軟土路基沉降觀測的具體辦法是什么

添加時間：2017-10-10

一、軟土地基的特征

軟弱土包括淤泥、淤泥質土、雜填土及飽和松散粉細砂與粉土。堤防工程中主要是指天然孔隙比大于或等于1．5的亞粘土、粘土組成的淤泥和天然孔隙比大于1．0小于1．5的粘土組成的淤泥質粘土。其主要特征如下：

1．孔隙比和天然含水量大

我國軟土的天然孔隙比e一般在1～2之間，淤泥和淤泥質土的天然含水量W＝50～70%，高的可達200%，普遍大于液限。

2.壓縮性高

我國淤泥和淤泥質土的壓縮系數(shù)一般a1～2都大于0．5MPa-1,建造在這種軟土上的建筑物將發(fā)生較大的沉降，尤其是沉降的不均勻性，會造成建筑物的開裂和損壞。

3.透水性弱

軟弱土盡管其含水量大，透水性卻很小，滲透系數(shù)K≤1（mm/d）。因此，土體受到荷載作用后，呈現(xiàn)很高的孔隙水壓，影響地基的壓密固結。

4.抗剪強度低

軟土通常呈軟塑～流塑狀態(tài)，在外部荷載作用下，抗剪性能極差，我國軟土無側限抗剪強度一般小于30KN/m2（相當于0．3KN/m2）。不排水剪時，其內摩擦角幾乎為零，抗剪強度僅取決于凝聚力C，一般C＜30KN/m2；固結快剪時，內摩擦角＝5°～15°。

5.靈敏度高

軟粘土上尤其是海相沉積的軟粘土，在結構未被破壞時具有一定的抗剪強度，但一經擾動，抗剪強度將顯著降低。其靈敏度（含水量不變時原狀土與重塑土無側限抗壓強度之比）一般在3～4之間，有的甚至更高。

二、軟土地基失穩(wěn)的機理

引起軟土地基上堤防滑動破壞的原因，在于軟弱地基中某一面上的剪應力大于等于它的極限抗剪強度。究其原因主要有兩個方面：一是由于剪應力的增加。例如：堤防加高加寬引起堤身重量加大、降雨使土體容重增加、水位降落產生滲透壓力，地震和打樁引發(fā)動荷載等。二是由于軟土地基本身抗剪強度的減小。例如：孔隙水壓力的升高、氣候變化旌干裂和凍融、粘土夾層因浸水而軟化以及粘性土的蠕變等。

根據《堤防工程設計規(guī)范》GB50286—98規(guī)定，假定滑動面以上土體為剛體，并以它為脫離體，分析在極限平衡條件下其上的全部作用力，并以整個滑動面上的平均滑動力與平均阻滑力之比來定義它的安全系數(shù)，即：

K＝Fz/Fh

式中：K—堤防穩(wěn)定安全系數(shù)；K＞1時土體處于穩(wěn)定狀態(tài)，K＜1時土體處于滑動狀態(tài)或有滑動的趨勢，K＝1時土體處于臨界狀態(tài)。K值一般取1﹒05～1﹒30；

Fz—作用于滑動面處的平均阻滑力，KN；

Fh—滑動面處土體的平均滑動力，KN。

三、軟土地基處理的措施

1.堤身自重擠淤法

該方法就是通過逐步加高的堤身自重將處于流塑態(tài)的淤泥或淤泥質土外擠，并在堤身自重作用下使淤泥或淤泥質土中的孔隙水壓力充分消散而增加有效應力，從而提高地基的抗剪強度能力。在擠淤過程中為了不致產生不均勻沉陷，施工時應放緩堤坡、減慢堤身填筑速度，分期加高。該方法具有節(jié)約投資的優(yōu)點和施工期長的缺點。適用于地基呈流塑態(tài)的淤泥或淤泥質土，且工期不太緊的情況。

2.拋石擠淤法

該方法就是把一定量和粒徑的塊石拋在需要進行處理的淤泥或淤泥質土地基中，將原基礎處的淤泥或淤泥質土擠走，從而達到加固地基的目的。通常將不易風化的石料（尺寸一般不宜小于30cm）拋填于被處理堤基中，拋填方向根據軟土下臥地層橫坡而定。最后在上面鋪設反濾層。這種方法施工技術簡單、投資較省，常用于處理流塑態(tài)的淤泥或淤泥質土地基。

3．墊層法

墊層法就是把靠近堤防基底的不能滿足設計要求的軟土挖除，代以人工回填的砂、碎石、石渣等強度高、壓縮性低、透水性好、易壓實的材料作為持力層。其優(yōu)點是可以就地取材、價格便宜、施工工藝比較簡單。適用于軟土埋深較淺、開挖方量不太大的場地。

