软土的变形破坏问题和地基加固措施

1. 软土的变形破坏问题

软土地区所遇到的主要工程地质问题是承载力低和地基沉降与变形过大。软土地基上覆荷载稍大，就会发生沉陷，甚至出现地基被挤出的现象。修建在软土地基上的建筑物变形破坏的主要形式是不均匀沉降，使建筑物产生裂缝，影响其正常使用。修建在软土地基上的公路、铁路路堤受软土强度的控制，不但路堤高度受到限制，而且易产生侧向滑移；在路基两侧常产生地面隆起，形成滑塌或沉陷。

2. 软土地基的加固措施

软土地基处理的方法很多，而且很多新技术、新方法正在不断出现，大致可以归结为三大类。

（1）换填法

换填法是指将软土挖除，换填强度较高的黏性土、砂、砾石、卵石等，再分层夯实成为符合要求的持力层。这一方法能从根本上改善地基土的性质，但是只适合于处理浅层软土，并且软土层不是很厚的情况。

（2）排水固结法

排水固结法的基本原理是软土地基在荷载作用下，土中孔隙水慢慢排出，地基发生固结变形，同时超静孔隙水压力逐渐消散，土的有效应力逐渐增大，地基土的强度逐渐提高。根据排水和加压系统的不同，排水固结法可分为下述几种。

① 预压法。预压法分为堆载预压法和真空预压法两种。堆载预压法是在建造建筑物之前，通过临时堆载土石等方法对地基加载预压，以预先完成部分或大部分地基沉降，并通过地基土的固结，提高地基土的承载力，然后再撤除荷载，开始建造工程建筑物。真空预压法是以通过在地基中形成真空而产生的负压力来代替临时堆载，它可以与堆载预压法联合使用。

② 强夯法。夯实加固地基是一种古老而行之有效的方法，但一般的夯实方法加固软土地基容易导致“弹簧土”且效果极差。对于软土地基的加固，需要选择强夯法，采用10～20t的重锤，从10～40m高处自由落下，夯实土层。强夯法能产生很大的冲击能，使土体局部液化，在夯实点周围产生裂隙，形成良好的排水通道，从而使土体迅速固结。其最大加固深度可达11～12m。

③ 砂垫层。由于软土渗透性差，通常需要采取一些措施来加速排水固结。当软土层较薄、底部具有砂砾层时，可以在路堤底部铺设砂垫层。砂垫层宽度应大于路堤底部宽度，以利于排水。

④ 砂井法。砂井法是在软土地基中开挖直径为0.4～2m的井眼，在其中置入砂土，在砂井之上铺设砂垫或砂沟，人为增加土层固结的排水通道，从而加速固结。工程中目前广泛采用在软土地基中插入塑料排水板的方法来加快地基排水。

（3）置换及拌入法

置换及拌入法是以砂、碎石等材料置换软土地基中的部分软土体，形成复合地基，或在软土地基中部分土体内掺入水泥、水泥砂浆及石灰等，形成加固体，然后与未加固部分一起形成复合地基，以提高地基承载力，减少沉降量。其方法有如下几种。

① 碎石桩法。利用一种能产生水平向振动的管状机械设备，在高压水泵下边振边冲，在软土地基中成孔，然后在孔内分批填入碎石等材料，制成一根根桩体，这些桩体和原来的软土一起构成复合地基。

② 石灰桩法。在软土地基中采用机械成孔，填入生石灰并加以搅拌或密实，形成桩体。利用生石灰的吸水、膨胀、放热作用，以及土与石灰的离子交换反应、凝硬反应等作用，改善桩体周围土体的物理力学性质。石灰桩和周围被改良的土体一起，形成复合地基。

③ 旋喷注浆法。将带有特殊喷嘴的注浆管置入土层的预定深度，以20MPa左右的高压向土体中旋喷水泥砂浆或水玻璃和氯化钙的混合液，强力冲击土体，使浆液与土搅拌混合，经凝结固化，在土中形成固结体，从而提高土体强度，改善土的性质。

另外，在道路工程建设中，对软土路基进行加固的方法还有桩基法、加筋土、反压护道等方法。