时间：2023-02-14 08:27:14
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇软土地基论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
1软土地基的特点
通常情况下，软土地基主要是在自然环境中，其孔隙大于等于1mm的软土物质，一般这种软土地基中的水分含量较多，具体具备了以下几点特点。
1.1软土地基自身具备较强的触变性能，改性能是指当软土在受到其他外力因素干扰时，地基结构就会产生一定的损坏，这样就会极大影响其强度的可靠性，与此同时，在振动负荷的作用下，也会发生侧向滑动，甚至还会出现沉降的现象，很容易引发安全事故，造成人员的伤亡。
1.2如果软土在受到较大的承载压力以后，就会发生变形，而其自身的空隙也会迅速变小，水分页将会被快速排除掉，除此之外，由于软土结构受到载荷的影响而导致剪切变形的出现，我们统一将这一特点称之为软土的流变性。
1.3由于软土孔隙较大的特点，其压缩性能也比较大。因此，若选择软土作为建筑物的地基时，就很有可能发生大幅度的沉降现象。
1.4相关技术人员通过实验检测发现，当软土在自然状态下时，其抗剪强度并不会发生较大的变化，承载能力较低，并且，如果软土边坡可靠性较差，就很容易因剪切力破坏而导致建筑物结构发生失稳的情况。
1.5虽然软土地基中的含水量较多，但其实际的透水性能非常差，这对于地基排水的流畅性十分不利，并且，软土地基上建筑沉降时期较长，尤其是在加载初期基础时，将会达到增加孔隙水的压力，从而导致整个地基的稳固性都受到了极大的损害。
2软土勘察的基本内容与要点分析
2.1软土勘察的内容。软土勘察主要包括了：软土的形成类型、埋藏情况、分布和发展规律、层理特征、渗透性能、立体分布的均匀性、表层硬壳的厚度、地下硬土层的情况等等；对软土的固结情况进行勘察，强度、变形特征以及随着应力改变而变化的规律，并且了解其结构破坏对强度和变形的影响情况；软土中存在的地貌形态差异、填土、河道等的分布范围和深度等；地下水埋藏的情况，分析其对施工材料、安全设置、环境等影响。
2.2软土地基勘察的基本要点。软土勘察的勘探点布置应根据实际情况进行设计，工程性质、场地形状、勘察分段、成因类型、复杂情况评价等都应当考虑在内。当土层出现复杂变化时应对此位置进行加密；勘察中钻探取样的时候应结合原位置测试的结果，去氧应利用薄壁取土装置，原位测试应采用静力触探或者十字板剪切试验完成。
2.3软土剪切试验。当软土的加载和卸载的频率过高的时候其内部的水分形成的空隙水压消散速率也会发生改变，此时应采用自重压力预固结德尔不固结排水三轴剪切试验，对透水性较低的粘性土质可以采用无侧限的压强度试验或者十字板剪切试验来完成测试；当软土排水速率快切施工过程缓慢的时候应采用固结不排水三轴剪切试验或者直接剪切试验获得数据；对土体可能发生大的应变项目因此测定其残余的剪切强度必要的时候应将蠕变试验、动态扭剪切试验、动态三轴试验等纳入到检测中。
3软土岩土工程勘察的基本流程
3.1一般来说，岩土勘察的等级都是由工程性质而决定的，这是因为一般的软土岩土工程的施工环境十分复杂，无论是地基的设计，还是勘察难度方面，都必须遵守规范的勘察内容而进行全面的调查分析以后，才可以进行准确的划分，勘察人员会切实根据工程项目的实际情况，按照等级的不同来对工程等级进行划分。例如，该工程的规范设定为一级，那么，其场地等级，复杂程度等都要按照一级标准。
3.2在进行正式的勘察工作以前，勘察人员应当充分做好一切准备工作，根据实际的工作量来采取相应的勘察措施，可以通过在建筑物周围设定勘察点，并对其间距与孔深进行精细的剂量，并得出该工程所需的钻孔量，最终将这些所得的数据统一汇总在一起，将其作为被工程所需的工程量以及基本采样量，以此来选择合适的检测方法和实施步骤，从而确保软土岩土工程勘察工作的顺利开展，进一步提高勘察结果的质量。
3.3通过上文叙述，我们可以得知，当工程量和取样数量都确定了以后，试验人员就可以根据所得数据，制定出从一个完整的检测试验流程，并制定出明确的勘察试验时间表，这也是为后续施工作业提供的基本保障。其次，对于早期已经勘察的土壤，试验人员更应该准确划分出其具体的采样数量以及位置，充分做好试验勘察前期的准备工作，及时出现取样数量增加的问题，也可以保证在预期的时间内完成样品的检测工作，从而避免资源不足的情况发生，确保检测试验结果的真实有效性。
4软土地基的土工工程勘测的数据处理
4.1软土地基的岩土工程试验往往采用的是土工试验，其优势的简单而方便。获得数据和处理的时候，应保证岩土试验室内的项目设计应从岩土类型和工程性质出发进行综合考虑，并结合工程分析计算的要求确定试验的方式和数据处理方法，并最终确定软土的基本性质，这才是数据处理的最终目标。
4.2在试验和数据处理的时候应考虑到原位数据的处理，如项目针对粘土和砂土等进行贯入标准试验。贯入试验的指标将直接影响数据处理的结果，因此在贯入的时候应确定具体的技术参数，参数的选择可以根据地层的情况而定，按照规范标准针对不同性质的土体进行不同的参数选择，这样就可获得较为准确的数据资料，然后按照试验规范对原位测量的数据进行分析与归纳，最终形成数据统计表，然后形成分析结果。
喷粉桩就是把水泥粉与空气气流混合起来，利用钻孔将其喷入到软土中。利用特制的钻头进行搅拌，将孔中的土充分进行扰动，并且利用含粉气流把粉和土充分进行搅拌，当搅拌均匀的时候要进行压实，这样就行成了粉喷桩。在这个过程当中利用了土粒与水泥的水化、水解反应以及一系列的物理化学反应，次年改成了水泥土桩，该土桩的特点是强度和刚度比较高，能够改变局部地基土的工程性质，形成复合地基。运用该方法对软土地基进行加固，施工的费用比较低，而且对环境的污染比较小，能够减少人力、物理，并且还具有防水、加固和支护的功能，广泛应用与软土地基施工中。
2水泥粉喷桩技术在该工程中运用的可行性分析
（1）水泥粉喷桩技术具有节约劳动力、加快施工进度，减少劳动强度，而且不受施工场地限制的特点。
（2）水泥粉喷桩技术能够节约工程成本，相对于其它施工技术来讲能够获得更大的利润。
（3）水泥粉喷桩技术的施工工期相对于其它技术来讲要短，从时间上能够节约成本。
（4）泥粉喷桩技术不会对周围人群及建筑物产生噪音干扰，具有环保性比较好。
3公路水泥粉喷桩施工技术的运用
3.1施工材料的实验工作
在进行施工时，粉喷桩水泥通常会选择325或者425规格的矿渣水泥以及普通硅酸盐水泥。在施工过程中必须选择符合施工设计要求的水泥的品种和标号。在进行施工之前要对施工用到的水泥进行抽检，确保每一批水泥都达到施工规范的要求。在堆放水泥的时候尤其要注意防潮、防雨，避免水泥出现各种质量问题而影响施工的进度及工程的质量。
3.2施工过程技术控制
3.2.1粉体计量的控制
喷粉自身的均匀性和掺入其中的水泥都会对粉喷桩的质量产生巨大的影响，所以，施工人员在进行施工过程中必须要对粉体的计量质量进行严格控制。施工人员在计算每延米喷粉的数量、总灰量和深度的时候，通常将钻机深度和电子称重法两种计量方法有效的结合在一起。主要从以下两个方面对计量粉体进行控制：
（1）保持喷粉均匀性的关键就是能够掌握好钻头的提升速度。在进行水泥喷入施工时要完全依赖于人工，不能够只是一味的去追求能够达到每米喷粉量的标准，对记录器数字进行虚拟伪造，导致出现喷粉不均匀的现象。
（2）从开始喷灰到钻头中有灰出现的这段时间里，施工人员要将钻机钻到桩底，要进行一小段时间的预喷，才能够提钻，要根据管道的长度来确定预喷的时间。在喷灰过程中，施工人员进行机器操作的时候，要将管道输送水泥的速度控制在大约1m/s，当管道的长度大于40m时，就需要将它钻到桩底然后再进行喷粉提钻，这样在桩底少灰的实际长度就差不多有1m，在这个时候进行搅动不仅就会将桩底原状软土破坏掉，还能够逐步增大沉降量。
3.2.2桩体打入持力层的控制
在施工时一定要将粉喷桩穿过软弱的土层打入到具有极高强度的持力层当中，通常将其进入到持力层里面50厘米当成是合格。然而在实际施工过程中，桩底设计标高与持力层在通常情况下是不一样的。所以，在施工时，施工现场经常会出现桩长和实际标高不达标的情况。当出现这种情况时会给后面的施工带来很多的不利影响，例如不能够保证排水的顺畅，在非常长的时间内，预压施工的温度都不会将下来；如果桩尖下面留有几米软土，就会产生很大的工后沉降。所以，粉喷桩施工的桩长必须要进入持力层才能够保证整个施工的质量。通常施工人员可以运用钻机钻到最深位置时电流表显示的度数和下降的速度来判断是否进入到持力层，将这两个数据与施工工艺试桩所得数值进行比较才能够得到合理准确的结论。一般情况下，额定电流值需要达到125%以上，下钻速度为0.5m/min。
3.2.3复搅拌的控制
