摘要：本地区为长江三角洲，公路建设中经常遇到软土处治的问题。本文介绍了碾压与夯实法、排水固结法、换土垫层法、挤密和振冲法等处理方法及其各自的适用范围。
关键词：软土地基；处理方法
1 软土地基性质
1.1 软土的概念
软土是指以水下沉积的软弱粘性土或淤泥为主的地层，有时也有少量的腐泥或泥炭层。
1.2软土地基的特性
软土地基一般是指在静水或缓慢水流环境中沉积的饱和粘性土，并常夹有泥炭、贝壳及生物残骸。特性如下：天然含水量和孔隙比大、透水性差、压缩性高、抗剪强度低。
2 软土地基存在的问题
2.1 失稳问题
由于软土中含有大量亲水胶体微粒，土体多呈海绵状结构，因其孔隙比大、含水量多、透水性小、抗剪强度低、压缩性强，在路堤高填土的自重作用下，要经过较长时间才能趋于压密稳定，因此其沉降稳定要花费长时间。此外软土结构在大交通量、重载车辆的作用下，路基容易产生侧向膨胀挤出滑动，基底沉降现象也严重。在软土地基中最困难的问题就是地基强度不足引起的失稳问题。
2.2 液化问题
在动荷载的作用下，饱和松砂的孔隙水压力增大，有效应力下降，当有效应力为零时，砂土就像液体一样，这时轻的构筑物就会浮起来，重的构筑物就会沉下去。对于非饱和砂性土，由于孔隙压力上升较小，不足以引起液化，但强度仍会下降，而且由于被振密而产生较大变形，所以不仅会产生稳定问题，还会产生沉降问题。另一大问题就是渗透问题，这是流砂和管涌等在水利、基坑和人工挖孔桩成孔施工过程中经常会出现的问题。
2.3 沉降问题
软粘土地基含水量高，压缩性大，同时软粘土的渗透系数小，固结系数小，完成沉降所需的时间很长，即固结过程历时长，深厚粘性土层的沉降可达几十年，在这种情况下，次固结沉降在总沉降中占的比例也较大，不能忽视。当沉降超过构筑物的容许沉降时，将影响建筑物的正常使用。地基土的过大沉降会产生桩的负摩擦力问题，从而造成上部结构破坏。除了上部荷重引起的沉降外，地下水位降低也会产生沉降问题，如大城市由于抽吸地下水引起的地面沉降。
3 软土地基处理的一般原则
根据工程情况及地基土质条件或组成的不同，处理的目的：
(1)提高土的抗剪强度，使地基保持稳定。
(2)降低土的压缩性，使地基的沉降和不均匀沉降控制在允许范围内。
(3)降低土的渗透性或渗流的水力梯度。
(4)改善土的动力性能，防止地基产生震陷变形或因土的震动液化而丧失稳定性。
(5)消除或减少土的沉陷性或胀缩性引起的地基变形，避免构筑物破坏或影响其正常使用。
4 常用软土地基处理方法及适用范围
每种地基处理方法都有一定的适用范围、局限性和优缺点。由于工程地质和水文条件千变万化，各地的施工机械、技术水平、建材品种及价格差异很大，在选用地基处理方法时要因地制宜。
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4.1 碾压法与夯实法
碾压法与夯实法是修路、筑堤、加固地基表层最常用的简易处理方法。软土地基通过处理，可使填土或地基表层疏松土的孔隙体积减小，密实度提高，从而降低土的压缩性，提高其抗剪强度和承载力。
目前我国常用的有机械碾压、振动压实和重锤夯实、强夯法。机械碾压法是利用压路机、羊足碾、平碾、振动碾等碾压机械将地基土压实。振动碾压法是通过在地基表面施加振动把浅层松散土振实的方法。重锤夯实法是利用起重机械将夯锤提到一定高度后，使锤自由落下并重复夯击以加固地基的方法。强夯法与重锤夯实法在表面上看起来没有大的区别，只是前者锤重和重锤起吊高度更大。碾压法与夯实法适用于碎石土、砂土、粉土、低饱和粘性土、杂填土等。
4.2排水固结法
