软土地基工程地质

1、 软土地基软土地基的定义： 我国公路行业规范对软土地基定义是指强度低,压缩量较高的软弱土层.多数含有一定的有机物质，其土壤成份主要是软土。它在工程上属于一种不良地基。软土的主要组成成分 主要包括淤泥、淤泥质粘性土、淤泥质粉主要包括淤泥、淤泥质粘性土、淤泥质粉土、泥炭、泥炭质土等。土、泥炭、泥炭质土等。 淤泥淤泥:天然含水量天然含水量大于液限大于液限,天然孔隙比天然孔隙比1.5的粘性土的粘性土; 淤泥质淤泥质土土:1.0天然孔隙比天然孔隙比1.5的粘性土的粘性土; 当土中当土中有机质含量有机质含量5%时为无机土时为无机土; 5%有机质含量有机质含量10%为有机质土为有机质土; 10%60%为泥炭

2、土为泥炭土.软土地基的特征1.孔隙比和天然含水量大2.压缩性高3.透水性弱4.抗剪强度低5.灵敏度高6.触变性7.流变性8.不均匀性 软粘土上尤其是海相沉积的软粘土，在结构未被破坏时具有一定的抗剪强度，但一经扰动，抗剪强度将显著降低。其灵敏度（含水量不变时原状土与重塑土无侧限抗压强度之比）一般在34之间，有的甚至更高。六. 软土是紊凝状的结构性沉积物，当原状土未受破坏时常具一定的结构强度，但一经扰动，结构破坏，强度迅速降低或很快变成稀释状态。软土的这一性质称为触变性。所以软土地基受振动荷载后，易产生侧向滑动，沉降及其底面两侧挤出等现象。七. 是指在一定的载荷持续作用下，土的变形随时间而增长的特

3、性，使其长期强度远小于瞬间强度，这对边坡.堤岸.码头等稳定性很不利。八. 软土层中因夹粉细砂透镜体，在平面及垂直及垂直方向上呈明显差异性，易产生建筑物地基的不均匀沉降。软土的成因及划分（所处环境） 1. 滨海沉积2. 湖泊沉积 3. 河滩沉积 4. 沼泽沉积5. 谷地 由于软土地基对工程建设十分不利，所以用于工程建设会带来很多危害！软土地基的危害和后果 软土地基的性质因地而异，因层而异，不可预见性大。在设计、施工过程中，稍有疏忽就会出现质量事故，常见的事故有: (1) 勘察设计不详细或不准确，导致对应该对应该作软基处理的地段未作处理设计作软基处理的地段未作处理设计，此类工例不少， 世界银行贷款

4、项目也存在此类现象。 (2)已知是软土地基，但是未做好软土地基处理，造成路堤失稳或危及线外建筑物造成路堤失稳或危及线外建筑物。工例有：汕头磊口大桥引道由于高填土引起线外土地隆起，民房受损路基难以稳定，只好增加桥梁长度，建成后一段时间，仍然出现锥坡不均匀下沉，又做了处理，现已改建新桥。中山县附近的狮窖口桥，原设计是拱式桥跨，台背填土较高由于高填土的推力作用和地基严重下沉，使桥台被推坏，拱体损伤，新路旁的老公路被挤移，将一条近10m宽的水沟填塞，路外厂房和民房受损，迫不得已改变桥型(原拱桥拆掉重建梁桥)，增大桥长，降低路堤。 （3）虽然作了软土地基处理，但是措施不但是措施不力，施工不当造成路堤失稳

5、力，施工不当造成路堤失稳。珠海南屏桥引道，虽然软土采用砂并结合分级加裁预压处理，路堤填土高度7m，南岸砂井施工完成后，仅填土到2.5m高(第一级加载)时就发生破坏，北岸在第三级填土完成时发生破坏。填土完成也发生破坏。经开挖分析，原因是地质资料不准确，填土速度过快，后加的反压护道又阻塞了砂垫层的排水通道。最后采取了挖深边沟排水(挖边沟时，原路堤底有大量的水流出)，用袋装砂并(原先的砂并是无袋砂并)和捕土工布进行修复。 （4）堆料不当，未按规定分层填筑，）堆料不当，未按规定分层填筑，填土过快，碾压不当，造成路堤失稳填土过快，碾压不当，造成路堤失稳。新会虎坑、大洞桥的引道，原设计对软基都作了袋装砂并