对水泥和土的搅拌是否均匀都会对粉喷桩桩体的强度产生非常大的影响，因此，在施工过程中，要在正常搅拌施工结束之后进行复搅，一般来讲，经过复搅之后的粉喷桩的施工质量要远远好于没有经过复搅的粉喷桩施工质量。钻头在通常情况下喷出的粉体呈现的是脉冲状，如果搅拌的不够好，就会在桩中出现层状的粉体，加上处理的不够及时，就会出现“夹生”现象，即便是在后期施工过程中加入大量的水泥也不能够很好的提高其强度。所以，在施工时有必要进行复搅，这样能够确保水、土、粉体进行充分接触、混合，形成符合施工规范的质量比较高的桩体。因此，施工人员在进行搅拌过程中，必须对搅拌叶旋转的速度和整个钻机的提升速度进行严格控制，要确保能够对全桩进行充分复搅并且要其均匀性符合要求，以此来确保桩体的质量。
3.3成桩质量检测
在我国，对粉喷桩的成桩质量进行检验时主要依据以下四种方法：（1）静载试验（群桩、群桩复合、单桩、单桩复合）；（2）桩身抽芯；（3）弹性波动测法；（4）N10轻便探。第一种方法能够对粉喷桩的各种技术数据进行定量的确定和分析，后面的三种方法是对粉喷桩的施工质量进行定性的判定和分析。一般来说，静载试验方法是用来检测涵洞结构物或其他重要构筑物基础的，弹性波动测法和N10轻便探用来检测路基部分的成桩质量，在本工程中运用以上几种方法进行了检测分析，符合规范和设计的要求。
4结束语
1.1软土地基建筑设计问题
在建筑工程建设中，为了防止软土地基上的建筑物发生移位或者沉降，我们可以在建筑设计方面采取一些措施。具体来说，第一，对于那些砖混结构的建筑，在对它们进行设计的时候，我们可以通过对建筑的外形、基础结构、荷载以及地基状况等相关问题的分析，科学合理地设置纵横墙，尽量使建筑物的内外墙保持贯通，建筑物的平面尽量简单。第二，对于那些荷载差异性比较大，建筑体型又复杂的建筑，在设计的时候尽量采用框架结构，同时也要强化建筑物的整体刚度，以满足软土地基不均匀下沉状况。第三，对于那些多层建筑，为了减少软土地基对建筑物的影响，我们在设计的时候可以采取设置地下室、采用轻型结构以及调整荷载分布等措施。第四，对于那些仓库或者厂房，在建筑设计的时候可以通过运用静定结构或者提高建筑刚度来避免软土地基对建筑物的危害。
1.2软土地基处理问题
在建筑工程施工之前，针对不同的软土地基，我们可以采取相应的措施对其进行处理，从而为建筑工程提供一个较好的地基环境。具体来讲，第一，对于一些古河道、暗沟和暗塘，我们可以采取短桩、基础加深或者换土垫层的方式进行处理。第二，对于那些地基表层不均匀的地基，我们可以把地基表面的一些软土层挖出，换土进行夯实。而对于那些厚层的软土地基，我们可以使用堆载预压的方式进行处理。第三，如果建筑物对地基沉降的要求比较严格，我们可以运用桩基的方法对软土地基进行处理，这样就大大减少了软土地基的沉降幅度。
1.3软土地基施工技术问题
(1)挖土和围护工作
第一，挖土工作。在对软土地基进行挖土工作的时候，要需要注意两点。首先，在挖土时，一方面要避免扰动软土地基中的持力土层，并依照相关规定做好基槽、基坑中的放坡和边坡支护工作，防止挖土过程中出现塌土状况。其次，在挖土之后，还要由施工、勘察、设计、监理单位等对于基槽、基坑进行检查，是否符合相关标准和规定，一旦发现问题，要及时采取补救措施进行解决。第二，围护工作。对于一些比较深的基坑，按照相关要求，我们还需要使用预制桩、板桩以及钻孔灌注桩等对其进行围护，从而抵制软土层受到挤压时所产生的一些推力。
(2)增设垫层工作
目前，很多建筑工程中对于软土地基的处理都是使用换土垫层的方法。根据使用材料的不同，换土垫层又包括碎石垫层、灰上垫层、煤渣垫层以及砂石垫层等多种类型。虽然换土垫层的材料各不相同，但是，它们在软土地基的施工中所发挥的作用都是类似的，即使用垫层不仅可以提高地基的承载能力，减少软土地基对建筑工程的破坏，而且在减少软土地基的沉降量和加快软土层中的排水固结方面发挥着重要作用。由此可见，增设垫层是一种比较有效的软土地基施工技术。
(3)加强施工管理
第一，施工进度方面。在软土地基的施工过程中，由于其特殊性，我们需要对施工进度进行严格控制。比如，在施工过程中，严格按照施工要求来实施，混凝土的浇筑构件要均匀掌握，每天施工的高度最好不宜超过1.5m等。第二，施工设备和人员管理方面。施工现场的一切机械设备，必须经常检查、维护和保养。如果夜间施工，现场要有足够的照明，以保证施工人员安全和施工质量。由于软土地基施工的要求比较高，施工人员必须按照相关规定持证上岗，禁止无证人员操作。第三，施工监测方面。在施工过程中，还要做好现场监测工作。比如，每天必须在工地巡视检查质量、安全，如发现问题及时向班组工人提出整改，并复查整改情况。坚持定期和不定期相结合的安全检查制度，建立登记、整改制度，在查出的隐患没有排除前必须有可靠的防护措施，如有危及人身安全的情况，应立即下令停止作业，以人身安全为第一要务，待整改完成并经验收合格后方能恢复施工。第四，基坑监测方面。受基坑挖土等施工的影响，基坑周围的地层会发生不同程度的变形，基坑周围密布有建筑物、各种地下管线以及公共道路等市政设施，尤其是工程处在软弱复杂的地层时，因基坑挖土和地下结构施工而引起的地层变形，会对周围环境(建筑物、地下管线等)产生不利影响。因此在进行基坑支护结构监测的同时，还必须对周围的环境进行监测，做到信息化施工，发现问题，及时处理。
2结束语
关键词：软土地基 沉降 机理 规律
Abstract: based on highway construction process we often encounter a lot of soft soil foundation, this paper introduces the foundation settlement of highway deformation mechanism, deformation composition, deformation characteristics and deformation law.
Key words: soft soil foundation settlement mechanism rule
中图分类号：TU447文献标识码：A 文章编号：
1概述
公路建设中常常会遇到大量的不良地基问题。软土地基的承载力低，压缩性强，外荷载作用下会产生较大的变形。填石地基或者土石混填地基自重大，容易引起较大沉降。而过大的沉降或沉降差会影响路面的平整度、公路线性上的平流顺畅及路面结构的稳定性。
2公路软土地基沉降变形机理
在软土地基上兴建高等级公路通常需要填筑一定高度的路堤，在路堤荷载作用下，在地基内部将产生应力和固结变形，这种由于土的压缩性构成了地基沉降的主要原因。
土体受力后引起的变形可分为体积变形和形状变形。体积变形主要由正应力引起，它只会使土的体积缩小压密，不会导致土体破坏。而形状变形主要由剪应力引起，当剪应力超过一定限度时，土体将产生剪切破坏，此时的变形将不断发展。通常在地基中是不允许发生大范围剪切破坏的。
所谓有效，是指对引起压缩和产生强度有效，有效应力是粒间传递的总荷载与土体总截面积之比。孔隙水压力可分为两部分：一是静水压力，在荷载施加之前就存在于地基中，另一是超孔隙水压力，是外荷载引起的孔隙水压力的增量。
3公路软土地基沉降变形组成
软土地基沉降包括堤身及地基两部分，经典土力学认为地基沉降包括瞬时沉降Si、主固结沉降Sc、次固结沉降Ss三部分。则软土地基的最终沉降量为S= Si +Sc+Ss。如图1所示。
图1 地基沉降的三个组成部分
（1）瞬时沉降
瞬时沉降是外部荷载加上的瞬间，饱和土中孔隙水尚来不及排出时所发生的沉降。此时土体只发生形变而没有体变。瞬时沉降与加载方式和加载速率有很大的关系。这是由于不同加载时刻，土中有效应力随着土体的固结而增大，土体的
变形模量相应增大的缘故。
(2)固结沉降
荷载置于地基土上后，随着时间的延续。荷载不变而地基上中的孔隙水逐渐排出过程中所发生的沉降。它是由于外荷载引起超孔隙水压力的水力梯度促使水从土体内排出，而应力增量转移到土体骨架上而发生沉降，它与时间有关，且主要发生体积的变化。
（3）瞬时沉降
对于瞬时沉降而言，瞬时固结不导致孔隙水的排出，但不等于可以将软土看成弹性体而认为其导致的变形是瞬时完成的。瞬时沉降与加载方式和加载速率有很大的关系，如采用瞬时一次加载方式时，地基的瞬时沉降量比均匀加载的情况要大的多。这主要是由于增量加载的时刻，土中有效应力随土体的固结而增大，土体的变形模量也相应增大。因此，瞬时沉降实质并非“瞬时”，而是不排水的侧向挤出而产生的位移变形沉降，而且，侧向挤出产生的沉降也并非瞬时能完成，也能延续相当长的时间。
4公路软土地基沉降变形特点
基础沉降量的大小，首先与土的压缩性有关，易于压缩的土，基础的沉降大。其次，与作用在基础上的荷载性质和大小有关。一般而言，荷载愈大，相应的基础沉降也愈大；而偏心或倾斜荷载所产生的沉降差要比中心荷载产生的大。
图2 软基的沉降和侧向位移