排水固结法是利用地基排水固结的特性，通过施加预加荷载，并增设各种排水条件，以加速饱和软粘土固结的一种地基处理方法。饱和软粘土地基在荷载作用下，孔隙中的水被慢慢排出，孔隙体积慢慢减小，地基发生固结变形，同时，随着超孔隙水压力逐渐消散，有效应力逐渐提高，地基土的强度逐渐提高。排水固结法包括堆载预压法、砂井堆载预压法、塑料排水板法以及真空预压法。这种方法在处理淤泥、淤泥质土及其他饱和软粘土中占有统治地位，但对于渗透性极低的泥炭土，必须慎重对待。
4.3 换土垫层法
换土垫层法是将基础下一定深度内的软弱土层挖掉，回填强度较高的砂、碎石或灰土等，并夯至密实的一种地基处理方法。当建筑物荷载不大、软弱土层厚度较小时，采用该法能取得较好的效果。当前，常用的垫层有：砂垫层、砂卵石垫层、碎石垫层、灰土或素土垫层、煤渣垫层、矿渣垫层以及用其他性能稳定、无侵蚀性材料做的垫层。这种方法比较适用于处理暗沟、暗塘等软弱土地基。
4.4 挤密法和振冲法
挤密法是指在软弱土层中挤土成孔，从侧向将土挤密，然后再将碎石、砂、灰土、石灰或炉渣等填充料充填成密实的柔性桩体，并与原地基形成一种复合型地基，从而改善地基的工程性能。振冲法又称振动水冲法，是以起重机吊起振冲器，启动潜水电机带动偏心块，使振动器产生高频振动，同时启动水泵，通过喷嘴喷射高压水流，在边振边冲的共同作用下，将振动器沉到土中的预定深度，经清孔后，从地面向孔内逐段填入碎石或其它填料，使其在振动作用下被挤密实，待达到要求的密实度后即可提升振动器，如此重复填料和振密直至地面，从而由在地基中形成的大直径的密实桩体与原地基构成复合地基，最终提高地基承载力，减少沉降和不均匀沉降。此方法比较适用于处理松砂、粉土、杂填土及湿陷性黄土。
4.5 高压喷射注浆法与深层搅拌法
高压喷射注浆法又称旋喷法，它利用钻机把带有特殊喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后，用高压脉冲泵将化学药剂（如水泥浆液、以水玻璃为主的浆液、以丙烯酸胺为主的浆液、以纸浆液为主的浆液等）通过钻杆下端的喷射装置，向四周以高速水喷入土体，借助液体的冲击力切削土层，使喷射流程内土体遭受破坏，与此同时钻杆一边以一定的速度旋转，一边低速徐徐提升，使土体与水泥浆充分搅拌混合，胶结硬化后即在地基中形成直径比较均匀、具有一定强度的圆柱体，从而使地基得到加固。
深层搅拌法是利用水泥（石灰）等化学药剂作为固化剂，通过深层搅拌机在地基深部就地将软土和固化剂强制拌和，利用固化剂和软土发生一系列物理、化学反应，使其凝结成具有整体性强、水稳性高和较大强度的水泥加固体，最终与天然地基形成复合地基。
这两种方法原理与作用一样，适用于粘性土、冲填土、粉砂、细砂等地基状况。
4.6铺设土工聚合物
铺设土工聚合物处理软土地基的原理即在地基土中埋设强度较大的土工聚合物，使地基土能够承受抗拉力，防止断裂，保持整体性，提高刚度，改变地基土体的应力场和应变场，从而提高地基的承载力，改善地基的变形特性。土工聚合物包括土工纤维（即土工织物）、土工膜、土工格栅、土工垫以及各种组合的复合聚合材料。土工聚合物具有良好的力学、物理及抗腐蚀性能，它主要起排水、反滤、隔离和加固补强的作用。适宜处理软弱土地基、填土及高填土、砂土地基等。
5 结语
为了保证地基稳定，在选择处理方法时，除了考虑处理方法的特点、地基的适用性和效果外，还应考虑建筑物的气候条件、施工条件、经济性、可靠性等。目前新技术、新工艺、新测试方法不断涌现，应在大规模施工前进行现场试验，以验证该处治方法的可靠性，并验证设计参数、工艺参数作为施工时的控制指标。
论文作者:蒋秀芳
论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/8/5
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