【考点6】软土及公路软土地基施工处理方法

1、什么是软土

把淤泥、淤泥质土以及天然强度低、压缩性高、透水性小的一般粘性土统称为软土。

对高速公路路基定义为：标准贯击数小于4，无侧限抗压强度小于50Kpa，含水量大于50%的粘性土和标准贯击数小于10，含水量大于30%的砂性土统称为软土。

根据《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》（JTJ017—96）规定：符合天然水含水量≥35%或液限、天然孔隙比≥1.0、十字板剪切强度＜35Kpa等三项指标的称软土。

2、软土的种类

1）软土按沉积特征划分

①海沉积类：分布在我国沿海海岸地区：温州、乐清湾、连云港地区等。

②湖泊沉积类：分布在我国的洞庭湖、太湖、洪泽湖周边地带等。

③河滩沉积类：分布在我国长江、黄河中下游、珠江的下游及河口、汉江下游、淮河平原、闽江下游、松辽平原等。

④谷地沉积类：分布在我国南方、西南山区或丘陵区。如广东、湖南、丘陵区沟谷地带等。

⑤沼泽沉积类：分布在我国江苏盐城、泗洪地带等。

2）按软土土质分类划分

①泥炭性土

②腐殖土

③有机质土

④粘性土

⑤粉性土

3、软土的工程性质

软土无论是按沉积成因还是按土质划分，它们都是具有以下的共同工程性质：

1）颜色以深色为主，粒度成分以细颗粒为主，有机质含量高；

2）天然含水量高，容重小，天然含水量大于液限，超过30%；相对含水量大于1.0；软土的饱和度高达100%，甚至更大，天然容重为1.5～19KN/m3；

3）天然孔隙比大，一般大于1.0；

4）渗透系数小,一般小于10-6cm/s数量级，沉降速度慢，固结完成所需时间较长；

5）粘粒含量高，塑性指数大；

6）高压缩性，压缩系数大，基础沉降量大，一般压缩系数大于0.5MPa-1；

7）强度指标小，软土的快剪凝聚力小于10KPa，快剪内摩擦角小于50；固结快剪凝聚力小于10KPa，快剪内摩擦角小于50；固结快剪的强度指标略高，凝聚力小于15KPa，内摩擦角小于100；

8）软土的灵敏高，灵敏度一般在2～10之间，有时大于10，具有显著的流变特性。

4、公路软土地基施工处理方法

1）施工处理的方法及适用范围

①排水固结法：包括堆载预压法、真空预压法、降水预压法、电渗排水法。它们的适用范围：适用于处理厚度较大的饱和软土和冲填土地基，但对于较厚的泥炭层要慎重对待。

②胶结法：包括如下方法：

a水泥搅拌桩：它的适用范围为淤泥、淤泥质土、含水量较高地、地基承载力不大于120KPa的粘性土、粉土等软土地基。

b高压喷射注浆法：它的适用范围为淤泥、淤泥质土、粘性土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等地基。对于陷性黄土以及土中含有较多的大粒径块石、坚硬性粘性土、大量植物物根茎或过多有机质时，应根据现场试验结果确定其适用程度。对地下水流速较大或涌水工程以及对水泥有严重侵蚀的地基，应慎用。尤其适用于软弱地基的加固。

c送浆法：适用于处理淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高，且地基承载力标准值不大于120KPa的粘性土等地基。当用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性时，宜通过试验以确定其使用程度。

d水泥土夯实桩法：适用于地下水位以上的素填土，淤泥质土和粉土等。

③加筋土法：包括如下方法：

a加筋土：适用范围为人工填土、砂土的路堤、挡墙、桥台等。

b土工积物：适用于砂土、粘性土和软土的加固，或用于反滤、排水和隔离的材料。

c树根桩：适用于各类土。主要用于既有建筑物的加固及稳定土坡、支挡结构物。

d锚固法：它能可靠锚固土层和岩层。对软弱粘土宜通过重复高压灌浆或采用多段扩体或端头扩体以提高锚固段锚固力。对液限大于50%的粘性土，相对密度小于0.3的松散砂土以及有机质含量较高的土层，均不得作为永久性锚固地层。

④置换法、挤密法及挤密置换法

a振冲置换法：它适用于不排水剪切强度20KPa≤CU≤50KPa的饱和软粘土、饱和黄土和冲填土。对不排水剪切强度小于20KPa的地基、应慎重对待。能使天然地基承载力提高20%—60%左右。

b CFG桩法：对于淤泥、淤泥质土、杂填土、饱和及非饱和的粘性土、粉土。能使天然地基承载力提高70%以上。

c钢渣桩法：适用于淤泥、淤泥质土、饱和及非饱和的粘性土、粉土。

d石灰桩法：适用于渗透系数适中的软粘土、杂填土、膨胀土、红粘土、湿陷性黄土。不适合地下水位以下的渗透系数较大的土层。当渗透系数较小时，软土脱水加固效果不好的土层慎用。

e强夯置换法：适用于饱和软粘土，一般适合于3—6m底浅层处理。

f砂桩法：适用于软弱粘性土，但应慎用，且需要较长的时间，对不排水剪切强度小于15KPa的软土应采用袋装砂井桩。

g夯坑基础法：适用于软粘土非饱和的粘性土、夯填土、湿陷性黄土。

h强夯法：适用于碎石土、砂土、杂填土、素填土、湿陷性黄土和低饱和度的粉土与粘性土。对于高饱和度的粉土和粘性土，需经试验论证后，方可使用，且应设置竖向排水通道。该法最大处理深度达40m。强夯的震动可能会对周围环境造成不良影响。因此，使用时要求考虑周围环境因素。

i振冲法：是一种不添加砂、石材料的振冲挤密法，一般宜用于0.75mm以上颗粒占土体20%以上的砂土，而添加砂、石材料的振冲挤密法宜用于颗粒小于0.005mm的粘性含量不超过10%的粉土和砂土。

j挤密碎石桩法：适用于松散的非饱和粘性土、杂填土、湿陷性黄土、疏松的砂性土。对饱和软粘土，应慎重使用。