由图2可见，随着填土荷载的加大，地基各个部位都有不同的沉降量，路中心沉降量最大，路肩次之，坡角处沉降量最小。其沉降曲线形状类似于盆底状，在接近路肩处至坡脚处，由于荷载应力减少，其沉降量也呈衰减趋势，其发展趋势并没有在坡脚处终止，但并不会很大，而且基本上没有很大的变化。
由于软土具有抗剪强度低、压缩性高、渗透性小等特点，软土地基在荷载作用下，引起的地基沉降，一般具有以下变形特征：
①沉降量大，由于软土主要由粘粒和粉粒组成，其中粘粒含量很高，其天然含水量大，孔隙比大于1.5，抗剪强度低，承载力低，所以受荷后压缩量大，沉降量超过一般路堤。
②侧向变形大，饱和软土受荷初期，土中水来不及排出，土体易于发生侧向挤出，并随着水的逐步排出，土体体积收缩，竖向沉降进一步发展。
③变形时间长，由于软土本身的性质以及较大的软土厚度，孔隙水消散缓慢，并且下部软土排水较困难，使得固结时间长，因此竖向沉降和侧向变形延续的时间都很长。
5公路软土地基沉降变形规律
根据软土地基沉降变形的机理和特点分析及公路软土地基的大量沉降观测资料，总结出软土地基沉降变化基本上经历4个过程：
发生阶段：在对软土地基刚加载时，土体处于弹性状态，土中的孔隙水来不及排出，土体的侧向变形使土体发生瞬时剪切变形，在荷载增加的最初阶段，软土地基的侧移速率较大，沉降呈线性增加。
发展阶段：随着填土高度的增长，荷载不断加大和时间的增长，地基土中的孔隙水逐渐排出，超静孔隙水压力逐步消散，土体逐渐压密产生体积压缩变形，进入弹塑性状态，此时土体的沉降速率增长很快。
稳定阶段：当加载完成后，荷载不再增加，孔隙压力不断减小并接近完全消散，固结过程尚未完全完成，土体的沉降将随着时间的推移而继续增加，沉降速率逐渐变小，土体不断发生固结。
极限阶段：当时间足够长时，沉降达到极限状态，沉降量不再增加，沉降速率降为零，此时的沉降为地基的最终沉降量。
6结语
软土地基是一种不良地基，研究公路软土地基沉降变形机理及施工控制，对保证高速公路建设质量、正常运营以及延长公路的使用寿命具有重要的意义。
参考文献
[1]周珊珊,高速公路软土地基沉降影响因素研究及灰色预测[D],中国地质大学（北京）硕士学位论文，2007
［论文摘要］地基处理的研究一直是土木工程的一个热点，常用的软弱地基处理方法分四大类，应综合考虑选择合理经济的方法。
我国《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2002）中规定，软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其它高压缩性土层构成的地基。它是指基本上未受过地形及地质变动，未受过荷载及地震动力等物理作用或土颗粒间的化学作用的软粘土、有机质土、饱和松砂和淤泥质土等地层构成的地基。
1.软弱地基加固处理方法
软弱地基的加固处理[1]，按其原理和作法的不同，可分为以下四类：
1.1排水固结法
排水固结法又称预压法，其包括堆载预压法、超载预压法、真空预压法、真空与堆载联合作用法、降低地下水位法和电渗法等多种方法；通过在预压荷载作用下使软粘土地基土体中孔隙水排出，土体发生固结 ，土中孔隙体积减小，土体强度提高，达到减少地基施工后沉降和提高地基承载力的目的。
1.2振密、挤密法
振密、挤密法有表层原位压实法、强夯法、振冲密实法、挤密密实法、爆破挤密法和土桩、灰土桩等多种方法；采用一定措施，通过振动和挤密使深层土密实，使地基土孔隙比减小，强度提高。
1.3置换及拌入法
置换及拌入法有换填垫层法、振冲置换法、高压喷射浆法、深层搅拌法、褥垫法等多种方法；采用砂、碎石等材料置换软弱土地基中部分软弱土体或在部分软弱土地基中掺入水泥、石灰或砂浆等形成加固体，与未被加固部分的土体一起形成复合地基，从而达到提高地基承载力减少沉降量的目的。
1.4加筋法
加筋法有加筋土法、锚固法、树根桩法、低强度砼桩复合地基法、钢筋砼桩复合地基法等多种方法。通过在土层埋设强度较大的土工聚合物、拉筋、受力杆件等达到提高地基承载力，减小沉降，维持建筑物稳定。
以上方法的原理、适用范围及工程实例可参考殷宗泽、龚晓南主编的《地基处理工程实例》[2]一书。
2.软弱地基处理方法的选择
在地基处理中，我们要遵循的原则是：技术先进、经济合理、安全适用、确保质量[3]。可根据以下条件进行选择：
2.1地质条件
不同的方法适用于不同的地质条件，可参看规范。
2.2设计施工条件
设计时应考虑工期及用料情况：工期不宜安排得太紧；时间充分，施工时地基稳定性好，遗留问题少。工程用料要求就地取材。施工时应采用科学的管理方法。
2.3场地环境条件
要考虑施工时对周围环境的影响。如：新填土会挤压原有道路、房屋，产生侧向位移或附加沉降；用砂桩、砂井时，施工有噪声，靠近居民点会扰民；采用降低水位法时，要考虑引起周围地基的下沉和对周围居民用水的影响故应预先调查或做隔水墙，并考虑施工后注水复原的问题；采用填土堆载时要有大量的土料运进运出工地，会影响交通和环境卫生；打石灰桩、灌注药物或采用电渗排水时，会污染周围地下水，应慎重对待。
2.4结构物条件
要考虑结构物的等级、结构体系、断面形状、位置、埋深、使用要求和建筑材料等因素对所选择加固方法的影响，特别是有地下结构物（地下室、涵洞、地铁等），或者结构物高低不同、沉降不均时，应当特别注意。
3.地基处理技术的创新
近几年来，世界各地因地制宜的发展了许多新的地基处理方法。
3.1。 添掺外加剂方面[4]
以前的地基处理方法大多从机械设备着手，从而建立某种工法，而从材料入手提高地基处理质量和效果的较少。高性能土壤固化剂土壤混合后，特别是与高含水量和富含有机质的淤泥发生一系列物理化学反应，形成相互连接的网状结构，从而提高固化土的强度，减少地基变形。通过室内实验和现场试验证明，用高性能土壤固化剂作地基处理特别是对软弱地基的处理很有效，比普通水泥加固效果好的多，此项技术在国外应用已相当普遍已有很成熟的研究机构和公司，但在国内尚属起步阶段。
3.2 综合应用水平方面
重视多种地基处理方法的综合应用可取得较好的社会经济效益。
真空预压法与高压喷射注浆法结合可使真空预压应用于水平渗透性较大的土层，而高压喷射注浆法与灌浆相结合使纠偏加固技术提高到一个新的水平[5]。
单用动力固结法(俗称强夯法)处理饱和软粘土地基时却极易产生“橡皮土”现象，难以达到预期效果。为此，岩土工程界将强夯法和排水固结法结合起来，开创了“动力排水固结法”这项新技术[6]。
3.3.可持续发展方面
我国《建筑地基处理技术规范》JGJ79—2002已经将粉煤灰正式列为换填垫层法可采用的一种垫层材料。
渣土桩又称“孔内深层夯扩挤密桩”，是一种新型地基处理方法，其充分利用建筑垃圾，变废为宝，施工现场干净无污染。
地基处理技术还被用于防止有害物渗出液污染地下水以及防止其他已被污染区域地下水的流动造成污染扩散。近期出现的处理新技术是让被污染的地下水通过含有将地下水中有害物变性、吸收及降解的铁屑或碳颗粒的活性截水墙PRB使地下水得到净化[7]。
4．结语
我国地基处理技术发展很快，但还有许多方面需进一步研究：
（1）发展现场监测技术的研究。
（2）发展测试技术的研究
（3）促进地基处理理论方面的进一步发展。
（4）完善工法的质量检验手段。
（5）发展地基处理新技术，提高地基处理技术的综合应用水平的研究。。
（6）要因地制宜合理选用处理方法。正确评价各种地基处理方法的适用性。
（7）研制新机械新材料，提高施工工艺，实现信息化施工的研究。
（8）深化施工管理体制改革，重视专业施工队伍建设。
参考文献
[1] 顾晓鲁，钱鸿缙，刘惠珊，汪时敏.地基与基础[M] 北京:中国建筑工业出版社，2003，(15):576
[2] 殷宗泽，龚晓南 地基处理工程实例[M] 北京:中国水利水电出版社，2000(1):14~17
[3] 陈莞尔 软弱地基加固方法的合理选择[J] 地基基础，2004
[4] 於春强，郑尔康 高性能土壤固化剂及在地基处理中的应用[J] 第九届土力学及岩土工程学术会议论文集2003
[5] 朱祖梁， 黄光明 软土地基处理方法的实例分析[J] 中国煤田地质，2005，6
关键词：市政路桥；软土地基；处理技术
中图分类号：TU99文献标识码： A
引言
近年来，随着市政路桥建设的迅速发展，我国各个地区根据实际情况，开展软土地基工程的设计施工也越来越普及。路桥施工中软土基地的处理技术给我们带来了巨大的经济效益，为我国路桥建设打下了坚实的基础。但在市政路桥工程建设中，软土地基处理效果因不能满足实际使用要求，时常出现道路变形、沉降等现象的发生。所以，改善软土地基处理能保障人民群众的生命财产安全，具有十分重要的意义。
一、软土地基的主要特征
软土地基就是指以软土为主要成分，同时还掺杂一些粉砂以及一些粉土混合而成的地基，这种软土地基比较软，所以其可塑性比较强，但是承载力比较低。如果在实际施工的过程中有软土地基的话，就会给施工造成一定的困难，并且软土地基的另一个特点就是其含水量比较高，所以这就使软土地基存在很大的空隙，导致水分流失的比较快，土地也会变得比较的疏松。
