淺談軟土地基處理
[摘 要]軟土一般是指在靜水和緩慢流水環境中沉積，以黏粒為主并伴有微生物作用的近代沉積物。軟土是一種呈軟塑到流塑狀態，其外觀以灰色為主的細土粒，如淤泥和淤泥質土、泥炭土和沼澤土，以及其他高壓縮性飽和黏性土、粉土等。其中淤泥和淤泥質土是軟土的主要類型。軟土地基的處理質量是保證建筑物建成后安全、高效運營的關鍵，也直接影響到地基的基礎承栽力。
[關鍵詞]軟土地基處理 路基工程 地基承載力 地基土
1 軟土地基性質簡介
軟土是指以水下沉積的軟弱粘性土或淤泥為主的地層，有時也有少量的腐泥或泥炭層。軟土、沼澤的劃分為軟粘土、淤泥質土、淤泥、泥炭質土及泥巖五種類型。習慣上常把淤泥、淤泥質土、軟粘土總稱為軟土，而把有機質含量高的泥炭、泥炭質土總稱為沼澤。
2 軟土地基的危害
隨著經濟的不斷發展，我國公路建設的規模日益擴大，難度不斷提高，公路建設對軟土處理也提出了更高的要求。在軟土地基上修筑路堤，如不采取有效的加固措施，就會產生不同程度的坍滑或沉陷等病害。軟土地基處理不好，會出現路基的滑移，開裂，路面起伏不平，橋涵通道等人工構造物處的跳車顛簸等質量通病，給公路行車安全帶來不同程度的危害。 另外，如果不處理或處理不當，就會造成地基失穩，使構造物沉降過大或不均勻沉降，對構造物造成不同程度的危害。路基施工時要對軟土地基進行處理，保證公路的穩定性，使來往車輛及司乘人員安全，快速，舒適地行駛在公路上。
3 軟土地基處理原則
我國軟土多分布在江河湖海等處，但也在丘陵低洼和山區谷地賦存。由于其成因類型不同，厚度不一，性質各異，因此不能一律對待，首先應查明各地區特點和地質、土質條件，有針對性的進行有效對策，作出合理的處理。
4 軟土地基處理方法及適用范圍
我國現有的地基處理方法很多，對于同一種軟弱地基可以采用的方法常常有數種之多。每種地基處理方法都有一定的適用范圍、局限性和優缺點。由于工程地質和水文條件千變萬化，各地的施工機械、技術水平、建材品種及價格差異很大，在選用地基處理方法時要因地制宜。
5軟土地基處理方法
目前，常用的軟土地基處理方法主要有：碾壓及夯實、排水固結法、換土墊層法、擠密法和振沖法、高壓噴射注漿法與深層攪拌法、鋪設土工聚合物及其他方法。
5.1 碾壓法與夯實法
碾壓法與夯實法是修路、筑堤、加固地基表層最常用的簡易處理方法。軟土地基通過處理，可使填土或地基表層疏松土的孔隙體積減小，密實度提高，從而降低土的壓縮性，提高其抗剪強度和承載力。
5.2 排水固結法
排水固結法是利用地基排水固結的特性，通過施加預加載荷，并增設各種排水條件，以加速飽和軟粘土固結的一種地基處理方法。飽和軟粘土地基在載荷作用下，孔隙中的水被慢慢排出，孔隙體積慢慢減小，地基發生固結變形，同時，隨著超孔隙水壓力逐漸消散，有效應力逐漸提高，地基土的強度逐漸提高。排水固結法包括堆載預壓法、砂井堆載預壓法、塑料排水板法以及真空預壓法。這種方法在處理淤泥、淤泥質土及其他飽和軟粘土中占有統治地位，但對于滲透性極低的泥炭土，必須慎重對待。
5.3 換土墊層法
換土墊層法是將基礎下一定深度內的軟弱土層挖掉，回填強度較高的砂、碎石或灰土等，并夯至密實的一種地基處理方法。當建筑物載荷不大、軟弱土層厚度較小時，采用該法能取得較好的效果。當前，常用的墊層有：砂墊層、砂卵石墊層、碎石墊層、灰土或素土墊層、煤渣墊層、礦渣墊層以及用其他性能穩定、無侵蝕性材料做的墊層。這種方法比較適用于處理暗溝、暗塘等軟弱土地基。
5.4 擠密法和振沖法
擠密法是指在軟弱土層中擠土成孔，從側向將土擠密，然后再將碎石、砂、灰土、石灰或爐渣等填充料充填成密實的柔性樁體，并與原地基形成一種復合型地基，從而改善地基的工程性能。振沖法又稱振動水沖法，是以起重機吊起振沖器，啟動潛水電機帶動偏心塊，使振動器產生高頻振動，同時啟動水泵，通過噴嘴噴射高壓水流，在邊振邊沖的共同作用下，將振動器沉到土中的預定深度，經清孔后，從地面向孔內逐段填入碎石或不加填料，使其在振動作用下被擠密實，待達到要求的密實度后即可提升振動器，如此重復填料和振密直至地面，從而由在地基中形成的大直徑的密實樁體與原地基構成復合地基，最終提高地基承載力，減少沉降和不均勻沉降。此方法比較適用于處理松砂、粉土、雜填土及濕陷性黃土。
