近年来，我国经济保持高速增长态势，这直接推动了基础设施建设需求的激增。伴随着基础设施项目数量的不断增加，穿越软土地基的情况也日益普遍。在这种背景下，如何处理软土地基问题，已成为众多研究者关注的焦点。本文对这一问题进行了深入探讨，详细剖析了软土的分布特性及其处理目标，并对中层和深层软基分别提出了适宜的处理措施，同时强调，根据不同的具体情形，工程技术人员应选取最恰当的软基处理技术。在第一章绪论的第11.1节引言，第11.2节中，我们探讨了国内外软土地基处理技术的研究进展，包括处理技术的现状，以及不同国家和地区的施工方法。此外，第11.3节明确了本研究的核心内容。在第二章中，我们将详细分析软土的特
第2部分：关于软土的探讨和处理目标，包括软土的特性和工程性质，以及软土的分布情况，如沿海和三角洲地区的工程特性。第3部分：处理软土的目的，以及浅层、中层和深层软土地基的处理方法，如水泥搅拌桩、袋装砂井法、塑料排水板、强夯置换法、挤密碎石桩、水泥粉煤灰碎石桩、预应力高强混凝土管桩和钉形水泥土双向搅拌桩等。第4部分：总结主要结论，进行讨论和展望。最后列出参考文献。
第一章 绪论 1.1 引言：随着对基础设施质量要求的不断提升以及交通荷载的日益加重，施工质量的标准也在不断拔高。在此背景下，对建筑所在区域的软土地基进行工程处理，常常成为决定建设工期能否缩短、工程造价能否降低以及工程质量能否得到保障的关键因素之一。近期，国内外众多研究者纷纷将关注点转向了软土地基的处理领域，并且该领域的研究成果也相当丰硕。基于这样的研究现状，本文作者有意对软土地基的设计方案及其处理技术进行深入的剖析和研究。地基处理技术的研究起源并兴盛于欧洲部分国家，积累了大量宝贵的科研成果和丰富的工程实践。自20世纪60年代中期起，为了显著提升土体的抗拉能力，这一技术开始在工程领域得到广泛的应用和推广，并形成了土体结构的多种处理方法。
“加筋法”被禁止使用；为了寻求有利于土壤排水和促进固结等技术的优化，我们先后研发并生产了土工聚合物、砂井预压以及塑料排水带等产品；同时，为了深入研究深层密实处理工艺，我们探索并实施了提升击实功率的处理技术，并开发了振动水冲法和强夯法等新型技术。工业技术的持续发展催生了多款能承载数十吨重量的专用地基加固起重机；在“水冲法”的基础上，融合潜水电机技术，振动水冲法得到了持续优化与拓展；同时，真空泵技术的应用催生了真空预压法的诞生；此外，超过200个大气压的空气压缩机的问世，使得“高压喷射注浆法”和“真空预压法”等先进的地基加固技术得以在工程中广泛应用。我国的地基处理技术发展历程主要划分为两个时期：一是建国初期至20世纪70年代，二是70年代至今。在这一早期阶段，我国主要致力于引进相关技术；而为了满足新中国成立后的需求，我们不断努力。
我国基础设施及工业建设的进步需求，促使在年末期间，从前苏联引进并促进了众多地基处理技术的成长。在这一阶段，砂桩挤密技术、砂石垫层技术、重锤夯实技术、化学灌浆技术、石灰桩技术、堆载预压技术、灰土桩技术、挤密土桩技术、预浸水技术以及井点降水技术等地基处理技术，在国内得到了显著的推广与发展。自70年代末起，地基处理技术迈入了第二个成长阶段，这亦是我国地基处理技术持续进步与完善的关鍵时期。自1978年改革开放政策实施以来，国内众多工程项目相继启动并建设，特别是众多大型现代化建筑结构和超高层建筑结构的兴起，我国陆续引入了众多国际前沿的地基处理技术，这在一定程度上推动了我国地基处理技术的持续进步。
在国际上，针对公路建设中软土地基的处理，除了传统的排水固结技术外，更广泛采用的是深层复合地基技术，这一技术显著增强了软弱地基土体的强度和稳定性。众多欧洲国家，诸如瑞典和芬兰，在桥梁引道前端较长的区域普遍运用桩基支撑技术来处理软土地基，确保桥梁与道路的平稳衔接。部分国家还会使用轻质材料，例如粉煤灰、炉渣、陶粒等，以及具有膨胀性的聚苯乙烯等，来填充路基，从而降低地基所承受的额外压力。日本学者提出，对于软土地基的处理，最经济且最有效的方式是在软土地面之上，分阶段逐步构筑路基结构。通过这种预先施加压力的方法，促使软土路基持续沉降，直至达到稳定状态。许多高速公路在路基施工中，都采用了提前数年进行预压的施工策略。近年来，我国不仅积极引进了国外先进的软土地基处理技术，而且也在逐步自主发展和完善相关技术。
同时，对适应我国特定工程地质条件的软土地基处理技术进行了优化升级。比如，我国已陆续引入并推动了振动水冲法、高压喷射灌浆技术、深层搅拌技术、强力夯实法、强力夯实置换技术、土工合成材料应用以及EPS超轻质填充材料等多种软土地基处理技术和方法。我国已成功应用的多项软土地基处理技术，包括排水固结、砂桩、土桩以及灰土桩等方法，正持续进步与优化。本文的研究内容主要包括：首先，对软土的工程特性及其可能对工程项目带来的负面影响进行了探讨。在深入研究现有的软土地基处理技术后，我们主要从技术和经济两个维度对软基处理方法的优劣进行了对比分析。在第二章中，我们详细探讨了软土的特性及其处理的目标，其中2.1节阐述了软土的特征，2.1.1小节则具体分析了软土地基的鉴定方法。