二、软土地基处理技术在桥梁公路工程建筑中的重要性
由于软土地基的土质会在一定程度上给施工过程中的稳定性造成一定的影响，所以一般软土地基是不适合做持力层的，而是需要对这部分软土地基做一定的处理，从而给地基的形成打下基础。
随着我国市场经济的不断进步，旅游业的不断发展，我国公路和桥梁建筑的项目也逐渐增多，为了能够更好的保证我们人民的生活质量，方便人们的生产生活，国家不断的开发桥梁及公路建设工程来保证我们更加顺畅的进行生产和生活，所以就要在软土地基的施工上和技术的处理上做得更好。
软土是指天然含水量比较高、孔隙比较大、并且压缩性比较高，同时其抗剪强度比较低的细粒土，这种土质一般情况下使分布在海边以及有湖泊和河滩等等一些相对水利施工比较集中的地方，这种土质容易受到压力变形和沉降等的影响。软土地基在桥梁以及公路工程中的危害最主要的就是体现在公路施工上面，主要是一些桥涵构造物以及一些高路堤路段的公路上。比如一些桥头的高路堤所发生的沉降现象，单边膨胀以及滑移等现象都频繁发生，所以这些现象的产生就会给桥梁的使用寿命造成一定的影响，甚至会影响到人们和车辆的安全问题，更为严重的就是，如果桥梁发生倒塌的话就会给附近人们生活的正常进行造成非常大的影响。所以，解决软土地基的软弱性问题，保证软土地基变的更加强硬，是桥梁公路建筑项目中首先需要解决的问题。如果没有处理好，就会影响到整个工程项目的继续进行，严重影响到工程作用的发挥。但是软土地基处理问题的解决现在还是一个很大的难题，加上我国土层资源的丰富，各个地方的情况都不相同，所以软土地基的处理技术就相对比较难统一。在对软土地基的处理过程中，应当对待具体问题具体分析，结合具体的软土地基的土层情况和当地的施工造价以及工期等等具体条件作为一个结合，对几种不同的地基处理方法在经济和技术上做一个比较，从而得出比较适合工程来进行的软土地基的处理技术。除此之外，还要多注意和环境的协调发展结合在一起，尽量避免由于一些软土地基的处理而造成资源上的浪费和环境污染现象的发生。
三、市政路桥工程施工中软土地基的处理技术
1、软土地基的表层处理方法
1.1表层排水法
软土地基的处理要因地制宜，如果地基处土质较好，但是含水量较大，因此采取表层排水法较为合适，具体是在填土之前进行地表的沟槽开挖作业，以排除地表水，同时对于地基表层部分的含水量也大大降低，确保工程机械顺利通过，同时可以采取透水性较好的砂砾或碎石进行回填。
1.2垫层砂砾或者置换填土的处理方法
这一方法主要是针对路堤不高、土层薄、无硬壳等特点，而且具有两面排水能力的软土地基。这种技术的好处在于能够使填土与基地之间形成一排水面，如果软土地基遭遇填土的负载作用，能迅速的排水软土地基中的孔隙水，加速软土的凝结，降低其压缩性，大大的提高了承受能力，从而有助于防止软土地基中软土剪切变形。
采用置换填土的方法，可以充分的发挥置换的作用，其具体操要求是用规定的土质重新回填。此方法虽然操作简单，但是需要的成本也较大，一般应用在清淤回填的软土施工中。在施工中也要注意到填土的进程，垫层厚度一般在0.5米至3米之间，一般所选取的施工材料为含泥量小于5%的整洁粗砂、中砂，或者为粒径大于5里面的天然粒径构成的砂砾。
1.3敷垫材料法
软土地基土层分布不均匀的话，可以采取敷垫材料法进行软土地基的处理。由于地基土层分布不均，有可能导致局部沉降和侧向变位的现象，采取敷垫材料法进行处理可以提高地基的抗剪力和抗拉力，增强了地基的稳定性，便于施工机械顺利通过，并均匀支撑其载荷，敷垫材料一般是用化纤无纺布、土工布以及玻璃纤维格栅等。
1.4添加剂法
此方法适用于表面粘性土的软土地基，通过加入添加剂提高了地基的强度和压缩性能，为工程机械的安全作业带来了保障。一般所添加的材料通常为水泥和熟石灰，量的需求也要根据工程量来决定。添加剂中的石灰材料能够降低土壤中的含水量，产生化学式的固定，更加保障了土壤的稳定性，一般使用改良土壤、水泥稳定等。如果为了改良土壤，可以在土壤中添加6%的石灰，其优点在于操作简便，经济实惠；如果为了水泥稳定，可以在黄土中加入3%到6%的水泥，这个造价相对较高，在黄土中添加10%到12%的石灰的石灰土是较为常见的。
2、粉喷桩加固处理法
2.1粉喷桩加固处理法在其施工之前应该对施工技术材料有所准备，具体包括：施工场地的地质报告、土工试验报告、室内配比试验报告、粉喷桩设计桩位图、地面高程数据表、加固深度、停灰面高程、相关测量资料等。
2.2保证地表的平整度并对施工现场的障碍进行清除工作，比如场地低洼，应该进行粘性土的回填；如果场地不能满足施工机械的通行条件，应该铺设砂土或者碎石垫层以提高路基的强度；如果地基表面过软，可以采取适当措施避免机械失稳的现象发生。
2.3施工机械和器具应该提前准备，并提前纪念性机械组装和运转试验。
2.4粉喷桩的施工工艺要按照相关设计要求和施工现场情况进行确定，一般来说试桩数量为5根，试桩之后进行一些参数的确定工作，比如钻进速度、喷气压力、提升速度、搅拌速度以及单位时间喷粉量等。
3、竖向排水固结法
如果软土地基处有粘性土，可以在其地基处进行垂直排水柱的设置，一方面缩短了排水距离，使得地基排水固结效果增强，另一方面增加了地基的抗剪力和抗拉力。具体而言，竖向排水固结法由于其采用的材料有所区别而分为砂井和纸板排水，前者是利用砂井进行排水，其施工方法有打入式、振动式、螺旋钻式及袋装式等，此方法一般不单独使用，往往与加载法和缓速填土法一起使用，多用于地层较厚而且粘土地质的软土地基处理；后者对于泥炭质的软土地基处理效果极佳；其处理范围如下：处理填土坡面以提高其稳定性，处理路基顶面宽度以防止沉降。在进行排水砂井的设计时要提前设计好施工方法，并对砂井直径、排水距离和改良范围进行修正。
结束语
目前，国内市政路桥工程之中软土地处理技术尚不完善，如何在软土地基上更加稳固的进行路桥工程还需要我们不断的探索，理论联系实际，实现软土地的合理开发与利用，解决交通问题，促进经济的迅速发展。
参考文献
[1]李圣彬,张国勇.软土地基处理方法及其在公路施工中的应用[A].公路交通与建设论坛（2009）[C].2010
论文摘要：软基处理是公路建设中的重要课题，做好软基处理直接关系到公路的质量，交通的安全，国家的利益。下面介绍高等级公路建设中常用的一些软基处理方法。
1 引言
软土的物理力学性质差，具有天然含水量大、强度低和易受扰动影响等特性。高等级公路路面的造价昂贵，技术标准高，对路基变形与稳定性的要求十分严格。这些都使得软土地区高速公路的变形与稳定性控制成为高速公路路基工程中遇到的主要技术难题。
1．1 沿线地质概况
合宁高速公路沿线地基土普遍具有较厚的粉砂层，构成粘性土层的很好排水通道，而粘性土层本身多夹砂或混砂，淤泥质土则呈层状，固结系数普遍大于5×10-3cm2/s ，因此受荷后固结一般会较快完成。
2 软基处理原则
2.1 沉降控制指标
路面采用沥青砼路面，厚16cm ，工后沉降控制年限为15年；一般路段工后剩余沉降量不大于30cm ；与桥涵等构造物相邻路段，差异沉降不小于10cm；桥头路基与一般路基的过渡段长度不小于50m。
2.2 工期要求
总的施工工期为二年半时间，路基施工期控制在一年内。要求采取的处理措施，在最快的时间内，使工后沉降满足规范规定的要求。
2.3 桥头地基处理范围
桥头处理长度取5-7H(H 为填土高度 ) ，起点从桥台中心线开始起算；桥前护坡地基处理，从桥台中心线起算，护坡底宽2/3 范围；小型构造物两侧考虑一定的过渡段，处理范围一般在10m 以内。
填料选用
①由于粉煤灰灰源紧张，尽量不考虑采用粉煤灰作为轻质填料。
②小型构造物基底处理，如采用砂垫层，其厚度不宜大于1.5m 。
3 软基处理方法
在软土地基上填筑路堤首先应考虑的两个问题是路堤稳定性和路堤的沉降。
公路软基处理方法较多，一般有：砂垫层、置换法、塑料排水板、挤密砂桩等。为了保证软土地基能正常承载，发挥其使用功能，正确的加固方法是十分重要的。
施工工艺和程序控制在加固处理软基过程中，施工技术人员必须严格按照操作规程和工艺要求施工。
施工工序：清除表土排除积水挖除淤泥分层换（抛）填石头泥垫层压实压实度检验路基分层填筑压实度及弯沉检测路面施工等工序。
在进行软基处理前，应先进行石头泥收集、就近堆放及质量检验，严格控制石头泥的含泥量不超过20%，且所含石块粒径一般不超过压实厚度的2／3，石料为软质岩或极软岩（强度小于20MPa），以免影响透水性垫层的设置。
由于该路段软土层地下水较丰富且水位较高，采取在路基范围内设置深3～4m管式渗沟，外侧挖排水沟疏干路基范围内积水。
石头泥应逐层填筑，分层压实。自卸汽车回填石头泥要快速集中，并由地基中部向两侧扩展；推土机摊铺要均匀、平整；对换填土底层应先用推土机摊铺均匀、平整；对换填土底层应先用推土机碾压4遍，然后再用12～15t光轮压路机碾压4遍，碾压要做到缓起、慢行、稳停、走向直、速度匀，尽量避免因碾压方式不当扰动软土层而反弹下陷。每次碾轮要重叠一半，至重轮轮迹压遍全宽时方为一遍。这样石头泥一方面在路基下层形成一个透水性垫层，替换了基底下部一定厚度的软土层；另一方面通过块石（片石）骨架作用达到挤密软基，保证各组成成分经压实后相互间嵌密实。