6、结合砂垫层加固处理，由于投资限制，大部分路段的处理被取消。在施工过程中，有几处路堤发生滑塌现象，通车后整个路段不均匀沉降明显。主要原因是堆料不当，未按规定分层填筑，也未作施工观测，填土过快，碾压不当。其填料采用开山石渣土，其中合有大块石，运料没有做到均匀卸土，合理分层，而是堆成厚层用强振碾压，使强度很低、灵敏度很高的软土地基受到破坏。末作加固处理但按规定施工的路段，虽然后来沉降较大，但没有发生破坏。 (5) 扰动扰动“硬壳层硬壳层”或填筑不当，使或填筑不当，使“硬壳层硬壳层”遭受破坏，导致路堤失稳遭受破坏，导致路堤失稳。软土地基上往往有一层强度比软土高的土层，被称为“硬壳层”。“硬壳层”可以起

7、到承重和扩散应力作用，利用好“硬壳层”对于减少工程投资是有意义的。有的地区甚至认为，有“硬壳层”存在的软土地基，宁可不作软土地基特殊处理，充分利用“硬壳层”的扩散应力作用，采取预压措施，以保持填筑路堤的稳定。但若对“硬壳层”的勘察、利用工作做得不好，则达不到顶预想的效果。（6）由于台背填土使地基）由于台背填土使地基对结构物产生负摩阻力和纵对结构物产生负摩阻力和纵向推挤作用，引起桥台发生向推挤作用，引起桥台发生变位以至损坏变位以至损坏。在软土地基上的桥台，基础不论是用支承桩或是摩擦桩，由于台背填土引起软土层发生较大的沉降，对桥台及桩基础产生纵向推挤向河中方向和负摩擦力作用，轻则使桥台发生位移或下

8、沉，重则损坏桥台危及桥墩，这种现象尤以轻型桥台为甚。此类现象出现不少给工程的进展和完工后的使用带来不利影响.软土地基引发事故实例 杭州地铁湘湖站25日发生事故，造成两名正在维修作业的小挖机司机一死一伤。这是继2008年11月15日杭州地铁湘湖站北2基坑坍塌，导致21人死亡、24人受伤事故后，杭州地铁湘湖站再度发生安全事故。专家表示，软土地基再成事故隐患。杭州市地铁集团办公室主任徐碧祥介绍，事故原因是北三2基坑西南方向的一个土块滑落造成的，正巧砸到了在基坑内进行挖掘机检修的两名工人。他表示，虽然对周边土质进行了硬化处理，但淤泥质的软土地基，仍是导致土块松动滑落的主要原因。思 考 对于软土基地我们

9、有哪些防治.处理措施呢？软土地基处理的目的 提高该段公路路基的稳定性和承载能力，提高道路的安全。软基路基施工处理的基本措施：一、堆载预压法 该法是在工程建设之前用大于或等于设计荷载的填土荷载，促使地基提前固结沉降以提高地基的强度，减少工后沉降。当强度指标达到设计要求数值后，卸去荷载，修筑道路路面。经过堆压预处理后，地基一般不会再产生大的固结沉降。利用路堤填土作为堆载，成本较低。施工填筑时宜采用分层分级施加荷载，以控制加荷速率，避免地基发生剪切破坏，达到地基强度慢慢提高的效果。该法原理较成熟，施工简单，不需要特殊的施工机械和材料。由于该地区软土固结系数小，故软土的排水固结时间较长，因此工期较长。

10、如施工时间允许，可单独使用；如工期紧，可结合其它方法一起使用。二、真空预压法 真空预压法是在需要加固的软 土地基内设置砂井或塑料排水板， 然后在地面铺设砂垫层，其上覆盖不透气的密封膜使其与大气隔绝，通过埋设于砂垫层中的吸水管道，用真空装置进行抽气，将膜内空气排出，因而在膜内外产生气压差，气压差即转变成作用于地基上的荷载，地基不会产生剪切破坏，这对软土地基是有利的。该方法不需要堆载，省去了加载和卸荷工序，缩短了预压时间，省去了大量堆载材料，所使用的设备及施工工艺均比较简单，无需大量的大型设备，便于大面积施工。三、反压护道法 该法是指在道路主路堤两侧，填筑一定宽度和高度的护道，以期达到路堤稳定的一