5.5 高壓噴射注漿法與深層攪拌法
高壓噴射注漿法又稱旋噴法，它利用鉆機把帶有特殊噴嘴的注漿管鉆進至土層的預定位置后，用高壓脈沖泵將化學藥劑（如水泥漿液、以水玻璃為主的漿液、以丙烯酸胺為主的漿液、以紙漿液為主的漿液等）通過鉆桿下端的噴射裝置，向四周以高速水平噴入土體，借助液體的沖擊力切削土層，使噴射流程內土體遭受破壞，與此同時鉆桿一邊以一定的速度旋轉，一邊低速徐徐提升，使土體與水泥漿充分攪拌混合，膠結硬化后即在地基中形成直徑比較均勻、具有一定強度的圓柱體，從而使地基得到加固。
深層攪拌法是利用水泥（石灰）等化學藥劑作為固化劑，通過深層攪拌機在地基深部就地將軟土和固化劑強制拌和，利用固化劑和軟土發生一系列物理、化學反應，使其凝結成具有整體性強、水穩性高和較大強度的水泥加固體，最終與天然地基形成復合地基。
這兩種方法原理與作用一樣，適用于粘性土、沖填土、粉砂、細砂等地基狀況。
5.6 鋪設土工聚合物
鋪設土工聚合物處理軟土地基的原理即在地基土中埋設強度較大的土工聚合物，使地基土能夠承受抗拉力，防止斷裂，保持整體性，提高剛度，改變地基土體的應力場和應變場，從而提高地基的承載力，改善地基的變形特性。土工聚合物包括土工纖維（即土工織物）、土工膜、土工格柵、土工墊以及各種組合的復合聚合材料。土工聚合物具有良好的力學、水理及抗腐蝕性能，它主要起排水、反濾、隔離和加固補強的作用。適宜處理軟弱土地基、填土及高填土、砂土地基等。
總之，軟土地基含水量高、孔隙比大、滲透性小、壓縮性高、抗剪強度低、觸變性等不利的工程性質決定了軟土地基處理的重要性和復雜性。軟土地基的處理也一直是土木工程中比較活躍的一個領域，具有很大的挑戰性，相信將來，地基處理技術會在普及的基礎上得到較大的提高，發展到一個新的水平。
[關鍵詞]軟土地基處理 路基工程 地基承載力 地基土
1 軟土地基性質簡介
軟土是指以水下沉積的軟弱粘性土或淤泥為主的地層，有時也有少量的腐泥或泥炭層。軟土、沼澤的劃分為軟粘土、淤泥質土、淤泥、泥炭質土及泥巖五種類型。習慣上常把淤泥、淤泥質土、軟粘土總稱為軟土，而把有機質含量高的泥炭、泥炭質土總稱為沼澤。
2 軟土地基的危害
隨著經濟的不斷發展，我國公路建設的規模日益擴大，難度不斷提高，公路建設對軟土處理也提出了更高的要求。在軟土地基上修筑路堤，如不采取有效的加固措施，就會產生不同程度的坍滑或沉陷等病害。軟土地基處理不好，會出現路基的滑移，開裂，路面起伏不平，橋涵通道等人工構造物處的跳車顛簸等質量通病，給公路行車安全帶來不同程度的危害。 另外，如果不處理或處理不當，就會造成地基失穩，使構造物沉降過大或不均勻沉降，對構造物造成不同程度的危害。路基施工時要對軟土地基進行處理，保證公路的穩定性，使來往車輛及司乘人員安全，快速，舒適地行駛在公路上。
3 軟土地基處理原則
我國軟土多分布在江河湖海等處，但也在丘陵低洼和山區谷地賦存。由于其成因類型不同，厚度不一，性質各異，因此不能一律對待，首先應查明各地區特點和地質、土質條件，有針對性的進行有效對策，作出合理的處理。
4 軟土地基處理方法及適用范圍
我國現有的地基處理方法很多，對于同一種軟弱地基可以采用的方法常常有數種之多。每種地基處理方法都有一定的適用范圍、局限性和優缺點。由于工程地質和水文條件千變萬化，各地的施工機械、技術水平、建材品種及價格差異很大，在選用地基處理方法時要因地制宜。
5軟土地基處理方法
目前，常用的軟土地基處理方法主要有：碾壓及夯實、排水固結法、換土墊層法、擠密法和振沖法、高壓噴射注漿法與深層攪拌法、鋪設土工聚合物及其他方法。