注意事项及质量控制在进行软基清挖回填前，必须做好回填前的人员、机械等准备工作，做到清底、回填、碾压一次成型。石头泥分层回填松铺厚度可控制在50cm以内，压实前要注意使砂砾及泥土等细骨料填满石块间空隙。确定当天作业段石头泥的填筑应填至地下水位以上。当软基处理完毕后方可进行路基的正常填筑。
严格监理程序，每道工序必须经监理人员检验认可后方可进行施工；同时设立沉降观测点，做好软基施工段沉降观测。
工程实效分析该工程共清淤回填石头泥约6万m3，对处理后的路基填土层进行压实度及弯沉检测，压实度95%以上，弯沉145mm1／100以内，结果均达到一级公路标准。
【关键词】铁路工程；软土地基；加固措施；边坡防护
1 绪论
近年来我国铁路建设开始进入高速发展时代。在过去的一年间，先后有多条新建铁路密集开工，遇到的不良地质条件迅速增多，特别是软土地基。高速铁路对工后沉降的要求极其严格，软土地基若不进行加固改良处理往往达不到规范规定的工后沉降限值要求。同时，我国客运专线控制路基的工后沉降及变形的技术已经比较成熟，而对边坡防护往往重视不够，虽然客运专线路基工程以低矮路基为主，一般情况下的病害并不会对路基的稳定性产生影响，但频繁的维护会耗费大量的人力物力，同时产生破坏的边坡也难与周围的环境相协调，不符合环境保护的要求。现今针对软土地基处理的方法较多，不同处理方法的适用范围、处理费用、处理效果、工期是不同的。目前对于软土地基这一处理问题上，一般来说主要有以下几种方法，如强夯、置换、加筋、压密注浆和复合地基等。如何经济合理地进行高速铁路软土地基处理，是高速铁路建设中面临的重大课题。
本文首先分析了铁路地基的处理方法，然后介绍了软土地基的加固技术，最后介绍了铁路边坡防护技术。
2 软土地基的处理
所谓软土，从广义上讲，就是指强度低，压缩性高的软弱土层。根据软土的空隙比及有机物质含量，并结合其他指标，可将其划分为软黏性土，淤泥质土，淤泥，泥炭质土及泥炭五类型。软土的物理力学特性如表2.1所示
软土通常指淤泥和淤泥质土，冲填土，杂填土，湿陷性黄土，膨胀土，土洞等。各类土的性质不同，各类地基处理方法的机理也不相同。因此必须了解软土的特性，掌握各种处理方法的加固机理，才能把地基处理得恰到好处，以最经济的手段达到预期的加固效果。我国地域辽阔，自然地理环境不同，土质各异，其强度，压缩性和透水性等性质有很大的差别。其中，有不少是软土或不良土，例如淤泥和淤泥质土，冲填土，杂填土，泥炭土，膨胀土，湿陷性黄土，季节性冻土，土洞等。在工程地质条件不良的场地上建造建筑物，或当遇有旧房改造，夹层，工厂扩建引起荷载增大，或深基础开挖和修建地下工程时，为防止出现主体失稳破坏，地面变形和地下水渗流等现象，也都要求对地基进行处理。
近年来国内外地基处理的技术迅速发展，处理的方法越来越多，但是，我们必须针对地基土的特性以及上部结构对地基的要求，有的方矢，因地制宜地选择处理方法。发展地基处理的技术，提高地基处理的水平，节约基本建设的投资。
土木工程建设中，不可避免地会遇到工程地质条件不良的软弱土地基，不能满足建筑物要求，需要先经过人工处理加固，再建造基础。处理后的地基称为人工地基。
地基处理的目的，是针对软土地基上建造建筑物可能产生的问题，采取人工的方法改善地基土的工程性质，达到满足上部结构对地基稳定和变形的要求。这些方法主要包括：提高地基土的抗剪强度，增大地基承载力，防止剪切破坏或减轻土压力；改善地基土压缩特性，减少沉降和不均匀沉降；改善其渗透性，加速固结沉降过程；改善土的动力特性，防止液化，减轻振动；消除或减少特殊土发不良工程特性。
近几十年来，大量的土木工程实践推动了软弱土地基处理技术的迅速发展，地基处理的新技术、新理论不断涌现并日趋完善，地基处理已成为基础工程领域中一个较有生命力的分枝根据地基处理的基本原理，基本上可以分为如表2.2所示的几类。
但必须指出，很多地基处理方法具有多重加固处理功能。
3 铁路软土地基的具体加固措施
对软土地基1米深范围内根据其特点可以采取以下加固措施：
3.1 换土垫层法：该工程软土上部没有硬壳，软土本身又比较薄，便于排水情况下，可以采用人工或机械开挖等方法全部挖除表层淤泥质粉质粘土（1m），填以强度比较高的渗水土，渗水土取自专门设置的取土场，处理方法不留后患，效果最好。同时，软土较厚处在路堤两侧可以设置木桩.板桩.钢筋混凝土桩或片石齿等，以限制地基的侧向变形。
3.2 排水砂井法：排水砂井（如下图3.1所示）也是一种很好的提高软土地基强度的方法。它是利用各种打桩机具击入钢管，或用高压射水.爆破等方法在地基中获得按一定规律排列的孔眼，并灌入中.粗砂而成。由于这种砂井在饱和软黏土中起排水通道的作用，故称为排水砂井。砂井顶面应铺设砂垫层或砂沟，以构成完整的地基排水系统。软土地基设砂井后，改善了地基的排水条件，缩短了排水途径，因此地基承受附加荷载后，排水固结过程大大加快，进而使地基强度得以提高。用砂井加固软土地基，对于提高地基承载力是有效的。
3.3 化学加固（注浆）法：指在利用化学浆液，水泥浆液，粘土浆液，采用灌注压力，高压喷射或深层搅拌等手段，使浆液与土粒胶结起来，以改善地基土的物理和力学性质的地基处理方法。注浆法是指利用一般的液压，气压或电化学法通过注浆液注入地层中，浆液以填充，渗透和挤密等方式，进入土颗粒间的孔隙中或岩石裂隙中，经过一定时间后，将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体，形成一个强大，防慎性能高和化学稳定性良好的固结体。
注浆材料可以分为粒状悬浮浆液和液态化学浆液两类。
粒状悬浮浆液包括水泥浆，水泥粘土浆，水泥砂浆，水泥粉煤灰浆等。这些材料容易取得，价格低廉，无毒性，对环境无污染。但由于颗粒较粗，可灌性受到限制，对粗砂以下的土不易取得良好效果。液态化学浆液的种类很多，可以分为有机和无机两大类。这些材料易注性好，但一般价格较贵，都有毒性，易造成对环境的污染，其中水玻璃是无毒的，因此是常用的加固材料。注浆法可以减小地基土的透水性，防止流沙，钢板桩渗水以及改善地下工程的开挖条件，还可以提高地基承载力，减少地基的沉降量和不均匀沉降。
4 铁路工程中的边坡防护
4.1 概述
路基在水、风、冰冻等因素下，经常发生变形和破坏，例如，边坡的表土剥落，形成冲沟以及滑蹋等。为了保证边坡的稳定性，处做好排水工程外，还必须采取有效的措施，对粘土、粉土、细沙、及容易风化的岩石路基边坡，进行必要的防护与加固。防护与加固的重点是路堑边坡，尤其是地质不良与水文地质不良地段的路堑、容易受水冲刷的边坡、不稳定的山坡更应该重视。防护与加固工程不仅可以稳定路基，而且可以美化路容，提高公路的使用品质，例如植物防护可以消灭施工痕迹，使景观协调，形成良好的视觉效果。路基防护与加固的方法，一般可分为坡面防护和冲刷防护两类。
4.2 防护的一般要求
4.2.1 路基防护应按设计、施工与养护相结合的原则，深入调查研究，根据当地气候环境、工程地质和材料等情况，因地制宜，就地取材，选用适当的工程类型或采取综合措施，以保证路基的稳定。不要轻易取消或减少必要的防护工程措施，而给养护管理遗留繁重的工作量。
4.2.2 对于水流、风力、降水以及其他因素可能引起的路基破坏的，均应设置防护工程。在冲刷防护设计中，要综合考虑，使防护工程收到更好的效果。
4.2.3 在不良的气候和水文条件下，对沙土、细沙与易于风化的岩石边坡，以及黄土和黄土类边坡，均宜在石方施工完成后及时防护。对路堑边坡根据边坡岩层组成及坡面弱点分布情况考虑全面防护和局部防护。
4.2.4 对于冲刷防护，一般在水流流速不大及水流破坏作用较弱的地段，可在沿河路基边坡设砌石护坡，以抵制水流的冲刷作用和淘刷。需要改变水流或提高坡脚处粗糙率，以降低流速、减缓冲刷作用，可修筑坝类构造物。
4.2.5 坡面防护一般不考虑边坡地层的侧压力，故要求防护的边坡有足够的稳定性，但护面墙可用于极限稳定边坡。
4.2.6 对高而陡的防护构造物，设计时要考虑设置便于维修检查的安全设施。
4.3 铁路工程边坡防护的方法
4.3.1 种草
种草防护适用于边坡稳定，坡面冲刷轻微，且宜于草类生长的土质路堤或路堑边坡，用以防止表面水土流失，固结表土，增强路基的稳定性。经常浸水或长期浸水的路堤边坡，种草不宜生长，不宜采用此种方法。边坡上已经扎根的种草防护，可容许缓慢流水（0.4～0.6m/s）短时冲刷。
4.3.2 铺草皮
路基坡面上铺草皮防护，其作用与种草防护相同，前者使用时要求当地有足供挖去使用的草皮地段，但在边坡较高陡和坡面冲刷较严重的地方，铺草皮比种草防护收效快。