4.預壓砂井法

預壓法是在排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)的相互配合作用下，使地基土中的孔隙水排出，有效應力增加達到硬化固結的目的。其基本做法如下：先將加固范圍內的植被和表土清除，上鋪砂墊層；然后垂直下插塑料排水板，砂墊層中橫向布置排水管，用以改善加固地基的排水條件；再在砂墊層上鋪設密封膜，用真空泵將密封膜以內的地基氣壓抽至80KPa以上。該方法加固時間長，抽真空處理范圍有限，適用于工期要求較寬的淤泥或淤泥質土地基處理。流變特性很強的軟粘土、泥炭土不宜采用此法。

5.振動水沖法

振沖法是利用一根類似插入式混凝土振搗器的機具——振沖器（有上、下兩個噴水口），在振動和沖擊荷載作用下，先在地基中成孔，再在孔內分別填入砂、碎石等材料，并分層振實或夯實，使地基得以加固。用砂樁、碎石加固初始強度不能太低（初始不排水抗剪強度一般要求大于20KPa），對太軟的淤泥或淤泥質土不宜采用。

石灰樁、二灰樁是在樁孔中灌入新鮮生石灰或在生石灰中摻入適量粉煤灰、火山灰（常稱二灰），并分層擊實而成樁。它通過生石灰的高吸水性，膨脹后對樁周土的擠密作用，用離子交換作用和空氣中的CO2與水發(fā)生酸化反應使被加固地基強度提高。

6.旋噴法

旋噴法是利用旋噴機具造成旋噴樁以提高地基的承載能力，也可以作聯(lián)鎖樁施工或定向噴射成連續(xù)墻用于地基防滲。旋噴樁是將帶有特殊噴嘴的注漿管置于土層預定深度后提升，噴嘴同時以一定速度旋轉，高壓噴射水泥固化漿液與土體混合并凝固硬化而成樁。所成樁與被加固土體相比，強度大、壓縮性小。適用于沖填土、軟黏土和粉細砂地基的加固。對有機質成分較高的地基土加固效果較差，宜慎重對待。而對于塘泥土、泥炭土等有機成分極高的土層應禁用。

7.強夯法

強夯法是將80KN的夯錘起吊到6～30m的高度，讓錘自由落下，對土進行夯實。經夯實后的土體孔隙壓縮，同時，夯點周圍產生的裂隙為孔隙水的出逸提供了方便的通道，有利于土的固結，從而提高了土的承載能力，而且夯后地基由建筑物荷載所引起的壓縮變形也將大為減小。強夯法適用于河流沖積層、濱海沉積層黃土、粉土、泥炭、雜填土等各種地基。

8.土工合成材料加筋加固法

該法將土工合成材料平鋪于堤防地基表面進行地基加大，能使堤防荷載均勻分散到地基中。當?shù)鼗赡艹霈F(xiàn)塑性剪切破壞時，土工合成材料將起到阻止破壞面形成或減小破壞發(fā)展范圍的作用，從而達到提高地基承載力的目的。此土，工合成材料外與地基土之間的相互磨擦將限制地基土的側向變形，從而增加地基的穩(wěn)定性。

四、軟土地基的工程實例

軟土地基處理是一項技術復雜、難度大的非常規(guī)工程，必須精心組織施工，并注意以下環(huán)節(jié)：①進行技術交底和質量監(jiān)理。在軟土地基處理開始之前，應對施工人員進行技術交底，講明地基處理方法的原理、技術標準和質量要求。技術交底最好為示范處理，邊干邊講，效果良好。施工處理中有專人跟班，負責質量監(jiān)理。②做好監(jiān)測工作。在軟土地基處理施工過程中，應有計劃地進行監(jiān)測工作，根據監(jiān)測數(shù)據來指導下一階段地基處理工作，提高軟土地基處理技術水平。③處理效果檢驗。在軟土地基處理施工完成后，經必要的間隔時間，采用多種手段檢驗地基處理的效果，同一地點地基處理前后定量指標發(fā)生的變化加以說明，以便指導工程實施。

1.豐成市豐城大聯(lián)圩北湖倒虹吸管的軟土加固

2000年豐城大聯(lián)圩北湖倒虹吸管施工時，開挖基礎到設計深度時，發(fā)現(xiàn)有30m長的基礎夾有含水量高、強度低、壓縮性大的淤泥質土層，最大厚度約3m，為防止堤基不均勻沉陷，增強堤防的穩(wěn)定性，對該30m長堤段清除上層1．0厚的淤泥質土，然后布設孔徑0．5m、孔深1．0～2．0m、孔間距1．0m的石灰碎石樁，振沖后上部分層填筑級配良好的砂卵石土料至基礎設計高程，并碾壓密實，在此基礎上修建北湖倒虹吸管。堤防經一定時間的運行考驗，經沉陷觀測其沉降量很小，地層穩(wěn)定，運行正常。