软土地基成因及处理方法修订稿

软土地基成因及处理方

法

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毕业论文

论文题目：浅谈软土地基的形成与处理方法

系部：X X 工程系

专业名称： XXXXXXXX

班级： 012365 学号： 01 姓名： X X 指导老师： X X X

完成时间： 2012 年 5 月 13 日

目录

浅谈软土地基的形成与处理方法摘要：在水运工程中，各种软基加固的方法已越来越多的得到广泛的应用。

伴随着水运工程科技的发展，许多带有本行业特征的地基处理方法如反压法、粉体搅拌法（粉喷法）、强夯法、换土垫层法、土工合成材料加筋法等蓬勃发展，并在其他行业得到推广应用。本文对软土地基的形成原因作出了一定的描述，简要总结了软土地基的特点以及对工程质量的影响，着重阐述了工程中软土地基的处理方法，并对相应方法的适用性作出了一定的分析与评价。

关键词：软土地基、原因、特点、处理方法

前言

软土地基是指在静水或缓慢流水环境中沉积而成的、天然含水量大、压缩性高、承载力低、透水性差的一种软塑到流塑状态的饱和粘性土层。它主要包括内陆湖塘盆地、江河海洋沿岸和山间洼地沉积的各种淤泥和淤泥质粘性土。软土地基处理的主要目的是使基础不会产生局部或整体剪切破坏，满足强度及稳定性要求，使得建筑物在使用期内不致发生较大的沉降和不均匀沉降，以保证建筑结构能正常使用。

1 软土地基的形成原因

软土是第四纪全新世形成的近代沉积物，其地质年龄一般为年，按其中有机质含量，可分为两大类：第一类是不含或很少含有机质的软粘土和粉质软粘土；第二类是含大量有机质的泥炭土。

所有的软土都是在淡水或盐水中沉积的，由于沉积的地质环境(如海滩、三角洲、河口湾、泻湖、湖泊、沼泽等)的不同，其空间范围和天然性状也因其沉积环境及其水动力条件的变化而异。我国工程界有的把松软的吹填土和杂填土等也列入软土，谓之广义软土。

软土的来源主要是岩石的风化产物，因此其成分直接取决于母岩。而软土的类型，主要有软粘土、人工填土、松散砂土和粉土几类，其成因也各不相同，其成因如下。

软粘土形成成因

水运工程由于工程所在地濒临水域，浅部地层多为软粘土-----淤泥或淤泥质土。它是在静水或非常缓慢的流水环境中沉积。是第四纪后期形成的海相、泻湖相、三角洲相和湖泊相的粘性土沉积物或河流冲击物。有的软粘土属于新近淤积物。以淤泥质土为主的混合土，如淤泥质土混砂有时也属于此类土。

人工填土形成原因

港区的陆域形成，后方堆场的回填，沿江沿滩的围垦大量采用人工填土。

人工填土的形成原因按照物质组成和堆填方式，可以分为素填土、杂填土和冲填土三类。

素填土形成原因

素填土是由碎石、砂或粉土、黏性土等一种或几种组成的填土，其中不含杂质或含杂质较少。常用开山石料，大小不一，有的直径达数米，填筑厚度有的达数十米，极不均匀。

杂填土形成原因

杂填土是人类活动形成的无规则堆积物，其成分复杂，性质也不相同。在大多数情况下，杂填土是比较疏松和不均匀的。在同一场地的不同位置，地基承载力和压缩性也可能有较大的差异。

冲填土形成原因

冲填土是利用在航道治理和疏通时挖出的泥砂，由水力冲填到陆地或岸滩形成的冲积土。冲积土的性质与所冲填泥砂的来源、冲填时的水力条件以及沉降时间有密切关系。这类土成分比较复杂，吹泥口区域往往粒径较粗大，粗细颗粒排水固结快慢不同，含黏土颗粒较多的冲填土往往是欠固结的。冲填土的强度和压缩性指标都比同类天然沉积土差。主要以砂和其他粗颗粒组成的冲填土不属于软弱土。

松散砂土和粉土形成原因

松散砂土和粉土是指饱和粉砂土、饱和细砂土和砂质粉土。它们可能是自然沉积的也可能是人工回填的。这类土在静载作用下虽然具有较高的强度，但在机器振动、车辆荷载、波浪力或地震力的反复作用下有可能产生液化或产生较大的震陷变形。地基会因地基土体液化而丧失承载能力。在动水作用下会发生渗透失稳-----流砂与管涌。