我国大部分铁路位于冲积平原上，地形平缓，地表有机质含量较高，有草皮覆盖，并且路基全部是填筑的路堤形式，边坡坡度为1：1.5左右。适合采用平铺草皮的方法进行路堤坡面防护。填筑路基前先铲除地表草皮，对草皮人工养殖，待路堤填筑压实满足要求后，将草皮切成整体块状，移铺到坡面上，应自上而下铺设，并用竹木小桩将草皮钉在坡面上，使之稳固这种方法可以减缓地面水流速度，防止坡面冲刷，调节边坡土的温湿状况，美化路容，协调环境，是一种经济环保的坡面防护方法。
4.3.3 植树
在路基边坡上合理地植树，对于加固路基有良好的效果。也可和种草。铺草皮配合使用，使坡面形成良好的防护层。植树适用于土质边坡及严重风化的岩石边坡和裂隙粘土边坡。但对盐泽土，经常浸水及经常干旱的边坡及粉质土边坡不宜采用。植树的作用有：
(1)植树可以加强路基的稳定性。
(2)降低流速，防止和减少水流对路基的冲刷。
(3)植树能防风、防沙、防雪。
(4)植树可以美化路基、调节气候、并可获得部分木材，增加收入。
4.3.4 抹面与捶面
易于风化的岩石，如页岩、泥岩、泥灰岩等软质岩层的路堑边坡防护，可以用混合材料抹面。对于受冲刷的边坡和易风化岩石坡防护可用混合材料捶面。抹面或捶面的边坡坡度不受限制，但不能承受土压力，故要求边坡必须是稳定的，坡面应该平整干燥。常用的抹面材料有石灰炉渣混和灰浆、石灰炉渣三合、四合土及水泥石灰砂浆，常用的捶面混合材料有水泥炉渣混合土、石灰炉渣三合、四合土。
4.3.5 砌石护坡
对缓于1：1的各种土质、土夹石及岩质边坡，坡面受地表水流冲蚀产生冲沟、泥流、小型表层溜塌，均可采用砌石护坡防护。为了节省片石及水泥，最常见的是浆砌片石骨架护坡或混凝土骨架护坡，其内铺草皮或三合土，四合土捶面代替浆砌片石或混凝土。如草皮和捶面护坡一脱落，也可用方格形或拱形的浆砌片石骨架进行加强。
5 结论
随着我国铁路体系的发展，铁路工程中复杂地质环境施工越来越多，其中软土地就是一种。本文主要研究了铁路工程中软土地基的加固措施以及软土质路堤边坡的加固防护形式。研究软土地的铁路施工对提升铁路整体工程质量、
减少维护费用具有重要的意义，希望本文能够对这方面的研究起到一定作用。
参考文献
关键词：路基沉降 预测方法 实例分析
中图分类号：U213文献标识码： A
一．沉降常用的预测方法
通过大量的沉降观测资料的积累，可以找出地基沉降过程中具有一定实际应用价值的变形规律，这是工程中最为常用的方法。通常利用沉降资料进行预测路基沉降随时间发展的常用方法有以下几种：
1.双曲线法
（1）规范双曲线法
双曲线方程为：
(1)
=+(2)
――从满载开始的时间；
――初期沉降量()；
――最终沉降量()；
――将荷载不再变以后的实测数据经回归求得的系数。
由对实测沉降进行回归，如图1：
图1a，b的求解方法
总之，沉降计算的具体顺序：
(1)确定起点时间()，可取填方施工结束日为；
(2)就各实测计算，见公式(1)；
(3)绘制与的关系图，并确定系数，见公式(2)及图1（由实测各点在图中构成的直线的斜率及截距即可求出值）。
(4)计算；
(5)由双曲线关系推算出沉降―时间曲线。
（2）．修正双曲线法
假设沉降时程曲线近似于双曲线，可以用以下方程进行描述：
，其中，(3)
式中
――自土方工程开工以来时间(天)；
――时刻的沉降()；
――时刻的荷载[]；
――设计最大荷载[]；
可以利用直线的斜率计算出最大沉降： 。采用修正双曲线法，可以计算在任意最大荷载下产生的沉降。在这样的情况下，可以利用下式计算填方的当前荷载和最大荷载：
(4)
式中――填方高度；
――填方材料重度()。
2.固结度对数配合法(三点法)
（1）固结度的理论解表达式为：
(5)
式中： ，――与地基土的排水条件、性质等有关的参数。
（2）路堤地基的沉降按发生的先后和机理不同可分为瞬时沉降、主固结沉降、次固结沉降三部分，可由下式表示：
(6)
式中：――时刻地基的沉降量；
――地基的瞬时沉降量；
――地基的主固结沉降量；
――地基的次固结沉降量；
――时刻地基的固结度。
(6)式可化成下面的形式：
(7)
式中――地基的最终沉降量；其他参数同上。
对于大多数工程，次固结沉降量与固结沉降量相比是不重要的，可忽略不计。因此，地基的最终沉降量可表示成初始沉降量与固结沉降量和的形式，即。
即，地基的固结度可化成下面的式子：
(8)
由式(5)和式(8)联立可得：
(9)
这就是固结度对数配合法地基沉降计算公式，也称作三点法。
（3）为求时刻的沉降量，上式右边有四个未知数，即，，，。由实测的初期沉降―时间(曲线)上任意选取3点()，()，()，并使可得如下三个方程：
(10)
(11)
(12)
由此解得：
(13)
(14)
(15)
3.指数曲线法
指数法方程为(16)
式中：――最终沉降；
――系数求法与双曲线法中的求法相同。
此外，还有Verhulst法、Asaoka法以及灰色理论方法等等。这些方法各有各自的特点，一种计算模型对某一种实际情况的预测可能是有效的，但对另一种情况未必适用。因此通过这些模型对工程进行沉降预测，并进行相互比较，确定一个合理的适合其条件的计算模型。
二．计算实例
本文实测数据选取京沪高铁沧州段某标段施工结束后的某个定期观测数据(设为A点)。对比实测数据和预测模型数据，沉降点的测量频率为7天/次，分别采用上述预测模型进行沉降分析。具体的沉降预测结果分别见表1及图2、图3。
1．A点沉降情况：
表1A点各时期沉降预测结果对比
图2A点各时期预测模型的沉降图
注：图2是表1沉降值的对应图。从图表中可以看出，固结度对数曲线法、灰色系统GM(1，1)和指数曲线法的沉降预测值和实测沉降值比较接近；Asaoka法的沉降预测值较实测值偏小，且偏差较大；Verhulst法在前110天的预测值与实测值较接近，但110天后，其预测结果与实测值有很大的差异，预测值很不稳定；修正双曲线法的预测值在前40天和200天以后拟合较好，其它时段很不稳定。其中在最接近的几种模型中，固结度对数配合法与实测沉降值最为接近，可看其为此A点的最优预测模型。具体情况看输出的最优模型的沉降图。
图3A点最优模型与实测值的对比图
通过该实测数据的计算分析，对该段路基沉降预测方法进行了一些探讨。从实测结果来看，可以发现不同方法推算的沉降量与实测值有一定的差异，且各种预测模型对不同点的适合度不同，但大多数的模型预测值与相对应时间的实测值比较接近。说明这些模型的预测精度很高，在路基沉降预测中有一定的可信度和适用性。
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[8] 刘伏成．路基软基沉降预测方法研究．武汉理工大学硕士学位论文．2004
【关键词】软土路基;粉喷桩法;加固机理
软土地基具有高含水量、大孔隙比、高压缩性的特点，此种地基在我国沿江、沿湖以及沿海等地广泛分布，对港口建设、公路路基、大型桥梁、涵洞、通道都存在着不同程度的危害。在高速公路的软基处理中，地基土的强度和变形对地基土上的路堤及路面结构的安全和稳定性、行车安全有重要的影响。随着我国公路事业的大力发展，大量工程实践表明，用粉喷桩法加固高等级公路的路基和涵基，在满足设计的前提下，不仅能提高地基土的承载力，从而能适应快速填筑施工，而且能较好地解决沉降过大的问题，大大节约了施工作业时间。因此，该法已越来越普遍地用于高等级公路的软基处理中。
1.粉喷桩的成桩原理及特点
粉喷桩是利用粉喷桩机,用压缩空气将水泥干粉加到软弱地基土中,并在原位进行强制搅拌,吸收地下水,水泥和土进行化学反应,硬化固结后具有较高强度整体性水稳性的粉喷桩。桩与软土地基一起组成复合地基,两者共同工作,承担上部荷载。粉喷桩与桩间土的协调变形使地基土承载能力得到充分发挥，最终使土体得以加固,获得所需强度,提高地基承载力,减少沉降。
采用粉喷桩的优点如下：
1.1水泥与原土就地搅拌混合, 因此可最大限度地利用原土的承载力。
1.2水泥粉与原地基土就地搅拌混合时, 不必或只需向地基中注入少许水分(根据地基土的含水量确定),水泥粉充分吸收周围软土中的水分, 因此对含水量高的软土加固效果尤为显著。
1.3水泥干粉喷射时对土壤无侧向挤压, 对周围建筑物影响小。
1.4土体加固后重度基本不变, 对软弱下卧层不会引起附加沉降。
1.5在满足承载力及其它各项指标要求的情况下, 技术经济指标效果显著。
1.6施工时无振动, 无污染, 无噪音, 工期短, 施工现场较文明, 尤其适合在城市中使用, 且可取得良好的技术经济效益和社会效益[1]。
2.粉喷桩的加固机理
粉喷桩处治软基属于深层搅拌法中的一种，它是利用压缩空气向软弱土层中输送石灰、水泥等粉状加固料，使其与原位软弱土混合、压密，通过加固料与软弱土之间的离子交换作用、凝聚作用、化学结合作用等一系列物理化学作用．使软弱土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的柱状加固土，它与原位软弱土层组成复合地基，提高软土地基承载力，减少地基沉降量[2]。
