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1軟土的物理和工程特性

1．1含水量高

一般而言，軟土的含水量往往在34%～72%之間，淤泥和淤泥質(zhì)土的含水量多為50%～70%，而泥炭的含水量則可達(dá)到200%以上，均大于液限指數(shù)。軟土的含水量與土的抗剪強(qiáng)度和壓縮性有著直接的關(guān)系，軟土的天然含水量越高，就意味著其地基承載力越低。

1．2松軟

軟土的孔隙比通常在1．0～2．0之間，泥炭土和個(gè)別淤泥的孔隙比甚至可以達(dá)到6．0以上。此外，軟土在天然狀態(tài)下的孔隙比一般會(huì)比同樣狀態(tài)下的的重塑土高出大概0．2～0．4。

1．3壓縮性高

天然軟土的壓縮系數(shù)與土的液限系數(shù)和天然含水量呈正相關(guān)，土的液限和天然含水量越大，其壓縮性越高。一般而言，天然軟土的壓縮系數(shù)在0．7～1之間，最高時(shí)可以達(dá)到4．5。對(duì)于沿海灘徐等新近沉積的欠固結(jié)軟土，在重力作用下還會(huì)發(fā)生持續(xù)的固結(jié)沉降。

1．4抗剪強(qiáng)度低

軟土的抗剪強(qiáng)度跟荷載的施加速度以及排水固結(jié)條件有著緊密的關(guān)聯(lián)。根據(jù)三軸不排水試驗(yàn)，可知軟土的抗剪強(qiáng)度非常小，并且和側(cè)壓力的大小值沒有關(guān)聯(lián)，也就是說其內(nèi)摩擦角趨近于零，粘聚力往往小于20KPa。直剪快剪內(nèi)摩擦角通常小于50度，粘聚力在10Kpa左右。在排水條件下的抗剪強(qiáng)度與其固結(jié)度成線性正相關(guān)關(guān)系，固結(jié)快剪的內(nèi)摩擦角最低可達(dá)到80度，最高不大于120度，其粘聚力通常為20KPa左右。

1．5滲透性小

軟土的滲透系數(shù)一般比較小，其滲透系數(shù)值一般在十的負(fù)七次方至十的負(fù)八次方之間。在荷載作用下，軟土固結(jié)的很慢，難以有效的提高其強(qiáng)度。此外，如果軟土中含有較多的有機(jī)物質(zhì)，可能產(chǎn)生氣泡，占據(jù)土中的孔隙空間，降低其滲透性能。對(duì)于夾有數(shù)量不等的薄層粉砂、細(xì)砂、粉土荷軟土，其水平滲透系數(shù)要相對(duì)高一些，遠(yuǎn)強(qiáng)于豎直方向的滲透能力。

1．6具有觸變性

觸變性也是軟土的一個(gè)比較顯著的特征。所謂觸變性是指軟土的總體強(qiáng)度在接觸荷載的作用下降低，然后在長時(shí)期靜置后又有所恢復(fù)的特征。尤其是對(duì)于海相軟土來說，一旦受到振動(dòng)攪拌等作用，其絮狀結(jié)構(gòu)就會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)程度的破壞，導(dǎo)致土的強(qiáng)度急劇下降，甚至出現(xiàn)流動(dòng)現(xiàn)象。

1．7具有流變性

軟土的抗剪強(qiáng)度與其塑性指數(shù)呈相性相關(guān)，塑性指數(shù)越大，其抗剪強(qiáng)度越小。通常而言，軟土的長期抗剪強(qiáng)度只有一般抗剪強(qiáng)度的40%－80%。即使是在孔隙水壓力完全消除以后，軟土還會(huì)持續(xù)發(fā)生著沉降量可觀的次固結(jié)沉降。