5.1 碾壓法與夯實法
碾壓法與夯實法是修路、筑堤、加固地基表層最常用的簡易處理方法。軟土地基通過處理，可使填土或地基表層疏松土的孔隙體積減小，密實度提高，從而降低土的壓縮性，提高其抗剪強度和承載力。
5.2 排水固結法
排水固結法是利用地基排水固結的特性，通過施加預加載荷，并增設各種排水條件，以加速飽和軟粘土固結的一種地基處理方法。飽和軟粘土地基在載荷作用下，孔隙中的水被慢慢排出，孔隙體積慢慢減小，地基發生固結變形，同時，隨著超孔隙水壓力逐漸消散，有效應力逐漸提高，地基土的強度逐漸提高。排水固結法包括堆載預壓法、砂井堆載預壓法、塑料排水板法以及真空預壓法。這種方法在處理淤泥、淤泥質土及其他飽和軟粘土中占有統治地位，但對于滲透性極低的泥炭土，必須慎重對待。
5.3 換土墊層法
換土墊層法是將基礎下一定深度內的軟弱土層挖掉，回填強度較高的砂、碎石或灰土等，并夯至密實的一種地基處理方法。當建筑物載荷不大、軟弱土層厚度較小時，采用該法能取得較好的效果。當前，常用的墊層有：砂墊層、砂卵石墊層、碎石墊層、灰土或素土墊層、煤渣墊層、礦渣墊層以及用其他性能穩定、無侵蝕性材料做的墊層。這種方法比較適用于處理暗溝、暗塘等軟弱土地基。
5.4 擠密法和振沖法
擠密法是指在軟弱土層中擠土成孔，從側向將土擠密，然后再將碎石、砂、灰土、石灰或爐渣等填充料充填成密實的柔性樁體，并與原地基形成一種復合型地基，從而改善地基的工程性能。振沖法又稱振動水沖法，是以起重機吊起振沖器，啟動潛水電機帶動偏心塊，使振動器產生高頻振動，同時啟動水泵，通過噴嘴噴射高壓水流，在邊振邊沖的共同作用下，將振動器沉到土中的預定深度，經清孔后，從地面向孔內逐段填入碎石或不加填料，使其在振動作用下被擠密實，待達到要求的密實度后即可提升振動器，如此重復填料和振密直至地面，從而由在地基中形成的大直徑的密實樁體與原地基構成復合地基，最終提高地基承載力，減少沉降和不均勻沉降。此方法比較適用于處理松砂、粉土、雜填土及濕陷性黃土。
5.5 高壓噴射注漿法與深層攪拌法
高壓噴射注漿法又稱旋噴法，它利用鉆機把帶有特殊噴嘴的注漿管鉆進至土層的預定位置后，用高壓脈沖泵將化學藥劑（如水泥漿液、以水玻璃為主的漿液、以丙烯酸胺為主的漿液、以紙漿液為主的漿液等）通過鉆桿下端的噴射裝置，向四周以高速水平噴入土體，借助液體的沖擊力切削土層，使噴射流程內土體遭受破壞，與此同時鉆桿一邊以一定的速度旋轉，一邊低速徐徐提升，使土體與水泥漿充分攪拌混合，膠結硬化后即在地基中形成直徑比較均勻、具有一定強度的圓柱體，從而使地基得到加固。
深層攪拌法是利用水泥（石灰）等化學藥劑作為固化劑，通過深層攪拌機在地基深部就地將軟土和固化劑強制拌和，利用固化劑和軟土發生一系列物理、化學反應，使其凝結成具有整體性強、水穩性高和較大強度的水泥加固體，最終與天然地基形成復合地基。
這兩種方法原理與作用一樣，適用于粘性土、沖填土、粉砂、細砂等地基狀況。
5.6 鋪設土工聚合物
鋪設土工聚合物處理軟土地基的原理即在地基土中埋設強度較大的土工聚合物，使地基土能夠承受抗拉力，防止斷裂，保持整體性，提高剛度，改變地基土體的應力場和應變場，從而提高地基的承載力，改善地基的變形特性。土工聚合物包括土工纖維（即土工織物）、土工膜、土工格柵、土工墊以及各種組合的復合聚合材料。土工聚合物具有良好的力學、水理及抗腐蝕性能，它主要起排水、反濾、隔離和加固補強的作用。適宜處理軟弱土地基、填土及高填土、砂土地基等。
總之，軟土地基含水量高、孔隙比大、滲透性小、壓縮性高、抗剪強度低、觸變性等不利的工程性質決定了軟土地基處理的重要性和復雜性。軟土地基的處理也一直是土木工程中比較活躍的一個領域，具有很大的挑戰性，相信將來，地基處理技術會在普及的基礎上得到較大的提高，發展到一個新的水平。
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