2.1溶解-析出理论及水泥与软土的化学反应
溶解一析出理论是水泥固结理论中较为经典的理论之一，该理论认为水泥的固结过程就是水泥熟料在水中溶解成离子形式，并以水作为介质进行化学反应，形成了各种晶体从水溶液中析出．最终形成具有一定强度的整体。实际工程中，常采用水泥固结理论中的溶解一析出理论来解释水泥和软土的反应[2]。
2.1.1水泥熟料在水中的溶解过程
在水泥等固化剂与软土充分搅拌之后，很快与软土中的水发生水化反应生成氢氧化钙、水化硅酸钙、水化铝酸钙及水化铁酸钙等化合物。其化学反应为
(1)硅酸三钙的水化：
(2) 型硅酸二钙的水化：
(3)铝酸三钙的水化：
(4)铁铝酸四钙的水化：
另外，在水化过程中，形成了能吸收大量自由水的钙矾石：
2.1.2土颗粒与水泥水化物之间的相互作用
一般情况下，因水泥与土的搅拌不能绝对均匀。使水泥熟料包裹在软土团粒表面，这种灰包土的结构由于电化学作用，水泥熟料的水化产物易渗透入土颗粒的内部。这样，最后在粉喷桩桩体范围内形成了外层是水泥水化产物相联结，内层是被包裹的软士团粒的空间结构，这种结构是粉喷桩强度的基础。其次，软土中含有多种矿物质并含有游离的钠离子、钾离子，它们能和水泥水化生成的钙离子进行当量吸附交换，使较小的土颗粒形成较大的团粒，使土体强度提高。
2.2其他因素对粉喷桩加固机理的影响
首先，粉喷桩在施工过程中对土体的振动或挤压使土体得到挤密，利用横向挤紧作用，提高了桩间土的强度和桩侧法向应力，使得桩侧摩阻力得到增加，桩体的承载力得到加强，使路基土粒彼此靠紧，空隙减少，提高复合地基的承载力，有利于满足路基压实度的要求。
其次，水泥的各种水化物生成后有的自身继续硬化，形成水泥石骨架，有的与周围具有活性的粘土颗粒发生反应，形成水泥土的团粒结构，并封闭各土团间的孔隙，形成坚硬联结体。由于粉喷桩的刚度较桩周围土体大，在路堤填筑荷载作用下，大部分填土荷载由桩体承担，作用在桩间土的应力相应减少。
另外，地基的加速固结作用也是粉喷桩的加固机理之一。由固结系数Cv的计算式：Cv=■
可以看出，虽然水泥土类桩会降低地基土的渗透系数K，但它同样会减小地基土的渗透系数α，而且通常后者的减小幅度要较前者大，由此，使加固后水泥土的固结系数Cv大于加固前原地基土的系数，因而起到加速固结的作用。
3.粉喷桩加固软土路基的设计计算
粉喷桩加固软土路基的设计计算的主要内容为：决定设置搅拌桩的范围；选择桩长及确定桩的根数，使之能满足建筑物所需要的承载力与允许沉降量[3]。
在掌握了工程地质条件以及设计要求之后，可按以下设计步骤进行设计：
3.1根据路基基础尺寸及软土范围决定采用粉体喷搅加固的范围；根据软土层厚度决定搅拌桩桩体的长度，一般情况下，桩体应伸至软土层底部。
3.2根据要求的承载力的大小，初步选定搅拌桩的间距，从而定出加固范围内搅拌桩的总数及每平方米内搅拌桩所占的面积。在公路路基土中，搅拌桩的排列一般按等边三角形或正方形布置，需要时，再作偏心计算看能否满足要求。
3.3根据初步选定的桩长L，加固区宽度B，加固区长度H，搅拌桩总数n，搅拌桩面积与加固基础面积之比（灰土置换率）αc，每排（宽度B范围内）桩的根数以及上述已取得的上部构筑物资料，进行地基承载力计算和总沉降量计算。
当计算出施工结束后的剩余沉降量小于或等于路基允许值时，说明计算满足要求，否则应重新选择桩长进行计算。
4.粉喷桩在实际应用中存在的问题及建议
4.1粉喷桩施工的主要工序在地下进行，无法直接监控。由于其关键工序是喷粉，因此，喷粉开始后，应设专人严格把关，严格控制喷粉时间、停粉时间和水泥喷入量。
4.2虽然目前粉喷桩设计计算方法尚能满足设计需要，但总的来说计算方法欠成熟，因为影响复合地基的应力和应变的因素较多。今后应从研究桩同作用、复合地基破坏机理入手，推导出更为合理的设计计算方法。
4.3施工是保证粉喷桩质量的实施关键环节，钻机深度等对加固深度有较大的影响；另一方面是空压、动力及喷搅工艺也有待进一步明确和改进，以确保深部桩体的质量。
工程应用中要提高粉喷桩的质量，使其强度更高，提高粉喷桩的完整性、均匀性，使粉喷法在公路建设工程中有更广泛的使用范围。■
【参考文献】
［1］阮永芬,李佳彬.水泥粉喷桩在软土地基处理中的应用［J］.昆明理工大学学报,2001,26(5):74-75.
［2］周金鹏.粉喷桩加固高速公路软土路基的机理与设计［D］.硕士论文.南京理工大学.2003,(1).
关键词：路桥 软基 处理
中图分类号：U448文献标识码： A
在软土地基上进行的道路桥梁建设，首先要考虑的是地基的沉降和稳定性。软土地基的沉降原因主要有两点，一种是地基固结，一种是地基变形。
1.软土的工程特性
（1）含水量高，渗透性小软土是通过多年沉淀形成的土质。含水量高达37%~72%，基本可以说是属于流动土质，而且经过实验，证明软土的渗透性非常小。于是以软土为地基的结构，本身含水量就很高，又很难渗透，这就为地基的排水工作增加了难度。（2）抗剪强度低软土土质松软，这样的土质很难抵抗剪应力的作用。而抗剪强度低的特点就决定了这样的地基在承受较大载荷处的沉降比较明显，而相对载荷较小的地方沉降程度也较低，于是就会导致路面形成裂缝等情况。（3）明显的结构性由于软土的形成方式，使得软土拥有比较明显的结构，这样的结构一旦受到局部破坏，就可能影响到整个软土结构，导致整个结构成为流动状态。因此，在施工过程中应该重点注意不要过分扰动软土。
2. 常见软基施工技术及处理方法
各种地基处理方法都有它的局限性和好坏，连使用范围也会不同。再加上它具体的工程情况比较复杂、难以理解，工程地质条件变化多端、各个工程间地基条件差别非常不一样，不同的工程对地基的条件掌握也随之不同。而且机具材料等条件也会因工作部门以及地区的差异而存在有较大的差别。因此，对每一个工程都要进行具体细致分析，应从地基条件的好坏以及材料的选择、及其设备的具体来源等各方面进行专业的分析，以确定合适的地基处理方法。
2.1 粉喷桩施工技术及处理方法。
根据软基地形，选择粉喷桩施工时，为了确定钻机在施工过程中穿过软土层的实际深度以及了解软土层的阻力，确定钻进速度和喷粉量，要进行成桩实验，根据抽芯质量检测情况，在保证成桩质量的前提下，要分情况对待，对含水量较大的软土基层要适当减慢提升速度，风量要适当加大；在粗砂层中，钻机风量要比淤泥层小，提升速度要比淤泥层快。根据图纸的设计要求，完成对各个粉喷桩的桩位布置，并报批监理工程师，得到同意后，采用全站仪进行施工现场的放样。在桩机就位后，要根据设计的要求，确定加固放置机位置的加垫层，并要保持搅拌桩机的垂直度，避免出现斜桩。在启动搅拌桩机后，采用钻头一边旋转一边进入的方式进行施工，同时要注意不能在喷射口喷射加固材料，避免造成喷塞堵塞，必要时可通过喷射压缩空气的方式，来减小负载的扭矩，保证钻进顺利。在提升喷粉过程中，水泥粉通过粉体发送器喷射到搅拌的软土基层中，并保证水泥和软土层在深度方向上要充分拌合。在钻头提升到距离地面约30CM-50CM高度时，要停止发送器内的粉料喷射，完成成桩施工。在停止喷粉后，钻头要旋进至设计的深度，在提升过程中采取反向旋转的方式，通过复搅，保证粉体和土层的充分拌合。在单根粉喷桩施工完成之后，要及时收集电脑上的参数，检验是否存在问题，如果发现有问题，必要时要重新施打。钻机施工完成后，为保证桩体长度，要对原地面和停灰层之间的部分，根据设计要求，采用人工回填的方式进行水泥土的回填，回填后要压实，保证机械施工段和人工回填部分的充分衔接。
为提高粉喷桩施工质量，在进行现场放样前要加强实验仪器和实验方法的控制，同时对机料设备、材料等要进行严格控制。在施工过程中，使用的钻机的技术性能和各项指标要满足设计要求。在钻机就位后，要保证垂直度偏差不超过1.5%,桩位置和图纸设计位置不大于50mm的偏差，施工过程总要严格控制喷粉的时间以及停粉时间和水泥的喷入量。施工中如发现喷粉量不足时，要进行整桩复打，一旦出现喷粉中段时，进行复打时重叠段要超过1m。
2.2 塑料排水板软基处理施工技术及处理方法
塑料排水板法是排水固结法的一种形式，竖向塑料排水板软基处理，是采用塑料排水板排除软土层中的水，来实现加速地基固结，提高地基强度的目的。通过人为在软土层中增加塑料排水板，形成软土层的渗水通道，通过路堤土层的自重和载荷预压，加快排水的固结，提高软土层地基的强度，同时也提升了软土基础的承载能力。塑料排水板形成了垂直的用于排水的通道，具有较好的滤水性能，排水效果较好，同时由于塑料排水板具有一定的延伸率和强度，对不同地基形式都有很好的适应能力，施工处理也较为方便。
