一、软土的工程特性
淤泥、淤泥质土及天然强度低、压缩性高、透水性小的一般黏性土统称为软土。特点：天然含水量高、孔隙比大、渗透系数小、压缩系数高、抗剪强度低、触变性、流变性显著。 
二、软土地基处理施工技术
表层处理法 
换填法
重压法
垂直排水固结法
其他软基处理施工技术
（一）表层处理法（砂垫层、反压护道、土工聚合物处治）
1.砂垫层 
在软土层顶面铺砂垫层，主要起 浅层水平排水作用，使软土加速沉降发展，缩短固结时间。但对基底应力分布和沉降量的大小无显著影响。
适用条件：
（1）路堤高度小于2倍极限高度软土层及其硬壳较薄。
（2）软土表面渗透性很低的硬壳等情况。
（3）软土层稍厚但具有双面排水条件的地基。
特点：施工简便，占地少。但需放慢填筑速度，严格控制加荷速率，使地基有 充分时间进行排水固结。
适用于工期不紧、砂料来源充足、运距不远的环境。
形式：有排水砂垫层、换土砂垫层、砂垫层和土工布混合使用等形式。

2.反压护道
机理：在路堤两侧填筑一定宽度和高度的护道，以改善路堤荷载方式来增加抗滑力的方法，使路堤下的软基向两侧隆起的趋势得到平衡，从而保证路堤的稳定性。 
适用条件：路堤高度不大于1.5～2倍的极限高度，非耕作区和取土不太困难的地区。 
特点：不需特殊的机具设备和材料，施工简易方便，占地多，土用量大，后期沉降大，养护工作量也大。 

3.土工聚合物处治
（1）土工布 
机理：铺设于路堤底部，在路基自重作用下受拉产生抗滑力矩，提高路基稳定性。 
作用：排水、隔离、应力分散和加筋补强。
连接形式：搭接法、缝接法。 
缝接法有一般缝法、丁缝法和蝶形法。
（2）土工格栅
机理: （1）格栅表面与土的 摩擦作用；
（2）格栅孔眼对土的锁定作用；
（3）格栅肋的被动抗阻作用。
均能充分约束土的颗粒侧向位移，从而增加了土体的自身稳定性，对土的加固效果，明显高于其他土工织物。
特点：可迅速提高地基承载力，加快施工进度；控制软基地段沉降量发展，缩短工期，使公路及早投入使用。 
（二）换填法（开挖换填法、抛石挤淤法、爆破排淤法）
适用条件：地表下0.5～3.0m之间的软土处治。 
1.开挖换填法 
原理：将软弱地基层全部挖除或部分挖除,用透水性较好的材料（如砂砾、碎石、钢渣等）进行回填。 
特点：简单易行,便于掌握。对于软基较浅（1～2m）的泥沼地特别有效。但对于深层软基处理,要求沉降控制较严的路基、桥涵构造物、引道等，应考虑采用其他方法。
（1）开挖方式（与开挖深度有关）
＜2m：用推土机、挖掘机或人工直接清除至路基范围以外； 
＞2m，由端部向中央分层挖除，并修筑临时运输便道，由汽车运载出坑。
软土在路基坡脚范围以内全部清除。边部挖成台阶状再回填；路基穿过沼泽地只需要清除路基坡角（含护坡道）范围以内的软土。 
（2）泥沼基底的换填
①第一类泥沼，完全为稳定的泥炭所充满，相对稳定； 
②第二类泥沼，为不稳定的泥炭所充满，相对不稳定； 
③第三类泥沼，为水或流动的泥炭或淤泥所充满，表面有或无飘浮的泥炭皮，极不稳定。 
在第一类泥沼地区： 以路堤高度为界：
＜3m时，应采取部分挖填的方法，换填深度一般超过2m。
＞3m时，一般不予挖除。
在第二类泥沼地区，以泥沼深度为界：
＜3m时，不论路堤高度多少，均应将泥沼全部挖除，换填渗水土，使路堤落到沼底。
＞3m时，部分换填和采取路堤两侧增建反压护道的措施，换填深度不得小于3m；
沼底横向坡度陡于1：15时，应进行整平处理。
在第三类泥沼地区，不论多深，路堤均应落到实底上，或将泥炭皮挖除后，抛填片石沉落到沼底。 
沼底横向坡度陡于1：20时，应进行整平处理。
（3）填筑及压实
软基在开挖时要注意解决渗水或雨水两个问题，可采用边挖边填，也可全部或局部清除后进行全部或局部回填，尽可能换填渗水性材料，并注意及时抽水。 
材料：碎石土及粉煤灰等工业废渣常作为换填材料。
机械：常采用振动压路机和重型静力压路机（三轮压路机12～15t）。
如果路基与两侧沼泽完全隔离，就可按照一般路堤填筑方式进行填筑。
路堤与两侧沼泽不能完全隔离，在清除路基底部软土后，如渗透性良好的土源缺乏，可在路堤底面用砂石料设置透水性路堤。 
护面墙应在路堤压实稳定后再开挖砌筑。 
2.抛石挤淤法
原理：在路基底部抛投一定数量的片石，将淤泥挤出基底范围，以提高基底的强度。 
适用条件：常年积水的洼地，排水困难，泥炭呈流动状态，厚度较薄，表层无硬壳，片石能沉达底部的泥沼或厚度为3～4m的软土；
在特别软弱的地面上施工由于机械无法进入，或是表面存在大量积水无法排除时；石料丰富、运距较短的情况。
顺序：先从路堤中部开始，中部向前突进后再渐次向两侧扩展，以使淤泥向两旁挤出。
当底面有较大的横坡时，抛石应从高的一侧向低的一侧扩展，并在低的一侧多抛填一些。
片石露出水面后，宜用重型压路机反复碾压，然后在其上面铺反滤层，再行填土。 