2 软土地基的特征

孔隙比和天然含水量大

我国软土的天然孔隙比e一般在1～2之间，淤泥和淤泥质土的天然含水量W＝50～70%，高的可达200%，普遍大于液限。

压缩性高

建造在这种软土上的建筑物将发生较大的沉降，尤其是沉降的不均匀性，会造成建筑物的开裂和损坏。

透水性弱

软弱土尽管其含水量大，透水性却很小。因此，土体受到荷载作用后，呈现很高的孔隙水压，影响地基的压密固结。

抗剪强度低

软土通常呈软塑～流塑状态，在外部荷载作用下，抗剪性能极差，我国软土无侧限抗剪强度一般小于30KN/m2（相当于0．3KN/m2）。不排水剪时，其内摩擦角几乎为零，抗剪强度仅取决于凝聚力C，一般C＜30KN/m2；固结快剪时，内摩擦角＝5°～15°。

灵敏度高

软粘土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，抗剪强度将显着降低。其灵敏度（含水量不变时原状土与重塑土无侧线抗压强度之比）一般在3～4之间，有的甚至更高。

3 软土地基的处理方法

反压法

反压法是一种传统的软土地基处理方法，很早就使用在堤坝两侧(或一侧)填土或堆石(称为反压平台)，以防止地基土被挤出，保证堤坝的稳定。

使用反压法来处理地基，可以就地取材，施工简便，不需特殊材料，适用于对变形要求不高的道路工程、水利工程等。但是反压平台占地面积大，在农耕区、用地受限制地区不宜采用。这种方法除了可以稳定地基外，反压平台还可以起防浪防渗的作用，又常有可能在防汛期间利用堤背反压平台作为防护抢险的工作场地。

反压法处理的基本原理是以反压土体重量改变地基的应力状态和变形条件，它可以压制地基因加荷的不均匀而出现的塑性挤出和地面隆起的趋势，还能使软土地基得到部分固结，从而提高反压平台下面地基的强度，特别是对排水条件比较好的薄层软土，效果尤为显着。为了利于地基受力平衡，反压护道通常在路堤两侧对称布置。当软土层较薄且下卧层有横向坡度时，可在路堤两侧采用不等宽的反压护道。

我国在软弱粘土地区进行了关于采用反压法来稳定地基的试验研究工作，为使用反压法处理软土地基提供了依据。如我国连云港利用抛石反压护坡处理地基，大大降低了工程造价；铁路和公路交通部门用反压法改善路堤的稳定性；另外还有港口护岸、平衡围堤等都积累了许多成功的经验。

在饱和软粘土地基上造堤时，起初在刚受到填土(或抛石)荷载作用时，饱和软土地基来不及固结，此时地基土的抗剪强度最小，地基破坏现象多出现在堤未建成或刚建成初期阶段，这是最不利的情况，因此反压平台的设计根据这一情况来进行，也就是设计时必须考虑使外加荷载在地基中产生的剪应力始终小于土的抗剪强度。一般堤施工速度较快，而且堤底部又不便设置透水层，因此设计时地基土抗剪强度采用快剪试验的结果。反压护道的适用范围，是非耕作区和取土不困难的软土地区，同时堤的设计高度不大于5／3～2倍极限高度。

反压平台的设计根据控制极限平衡区发展范围的原理来进行。虽然这个方法在理论上还不完善，但实际工程说明它与其他方法相比更符合实际，现也常采用圆弧滑动法进行计算。

在堤的两侧(或一侧)填筑适当高度(一般低于极限高度)与适当宽度的反压平台(护道)，在护道荷重的作用下，形成反向力矩来平衡堤填土的滑动力矩，从而保证堤的稳定。反压平台的尺寸可参照当地经验选定，如无经验参考时，则通过试算法假定多个反压平台尺寸h和L，用圆弧滑动法找出堤边坡最小安全系数，并使最小安全系数满足没计标准，也可根据在堤自重作用下发生的极限平衡区和极限平衡发展的宽度L来确定。其高度必须低于极限高度，但也不宜过低，以免被圆弧切穿。