软土地基的工程特性及其地基处理方法

 一、软土地基的工程特性

       （1）含水量较高，孔隙比大。一般含水量为 35%～80%，孔隙比为1～2；

       （2）抗剪强度很低。根据土工试验的结果，我国软土的天然不排水抗剪强度一般小于 20kPa，其变化范围在 5～25kPa；有效内摩擦角约为 20°～35°；固结不排水剪内摩擦角 12°～17°。正常固结的软土层的不排水抗剪强度往往是随距地表深度的增加而增大，每米的增长率约为 1～2kPa。加速软土层的固结速率是改善软土强度特性的一项有效途径；

       （3）压缩性较高。一般正常固结的软土的压缩系数约为α1-2=0.5～1.5MPa-1，最大可达α1-2=4.5MPa-1；压缩指数约为 Cc=0.35～0.75；

       （4）渗透性很小。软土的渗透系数一般约为 1×10-6～1×10-8cm/s ；

       （5）具有明显的结构性。软土一般为絮状结构，尤以海相粘土更为明显。这种土一旦受到扰动，土的强度显著降低，甚至呈流动状态。我国沿海软土的灵敏度一般为 4～10，属于高灵敏度土。因此，在软土层中进行地基处理和基坑开挖，若不注意避免扰动土的结构，就会加剧土体变形，降低地基土的强度，影响地基处理效果；

       （6）具有明显的流变性。在荷载作用下，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。

二、软土地基处理方法

       软土地基处理的目的就要采取有效方法，对软土地基进行加固，提高 软土地基的承载力。目前国内软土地基的加固方法很多，各种方法都有其 适用范围和局限性。选用何种方法，应充分考虑构筑物对地基的要求、材 料来源、施工机具和施工工期等因素，因地制宜地选出经济效益比最优的 方法。

       目前软土地基处理的方法主要有以下几种。

（一）轻夯多遍处理软土地基法

       软土的高压缩性和流变性决定了其不能采用纯粹的强夯法，“轻夯多 遍”该工法是经过近二十年的开发研究、成熟的软土地基处理新技术。从工后沉降来说，经过大量的现场钻探取土和室内土工试验得出的土性指标 进行估算，“轻夯多遍”强夯法可以在施工期内将沉降量完成预估最终沉 降的 90%以上（经过计算分析，在相同的地基土，相同的堆载预压作用下， 要完成 90%的固结度，至少需要 2～3 年），且固结过程是相当快的。 该工法强调信息化施工，在施工中，每一遍都要进行试夯，若发生夯 坑周围有隆起则要降低夯能，若发现夯坑过深则要减少击数，每一遍都要动力触探进行检测，了解加固效果，并对下一遍夯击参数做调整。该工法加固效果具有工后地基承载力高、固结充分、沉降小、工期短、 造价省、施工环保、质量可控等优点。

       依据土体即将破坏时的标志，结合工程经验，轻夯多遍强夯法采用如下的收锤标准：①坑周不出现明显的隆起。如果坑周出现明显隆起，标志着坑周土体已经破坏，如第一击时就已明显隆起，则要降低夯击能。②不 能有过大的侧向位移。如果有过大的侧向位移，则表明土体已经破坏。③ 后一击夯沉量应小于前一击的夯沉量。如果是后一击夯沉量大于前一击的 夯沉量，说明土体侧向位移较大，表明土体结构破坏。④夯坑深度不能太 大。按工程经验，一般采用每遍总夯沉量不超过 60cm 。

     （二）真空预压法

真空预压法是普遍使用的一种对软土地基进行加固的方法。其原理是 对被加固软基抽真空形成的大气压差作为预压荷载， 使加固区域内的土 体造成负压，通过排水通道传至设计深度， 沿深度基本呈矩形分布，真 空预压排水固结法加固软基不需要施加实体荷载，软基预压排水是在真空 吸、挤压共同作用下完成，真空预压是使边界的孔压降低，真空度越高， 沿深度衰减越小，则增加的有效应力越大，加固效果越好。

       真空预压法是众多软基处理加固方法中的一种，适用于加固淤泥、淤泥质土和其他能够 够排水固结而且能形成负超静水压力边界条件的软粘土，具有工期短、费 用低、无噪音、排水效果显著等优点。

（三）电渗法

       电渗加固机理要从土的微观结构说起。土是固--液--气三相分散系。 土的固相即土颗粒， 其表面通常带有负电荷， 在外加电场作用下， 向 电势高处运动， 此现象称为电泳； 土的液相即土中水， 它极易和被溶 解的物质如水中的阳离子结合成水化阳离子， 在外加电场作用下， 向电 势低处运动， 此现象称为电渗。在土中插入金属电极，并通以直流电，在电场作用下，土中水从阳极 流向阴极，产生电渗，从而降低高黏性土的含水率或地下水位，以改善土 性的加固方法。

       电渗法具有加固速率快、效果明显及对周围环境污染少等优点，在滩 涂地基处理施工中使用广泛。

（四）堆载预压法

       堆载预压法是在布设完的排水通道的地基上分层施加堆载材料，进行 正向施加荷载，使地基土体产生沉降固结的方法。荷载材料根据当地资源 情况可以选用土、砂或山皮土、山皮石等，按设计分级堆载到一定的厚度 或标高，达到一定的固结周期后，卸载至设计标高整平，堆载预压法加固期长、受季节性影响大和需要大量的堆载材料等特点。

 （五）爆破挤淤法

       爆破挤淤的原理是通过爆炸作用排淤填石，达到泥、石换目的。施 工方法就是在抛填堤头泥石交界面前方的淤泥中埋设群药包，药包爆炸后，通过药包爆炸的能量将堤头前面的淤泥向四周挤开，在淤泥内形成爆炸空 腔，抛石体随即坍塌充填空腔，使爆前处于平衡状态的抛石体向强度降低 处的淤泥内滑移，达到泥、石换的目的，从而达到处理软土地基的目的。爆破挤淤技术具有施工工艺简单、对其它工序干扰小、施工速度快、后期沉降小的优点，特别是在较厚度淤泥的软基处理工程中这些优点表现得更加明显。爆破挤淤深度可以达到十几米。

       爆破挤淤技术明显的优点是：施工工艺简单，对其他工序干扰小，施工速度快，后期沉降小。这种方法实质上是抛石挤淤和压载挤淤的进一步 发展，无疑具有很高的技术与经济价值。通过前面的分析，以上各种软土的处理方法各有优缺点，我们应该根据场地及软土的具体情况，具体分析， 采用成本低、效果好的处理方法。