3.爆破排淤法
机理：将炸药放在软土或泥沼中爆炸，利用爆炸时的张力作用，把淤泥或泥沼扬弃，然后回填强度较高的渗水性土壤，如砂砾、碎石等。 
特点：较一般方法换填深度大、工效较高，软土、泥沼均可采用。
适用条件：当淤泥（泥炭）层较厚，稠度大，路堤较高和施工期紧迫时；路段内没有桥涵等构造物，路基承载力均衡一致，因整体沉降对道路不会产生破坏，也可考虑换填。但对桥涵构造物及两侧引道等，应考虑采用其他方法。
施工方法： 
（1）先在原地面上填筑低于极限高度的路堤，再在基底下爆破，适用于稠度较大的软土或泥沼。
（2）先爆后填，适用于稠度较小，回淤较慢的软土。

例题：以下关于换填法的作法正确的是：（　）
A.直接用砂、砾、卵石、片石等渗水性材料置换部分软土 
B.先采用人工或机械挖除公路路堤下全部软土 
C.换填强度较高的粘性土 
D.换填砂、砾 
E.换填卵石、片石

答案：ABDE
解析：换填法。参见教材P18。

（三）重压法
1.堆载预压法 
机理：在软基上修筑路堤，通过填土堆载预压，使地基土压密、沉降、固结，从而提高地基强度，减少路堤建成后的沉降量。 
方式：进行预压的荷载超过设计的道路工程荷载，称为超载预压；预压荷载等于道路工程荷载，称为等载预压。
特点及适用范围：堆载预压法对各类软弱地基均有效；使用材料、机具简单，施工操作方便。但堆载预压需要一定的时间，适合工期要求不紧的项目。 
2.其他重压法
（1）真空预压法：依靠真空抽气设备，使密封的软弱地基产生真空负压力，使土颗粒间的自由水、空气沿着纵向排水通道，上升到软基上部砂垫层内，由砂垫层过滤再排到软基密封膜以外，使土体固结。 
适用于含水量高、孔隙比大、强度低、渗透系数和固结系数均较小的黏土。 
（2）真空预压加堆载预压法
堆载预压和真空预压两种方法的结合，原理与真空预压相同，但加载更大，预压时间缩短了一半。
（四）垂直排水固结法
利用砂井、袋装砂井、塑料排水板增加土层竖向排水途径，缩短排水距离、加速地基固结。 
1.砂井 
在施工时考虑避免“缩颈”和减少对土的扰动。 
（1）套管法：将带有活瓣管尖或套有混凝土端靴的套管沉到预定深度，然后在管内灌砂后，拔出套管，形成砂井。根据沉管工艺的不同，又分为静压沉管法、振动沉管法等。
（2）水冲成孔法：通过专用喷头,在水压力作用下冲孔，成孔后清孔，再向孔内灌砂形成。适用于土质较好且均匀的砂性土。
（3）螺旋钻成孔法：以动力螺旋钻钻孔，提钻后灌砂成砂柱。适用于陆上工程，砂井长度1Om以内，且土质较好，不会出现缩颈、塌孔现象的软弱地基。优点是设备简单机动，成孔规则。缺点是灌砂质量较难掌握，不太适用于很软弱的地基。

2.袋装砂井
采用渗水率较高的中、粗砂（大于0.5mm的砂的含量宜占总重的50%以下，含泥量不应大于3%，渗透系数不应小于5×10 -3cm／s）制成砂袋。
工艺：整平原地面→摊铺下层砂垫层→机具就位→打入套管→沉入沙袋→拔出套管→机具移位→埋砂袋头→摊铺上层砂垫层。 
3.塑料排水板
用插板机或与袋装砂井打设机共用（将圆形套管换成矩形套管）打设。按整平原地面→摊铺下层砂垫层→机具就位→ 塑料排水板穿靴→插入套管→拔出套管→割断塑料排水板→机具移位→摊铺上层砂垫层的施工工艺程序进行。

