这样比起砼连续墙、预制钢筋砼桩、钢板桩等护岸方案，不但施工简便，而且经济效益可观。

3、基坑的施工：采用水泥作固化剂制成的喷粉桩，由于水泥与原位土混合后，原位土变成较密实的水泥土，大大降低软土的渗透系数，可有效地起到阻水作用，避免坑壁流砂发生。同时，由于喷粉桩下端入土深度校长，切断了地下水的渗透途径，使得基坑降水漏斗变陡，减小了由于降水量大对周围环境的危害，从而使基坑排水作业简便化，有利于基坑的施工。

具有的优点：

加固工艺合理、施工简单、技术可靠、成本低廉、进度快、无振动、无噪音、工期短、占地面积小、对环境无污染、对周围建筑物无影响、加固效果好等，更引人注意的还有：

（1）可以直接在含有地下水的地层中施工成型。

（2）虽然负温下固化料与土的反应减弱，但温度回升后，反应可继续进行，故在地温为-10℃以上的情况下进行施工，毫不影响桩的质量。

（3）施工过程中只向土层中喷射固化料干粉，无需向地层中注入附加水分，不但减少了施工污染，而且使固化料能充分吸收软土中的水分，从而增强加固效果。

（4）施工原料除原位软土外，仅掺入少量固化剂，因此施工工艺简单，施工成本低。

5喷粉桩施工程序：

1、平整场地，整套设备根据实际地形安装就位。

2、喷粉桩机自动纵横向移动，钻头对准孔位。

3、启动搅拌机，钻头正向旋转，实施钻进作业。为了不至堵塞钻头上的喷射口，钻进过程中不喷固化料，只喷射压缩空气，即确保顺利钻进，又减小负载扭矩。随着钻进，使 6 被加固的软土体在原位受到搅动。

4、钻至设计孔底标高后停钻。

5、再次启动搅拌机，反向旋转提升钻头，同时打开发送器前面的控制阀，按需要量向被搅动的疏松土体中喷射固化料——水泥粉（或石灰粉），边提升边喷射边搅拌，尽量达到搅拌均匀，使软土与固化料充分混合，喷射量与控制阀的开放大小成正比，与钻头的提升速度成反比。

6、当钻头提升至高出桩顶40cm～50cm时，发送器停止向孔内喷射粉料，桩柱已形成，将钻头提出地面。

7、为了确保固化剂与土体充分混合或感到某一根桩喷粉质量欠佳时，对原孔应复钻一次，以达到图纸设计要求。

8、实践证明：在喷粉过程中，当钻头提升到最后阶段时应注意控制，使钻头距地表面≥50cm时停止喷粉，不然粉体被带出地面而向空中飞散污染环境。

 6.1喷粉桩施工程序图

a.钻机定位 b.喷气钻井 c.终孔停钻 d.喷粉提升 e.成桩、钻头提至地面

1.喷钻机 2.钻架 3.钻杆 4.钻头 5.钻孔 6.成桩

结束语：

软土地基有极大的危害性，如果不处理或处理不当，就会造成地基失稳，使构造物沉降过大或不均匀沉降，对构造物造成不同程度的危害。软土地基的处理方法很多，但是结合实际情况，我国各地区的环境，土质皆有不同。前辈们的工程实践经验很宝贵，值得我们借鉴，但在实际工程中需要我们勇于探索，力求用最简单、最经济的施工方法完成任务。

参考文献：

[1]中国建筑科学研究院.《建筑地基基础设计规范》.北京:中国建筑工业出版社，2002 [2]交通部第一公路勘察设计院.《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》.北京:人民交通出版社，1996 [3]铁道第一勘察设计院.《铁路工程地质手册》[M].北京:中国铁道出版社，1999 [4]铁道第三勘察设计院.铁路工程设计手册:《桥梁地基和基础》[M].北京:中国铁道出版社，2002 [5]建设部综合勘察研究设计院.《岩土工程勘察规范》.北京:中国建筑工业出版社，2001 [6]殷宗泽、龚晓南．《地基处理工程实例》．中国水利水电出版社．2000 [7]翁春旭．处理软土地基排水固结法的技术经济分析． 2000