11、种方法，它主要是起抗滑的平衡作用，使得抗滑力矩能克服滑动力矩。其高度一般为路堤填土高度的1/31/2。这种方法处理软土地基，对解决路基稳定是有效的。该法不需控制填土速率，可以机械化快速完成路基填筑，但利用该法处理地基，土方量大、占用土地多。四、水泥土搅拌桩法 水泥土搅拌桩是胶结法处理软土地基的一种，它利用水泥或石灰等材料作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处将软土和固化剂（浆液或粉体）强制搅拌，利用固化剂与软土之间所产生的一系列物理、化学反应，使软土固结成具有整体性、水稳定性和一定强度的地基，以达到提高地基承载力、减少地基沉降量的目的。其地基应视为复合地基，桩土共同承担荷载。它具

12、 有施工速度快，设备轻便，便于移动， 方法容易掌握，处理深度较大等优点。五、石灰桩处理法 挤密法加固软土地基的方法，就是首先把桩管打入土中，再拔出桩管，形成桩孔，向桩孔内夯填生石灰，使地基得到加固。其主要机理是通过生石灰的吸膨胀挤密桩周土。适用于处理饱和粘性土、淤泥、淤泥质土、杂填土和素填土等地基。用于地下水位以上的土层时，可采取减少生石灰用量和增加掺合料含水量的办法提高桩身强度。该法不适用于地下水下的砂类土。六、强夯法 对于孔隙较大的地基及含水量在一定范围内的软弱粘性土地基，可采用重锤夯实或强夯。它的基本原理是：土层在巨大的冲击能作用下，土中产生很大的压力和冲击波，致使土体孔隙压缩，夯击点周

13、围一定深度内产生裂隙良好的排水通道，使土中的孔隙水(气)顺利排出，土体迅速固结。强夯后地基承载力可得到一定的提高，压缩性可降低200%1000%。七、加筋路基法 对于沉降量不大的路堤，高路堤填土适当采用土工布垫隔，限制了软基和路基的侧向位移，增加了侧向约束，从而降低应力水平，加强了路基刚度与稳定性，提高了路基的水平横向排水，使荷载均布。采用土工布覆盖摊铺，既提高路基刚度，也使边坡受到维护，有利于排水，增加地基稳定性八. 排水固结法 排水固结法主要由排水和加压两个系统组成。排水可以利用天然土层本身的透水性，根据具体制止情况设置砂井、袋装砂井和塑料排水板之类的竖向排水体。 压 加压的主要是地面九.

14、 换填法 其基本原理是将软弱土层全部 挖除。 再换填强度较高、稳定性较好的 中、粗砂或砂砾等。这种方法由于换填材料的极限承载力接近，可提高持力层的承载力，使得路基沉降比较均匀。常用机械碾压、平板振动和重锤夯实进行施工。该法常用于基坑面积宽大和开挖土方量较大的回填土方工程一般适用于处理浅层软弱土层（淤泥质土、松散素填土、杂填土、浜填土以及已完成自重固结的冲填土等）与低洼区域的填筑。一般处理深度为，适用于处理浅层非饱和软弱土层、紊填土和杂填土等。十. 碎石桩处理法 碎石桩法是指用振动或冲击荷载将底部装有活瓣式桩靴的桩管挤入地层,在软弱地基中成孔后,再将碎石从桩管投料口处投入桩管内,然后边击实、边上

15、拔桩管,形成密实碎石桩,并与桩周土体一起形成复合地基。在地基中设置由碎石组成的竖向桩体,设置碎石桩后桩体与桩间土形成复合地基,碎石桩对地基土起置换作用,以提高地 基承载力和减少沉降,从而 达到地基处理的目的。十一. 振动水冲法 利用一个能产生水平向振动的设备在高压水的帮助下使松砂地基振密或在软土地基中制造碎石桩，以提高地基强度、降低压缩性的一种地基加固方法，简称振冲法。适用于处理砂土、粉土、粉质黏土、素填土和杂填土等地基，对于处理不排水抗剪强度小于20kPa的饱和黏性土和饱和黄土地基，应通过试验确定其适用性，不加填料的振冲密实法适用于处理黏粒含量不大于10%的中砂、粗砂地基。软土地基施工注意事项 1. 在基坑软土开发期间，应调配控制好人员，机械，以确保开挖工序的稳步进行，施工员要做好施工放线，控制好边坡的稳定；专职安全员要及时做好监测工作，当监测数据接近控制值或出现异常情况时，应立即暂停开挖。一定要根据不同因素采取有针对性的措施，以保证周围环境的安全和施工顺利。出现较严重问题时，可及时回填土或堆沙袋