案例1B411021：
1.背景 
某高速公路M合同段，路面采用沥青混凝土，路线长19.2km。该路地处平原地区，路基横断面以填方3～6m高的路堤为主，借方量大，借方的含石量40%～60%。地表层以黏土为主，其中K7+200～K9+800段，地表层土厚7～8m，土的天然含水量为40%～52%，地表无常年积水，孔隙比为1.2～1.32，属典型的软土地基。结合实际情况，经过设计、监理、施工三方论证，决定采用砂井进行软基处理，其施工工艺包括加料压密、桩管沉入、机具定位、拔管、整平原地面等。完工后，经实践证明效果良好。 
2.问题
（1）本项目若采用抛石挤淤的方法处理软基，是否合理?请说明理由。 
（2）根据背景资料所述，按施工的先后顺序列出砂井的施工工艺。

答案：
（1）不合理。原因有：软基深度较深、面积大（工程经济性较差）。地表无常年积水、土质呈软塑～可塑状态（施工速度慢）。 
（2）砂井施工工艺的先后顺序为：整平原地面→机具定位→桩管沉入→加料压实→拔管。

（五）其他软基处理施工技术
1.旋喷桩 
用水泥、生石灰、粉煤灰等作为加固料。其中粉喷桩的施工要点如下： 
（1）施工准备。 
（2）施工机具和材料。
施工主要机具包括：喷粉桩机及配套贮灰罐及喷粉系统、空气压缩机、75kW以上的发电机等，喷粉桩机由液压步履式底架和导向加减压机构、钻机传动系统、钻具、液压系统、喷粉系统、电气系统等部分组成。 
（3）工艺流程

（4）施工中注意事项
施工参数，应在施工前做好标定，施工工艺应经工艺试桩后确定。 
· 施工所用的固化材料通过室内试验满足要求后方能使用。
· 为保证搅拌桩的垂直度,应注意起吊设备的地面平整度和导向架对地面的垂直度，垂直度误差不超过1.5%。
· 喷粉桩机必须配置粉料计量装置。
· 预搅时应将软土完全切碎,以利于同固化材料均匀搅拌，保证施工质量。
· 施工中，发现喷粉量不足时应整桩复打,复打的喷粉量仍应不小于设计用量。遇有故障而停止喷粉时，第二次喷粉接桩时，其喷粉重叠长度不得小于1m。
2.粒料桩
主要用振冲器、吊机或施工专用平车和水泵，将砂、碎石、砂砾、废渣等粒料（粒径宜为：20～50mm，含泥量不应大于10%）加入振密。 
选择振冲器型号应与桩径、桩长及加固工程离周围建筑物距离相适应。 
现以振冲碎石桩为例：
（1）振冲器对准桩位，打开水源和电源，检查水压、电压和振冲器的空载电流是否正常。 
（2）当振冲器到达设计加固深度以上30～50cm时可把振冲器往上提至孔口，提升速度可增至5～6m／min，以清除孔壁泥块，防止“缩颈”。 
（3）重复上述步骤1～2。然后将振冲器停留在设计加固深度以上30～50cm处，借循环水使孔内泥浆变稀，即清孔。清孔1～2min以后将振冲器提出孔口，准备加填料。 
（4）填料：往孔内倒人填料,将振冲器下放至填料中，进行振实，振冲器一方面将填料振密，另一方面使填料挤入孔壁的土中，从而使桩径扩大。
（5）成桩：重复上一步骤，自下而上制作桩体，直至孔口。 
（6）表层清理：加固区碎石桩全部完成后,应进行表层清理。将桩顶部约1m范围内的桩体挖去，或者用振动碾使之压实。 

3.生石灰桩
主要用振冲器、吊机或施工专用步履式、门架式振动沉桩设备。使用材料为生石灰（颗粒直径不超过30mm要求填充材料要密实）。 
选择振冲器型号应与桩径、桩长及加固工程离周围建筑物距离相适应。 
例题·09年真题某换填工程，工期紧，换填面积广，淤泥层较厚且稠度大。该工程最适合采用的换填方法是（　）。
A.抛石挤淤法 
B.爆破排淤法 
C.开挖换填法 
D.水冲成孔法

答案：B
解析：换填法。参见教材P18-19。 

4.在软土地基上填筑路堤时，如软基处理不当，易产生的病害有（　）。
A.路堤冻胀 
B.路基开裂 
C.路堤边坡失稳 
D.路堤融沉 
E.路基沉降过大

正确答案：CE
答案解析：本题考查的知识点是在软土地基修建公路的注意事项。在软土地基上修建公路时，容易产生路堤失稳或沉降过大等问题。我国沿海、沿湖、沿河地带都有广泛的软土分部。故CE为正确选项。参见教材P23。

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