塑料排水板施工时，要提前在软基处理范围内，进行横向和纵向排水沟的开挖，要将软基内的水梳理干净。根据设计要求，以桩号为顺序确定好控制桩，并在距离控制桩10米至20米放出线路的中心桩，根据设计宽度做好中桩和边桩。塑料排水板施工之前，要复测软基层的强度和土层厚度，测量软土层厚度没有超过2.5米时，不可采用插板处理。进行测量的同时，要将软基处理施工范围内的草皮、淤泥、腐殖土、树根等影响施工的因素全部清理干净，并做好场地的平整。完成场地验收后，要在平整场地上摊铺泥岩填料，并设置成中心厚度不超过1米、边缘厚度为0.3米的路拱状，完成后进行0.05米厚度的沙砾石填筑，利用压路机进行碾压，碾压次数为4至6遍。塑料排水板采用正三角形进行布设，各板间距保持在1.6米内，每行的间距保持在1.38米，各间距的尺寸误差不超过15mm，其垂直偏差不超过1.5%。在插板机就位后，将排水板对准桩位，进行插板施工。插入塑料排水板的深度要以能够穿透为准，打入时的实际深度要符合设计深度要求。排水板掺入完成后，对超过砂垫层外漏长度超过20cm的多余部分要剪断，同时要保证排水板要与砂垫层贯通，利于排水。
2.3 真空联合堆载预压施工技术及处理方法
真空联合堆载预压施工是利空真空预压结合堆载预压的方式进行软基处理，通过两种荷载的共同作用，加速软土层的孔隙水排出，通过降低软土层中孔隙水的压力，促使软土层在短时间内进行排水固结，从而降低软土基层的沉降，提高软土基层的承载能力。
采用真空联合堆载预压施工前，要做好场地的清理，并采取中间稍高，四周略低的方式做好平整，之后进行沙砾层的铺设，铺设厚度控制在30cm内。在塑料排水带打设完成后，要进行观测仪器的埋设。在保证真空预压效果的前提下，滤管在铺设时要采取双排鱼刺形进行铺设，并适当调整布管方式。滤管铺设完成后，在其表层铺设厚度为20cm的沙砾覆盖层，铺设时要防止地面的尖利物刺穿密封膜。根据设计要求，采用人工挖沟或机械挖沟的方式，进行密封压膜沟的开挖，而后铺设密封膜，铺设顺序为一层无纺土工布、二层密封膜、一层无纺土工布。铺设完成后，要采用粘土材料进行密封沟的回填。对射流泵试运检查完成后安装真空泵，滤管连接牢固后接通电源。在膜下真空度为80KPa时，检查是否漏气，并将抽气稳定，进行稳定抽真空7至10d后，上层铺设30cm厚度的砂垫层。砂垫层铺设后要检查是否存在漏气，同时在监测人员的指导下分层碾压加上堆载为设计高程。继续抽气直到沉降稳定，抽气停止后要进行效果检验。
3．结语
公路桥梁的软基处理是一项复杂的工程，施工中需要结合软基具体类型，进行施工方式的合理选择。软基处理过程中要认真观察、严格测试，加强质量的检验和控制，合理利用施工工艺，提升软基处理效果，提高软基承载能力，确保施工后公路的稳定，保障行车安全。
参考文献：
[1] 丁学军 廖辉 郭永发Ding Xuejun Liao Hui Guo Yongfa塑料排水板处理软基山体填筑施工监测分析 [期刊论文] 《施工技术》 ISTIC PKU 2010年2期
关键词：桩基，负摩阻力，桥梁工程
1.负摩阻力概述
一般情况下,施加于竖直桩上的垂直外荷载,将通过桩壁与土的相互作用传至桩周土和桩尖土上, 桩壁和桩周土的相对位移则会产生摩阻力。作用于桩侧的摩阻力的方向取决于桩和其周围地基土的相对位移情况。如果桩的沉降大于地基土的沉降时,地基土对桩侧表面就会产生向上作用的摩擦阻力,这个力对桩起支承作用,称为正表面摩阻力;反之,当地基土的沉降大于桩的沉降(包括桩身压缩及桩尖下沉)时,则桩侧土相对于桩向下移动,压缩的地基土对桩侧表面产生向下作用的摩擦阻力,这个力就称之为负摩阻力。桩基负摩阻力是桩周土产生相对于相应深度桩截面向下位移时作用于桩身的向下的力, 因而在桩身分布负摩阻力的所有情况中,一般存在中性点,即该深度桩土相对位移为零、桩身摩阻力为零,另有沿桩身全为负摩阻力的情况, 这种情况一般讲的是桩穿透湿陷性黄土层后随即落在几乎不压缩的持力层,如卵石和基岩等。
2.负摩阻力的产生
在桩周围的土层相对于桩侧作向下的位移时, 土产生于桩侧的摩阻力方向向下,称为负摩阻力,而正摩阻力正好相反,方向向上。负摩阻力产生的原因很多, 主要有大面积堆载使桩周土层压密固结下沉; 位于桩周的欠固结软粘土或新近填土在其自重作用下产生新的固结;自重湿陷性黄土浸水后产生湿陷;砂土液化后和冻土融化而发生下沉时也会对桩基产生负摩擦力;灵敏度较高的饱和粘性土,受打桩等施工扰动(振动、挤压、推移)影响,附加超静孔隙水压力增加,软土触变增强,后又产生新的固结下沉;在正常固结或轻微超固结的软粘土地区, 由于抽取地下水或深基坑开挖降水等原因引起地下水位全面降低,致使土的有效应力增加,同时产生大面积的地面沉降;大面积软土地区打入挤土桩,使原来地面雍高,桩土间土内总应力和孔隙水压力都普遍增高, 随后这部分桩间土的固结引起土相对于桩体的下沉等方面的原因。
3.负摩阻力的特性
土体在重力和附加应力的作用下发生沉降, 土体的沉降是随着时间的变化而增加并逐渐趋于稳定。桩体的沉降量与桩身的弹性压缩变形,以及桩尖处土体的沉降有关。一般来说,桩体下沉要比土体固结沉降快,桩体下沉趋于稳定的时间要比土体沉降稳定的时间短。因此,桩体在很短的时间内有一定的沉降量,这时土体的固结沉降发生很慢,随后桩体的下沉趋于稳定,但土体的沉降还在继续,当土体的沉降量大于桩体的下沉量时, 土体便对桩体有向下的作用力, 即负摩阻力产生。。最后,土体沉降稳定时,负摩阻力趋于稳定,中性点也趋于稳定。负摩阻力的发生发展的过程是桩与土的沉降相互协调的过程,当桩土相对沉降稳定时,也即负摩阻力稳定时,在桩顶处负摩阻力为零,随着桩深的增大,负摩阻力也逐渐增大,直到其最大值并开始减小,最后在中性点位置达到最小值零。对于摩擦型桩基, 当出现负摩阻力对基桩施加下拉荷载时随之引起沉降。桩基沉降土出现,土对桩的相对位移便减小,由于持力层压缩性较大,负摩阻力便降低,直至转化为零,因此一般情况下,对摩擦型桩基可近似视为中性点(理论中性点)以上侧阻力为零计算桩基承载力。对于端承型桩基,由于其桩端持力层较坚硬,受负摩阻力引起下拉荷载后不致产生沉降或沉降较小, 此时负摩阻力长期作用于桩身中性点以上侧表面。因此,应计算中性点以上负摩阻力形成的下拉荷载,并以下拉荷载作为外荷载的一部分验算其承载力。。
负摩阻力的大小受桩侧和桩底土层的强度、变形性质、应力历史,地面堆载的强度、面积,历时,地下水的降低幅度、面积、历时,桩的类型、尺寸、设置方法, 外界条件(堆载、降水、浸水等)变化与桩设置时间的先后关系等因素的影响,且具有时间效应。桩侧土与桩的粘着力和桩表面负摩阻力的大小取决于土的抗剪强度, 地基土的沉降速率越大,负摩阻力值亦越大。这是由于负摩阻力实质上是土的抗剪强度,而它是随剪切速率提高而增大的。同时,负摩阻力的发生和发展经历着一个缓慢的时间过程,这是由软土的固结沉降特性决定的。这一过程的长短取决于桩侧土固结完成的时间和桩身沉降完成的时间,固结土层越厚,渗透性越低,负摩阻力达到峰值所需时间越长。一般初期发展较快,而达稳定值却很慢,固结土层越厚,时间过程越长。当桩底持力层的强度越大时,负摩阻力越大;当桩周土体较松散或大面积堆载,降低水位等时,负摩阻力要比没有这些影响因素作用时大;当桩侧的表面积较大时,负摩阻力也大;当群桩较密时,负摩阻力也大。
4.负摩阻力的防治措施
负摩阻力产生于施工阶段和使用阶段, 所以负摩阻力的防治应分别在这两个阶段进行。施工阶段负摩阻力的防治尤其关键,这个阶段能有效的防止负摩阻力的产生, 最大限度的减少负摩阻力对基础的危害。在现场施工中常采取以下措施以避免和减少施工过程中可能出现的负摩阻力。
(1)场地平整形成较厚的回填土,回填土的固结将对桩产生负摩阻力,应对回填土进行压密,密实度可按建筑物荷载而定;
(2)桥梁桩基影响范围内存在欠固结的软弱压缩土层时,可采用换土或打砂桩等方法进行地基处理, 避免地面堆载引起压缩土层下沉量大于桩身的下沉量而产生负摩阻力;
(3)大面积地面堆载的场地,增设保护桩以减少桩周土层重固结产生的负摩阻力;
(4)对有大量地表水向下渗流和场地地下水大量抽降,且又采用桩基础的建筑物, 其地面应设置良好的排水设施以及采取有效措施处理抽水后形成的土层下沉(如增加支承桩);
(5)确定桩存在负摩阻力后,应通过计算取得负摩阻力值,利用正、负摩阻力的极限平衡条件,采取适当的措施,如加长桩尖进入持力层的厚度,增大正阻擦力以抵消桩的负摩阻力;
(6)计算出桩的中性点,在中性点上段涂刷强而耐久的防护涂料,减少桩的负摩阻力。
5.结语
负摩阻力问题从被人们认识提出到今天, 仍然是工程界的一大热点难题。。虽然己经创造了防治和克服负摩阻力的方法,但是对其研究及计算都停留在经验上,一些理论因为过于繁琐、复杂在实际应用时往往产生不便, 所以对负摩阻力的研究仍然需要本专业人员的进一步努力。
【参考文献】
[1]肖宏彬.竖向荷载作用下大直径桩的荷载传递理论及应用研究.中南大学博士论文.长沙:中南大学,2005.
[2]夏力农,王星华.承受竖向荷载桩基的负摩阻力特性研究.矿冶工程,2005,(4).
[3]袁灯平等.软土地基桩侧负摩阻力研究进展初探.土木工程学报,2006,(2).
[4]夏力农,王星华.桩体材料弹性模量对桩基负摩阻力特性的影响.防灾减灾工程学报,2006,(4).