2公路工程中軟土地基的處理方法

2．1換填法

換填法也被稱作墊層法。即挖去地基上部無法滿足建設(shè)要求的軟土層，換填灰土、素土或者砂、碎石、礦渣等具有高強(qiáng)度高、低壓縮性的材料，并將其夯實(shí)做成墊層的一種軟基處理方法。采取這種方法可以有效的提升地基土層承受荷載的能力，解決地基沉降量過大的問題。與其他處理軟土地基的方法相比，換填法最大的優(yōu)勢在于簡便易行，然而其適用范圍也是有限的。當(dāng)軟土地基的深度不超過3m時(shí)，換填法是一種非常使用的軟基處理方法，但是一旦原軟土地基的深度超過了3m，再使用換填法就違背了經(jīng)濟(jì)實(shí)用的原則，會(huì)消耗大量的工程費(fèi)用。

2．2夯實(shí)法

當(dāng)軟土地基主要是由碎石土、粉土、砂土、或者低飽和度的粘土、雜填土等組成時(shí)，可以考慮采用夯實(shí)法進(jìn)行軟基處理。夯實(shí)法的作用原理是利用機(jī)械物理碾壓的方法把表層地基土壓密，或利用強(qiáng)夯產(chǎn)生的夯擊沖能在地基中產(chǎn)生劇烈的動(dòng)應(yīng)力，促使土基固結(jié)壓實(shí)。利用夯實(shí)法進(jìn)行軟基處理時(shí)，需要將重錘起重至一定的高度，然后在自重作用下自由下落，對(duì)地基進(jìn)行反復(fù)夯打，以達(dá)到提高軟土地基強(qiáng)度、降低其壓縮性能的目的。一般而言，夯實(shí)法的夯實(shí)深度最深可以達(dá)到1．2m。當(dāng)使用重錘進(jìn)行夯擊時(shí)，尤其要注意土基的含水量。只有在土的最優(yōu)含水量條件下，使用夯實(shí)法才能得到最佳的夯實(shí)效果。

2．3固化法

所謂固化法處理軟基，就是利用化學(xué)溶液或膠結(jié)劑的化學(xué)性質(zhì)，采取灌入或拌合加固的方法使其與軟土地基充分融合，通過一系列的物理化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)加固軟基目的的一種處理方法。固化法的主要工作原理是通過將水泥、水玻璃、紙漿液或丙烯酸氨紙漿液等膠結(jié)材料充填于孔隙體中，以增加軟土顆粒間的粘結(jié)力，進(jìn)而提高軟土的強(qiáng)度和坑壓能力。經(jīng)過固化法處理的地基一般都具有很高的強(qiáng)度和較低的滲水性能。根據(jù)所使用的方法不同，可以將固化法具體劃分為壓力灌漿法、旋噴法及深層攪拌法等幾種。在實(shí)際的軟基處理工程案例中，粉體噴射攪拌樁(即粉噴樁)法取得了普遍的應(yīng)用，它是以水泥粉或者生石灰粉等粉體材料作為材料，通過空壓機(jī)制造風(fēng)源，把水泥粉或者是石灰粉等加固材料呈霧狀的噴入軟土地基中，在鉆頭的攪拌作用下使其與軟土地基土產(chǎn)生充分的接觸，通過一系列的物理化學(xué)反應(yīng)使地基硬結(jié)固化，形成具有一定強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的地基。

2．4振實(shí)擠密法

在處理粉土、松砂、雜填土與濕陷黃土等類型的軟土地基時(shí)，可以采用振實(shí)擠密法。振實(shí)擠密法的工作原理是通過振密或擠密，減少土體的孔隙，以達(dá)到提高其強(qiáng)度的目的。有時(shí)還可以在振動(dòng)過程中回填灰土、素土或者砂、礫石等，使其與地基土構(gòu)成復(fù)合地基，進(jìn)一步增強(qiáng)地基承受荷載的能力。在具體操作過程中，需要先在軟土地基中打入樁管，在樁管孔內(nèi)填入相應(yīng)的填充材料進(jìn)行搗實(shí)。一般而言，使用振實(shí)擠密法處理軟土地基時(shí)，其可處理地基的深度往往在5－20m之間。

3結(jié)語

綜上所述，由軟土地基帶來的一系列質(zhì)量問題對(duì)于公路工程有一定的危害性，必須采取措施對(duì)其進(jìn)行加固處理。在處理軟土地基時(shí)，需要結(jié)合工程的實(shí)際情況，選擇最恰當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行處理，以滿足工程項(xiàng)目的需求。

作者：付霞