软土通常被界定为一种介于软塑态与流塑态之间的饱和土层。它主要包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土、粘土、粉质粘土、粉土等不同类型的土质。具体鉴别这些软土的指标，请参考表2-1。表中指出，只有当天然含水量和孔隙比这两个条件同时满足时，才能将该土层归类为软土。软土在道路地基的应用中，其变形和稳定所需时间相较于其他土层更为漫长。在自然条件下，软土能够维持稳定状态，然而一旦遭受扰动，其内部结构便极易受损，进而引发流动。鉴于此，处理软土地基的核心工程挑战集中在加速沉降和确保稳定性方面。软土根据不同的形态进行分类，种类繁多。尽管如此，它们普遍具备以下几项共同的工程特性。 （1）天然含水量高，一般大于液限 WL，通常大于 30%
其含水量可高达200%以上，且通常超过1.0；天然孔隙率较大，e值通常超过1.0；软土的饱和度极高，Sr值可达到100%甚至更高；其容重较低，天然容重为1.519 kN/m3；渗透系数较小，数值介于10-6至10-8cm/s之间，自然沉降和固结过程缓慢且持续时间较长；粘粒含量丰富，塑性指数较大，Ip值为1315；具有高压缩性，压缩系数较大，a1-2值在0.005至0.02 MPa-1之间；强度指标不高，但固结快剪强度指标较高，抗剪强度较低，C0.02 MPa；灵敏度较高，数值范围在2至10之间，有时甚至超过10，其流动变形特性显著。
特性鲜明。在2.2节中，软土的分布情况如下：2.2.1节提到，我国沿海地区的软土地基形成原因大致相同，主要分为淤泥、淤泥质土、淤泥质亚粘土以及淤泥混砂等四种类型。这些类型的工程特性，详见表2-2。通常来说，除了淤泥和淤泥质土之外，大多数软土都具备作为天然地基的潜力。表2-2 展示了我国沿海地区软土的典型种类及其工程特性。在2.2.2节中，我们了解到三角洲地区的软土地基具有以下工程特性：该区域地形为典型的平原，地势平坦且视野开阔，水系发达，河流受潮汐影响显著。软土层中通常夹杂着较薄的粉细砂层。在大多数地区，软土层仅有一层，而少数地区则存在两层软土。软土的平均深度约为46米，而在某些特定区域，这一深度可增至15米。地基底部主要由软岩构成kaiyun全站网页版登录，并归属于第三系的红色岩系。该土壤的工程特性具体表现为：
含水量显著。淤泥及淤泥质土壤的平均自然含水量分别达到了76%及48%，甚至有的超过100%。土体多呈流动塑性状态。孔隙率较大。淤泥质土壤的孔隙率天然值为1.25，而淤泥的天然孔隙率则为1.80，其中部分甚至超过2.0。同时，其压缩性能较强。淤泥的压缩性指标达到1.34 MPa-1，而淤泥质土的压缩性指标为0.73 MPa-1，这两者均表现出较高的压缩性特征。其凝聚力相对较弱。淤泥的快速剪切凝聚力平均值约为9.1 kPa，淤泥质土的快速剪切凝聚力平均值则为12.4 kPa，由此可见，这类土体的剪切变形能力不足，易于导致路堤的稳定性下降。此外，它们的固结系数也较小。固结系数大致为4×10^-3cm^2/s，其固结所需时间较长，这会对施工进度产生一定影响。因此，在软土地基的处理过程中，必须确保满足相关要求。
首先需关注地基沉降问题，确保建筑物在其设计使用年限内，工后沉降符合规定标准。若出现不符合要求的情况，必须对路基沉降进行相应的处理措施。其次，需关注地基的稳定性问题，其稳定性要求主要体现在以下三个方面：首先，需有效控制剪切变形，以避免地基因路堤荷载影响而出现隆起或流动现象；其次，需促进地基强度的提升；最后，可通过替换部分地基或调整路堤的形状（例如设置反压护道）来增强地基土的抗滑性能。浅层加固法是主要手段，用以增强地基的承载能力。这些方法特别适用于那些地基承载力较弱、路面结构及路基对地基强度要求较高的浅层软土路段，以及那些填土较低、挖掘较浅的路段。
13、抛石挤淤法合称置换法。3.1.2 方法选择：对于地基浅层软土深度不足3.0米的路段，软基处理的首选方法可以是排水垫层与换填技术的结合，或者是浅层加固技术；排水垫层的厚度通常在30至80厘米之间，设计厚度通常为50厘米，所用材料需具备良好的透水性，如沙砾或碎石；排水垫层的铺设应超出路堤坡脚，向外延伸50至100厘米；（2）对于路基填土高度低于2.0米或浅挖的软土地基路段，同样可以采用排水垫层与浅层加固技术的组合；排水垫层的厚度同样在30至80厘米之间，通常选择50厘米，材料选择上应优先考虑透水性佳的沙砾或碎石，其铺设范围同样应超出路堤坡脚，向外延伸50至100厘米；（3）当路基填土高度较大，且浅层软土深度依然小于
软土路段长度为3.0米的区域，适合实施全部换填的浅层整治措施；至于湖泊、滩涂以及常年积水的低洼地带kaiyun.ccm，若地表无坚硬的壳层，且软土呈现出流塑特性、层状较薄，则可以采取抛石挤淤的方法；抛石材料应选用中微风化的硬质岩石，且粒径小于30厘米的部分，其含量不应超过20%。3.2 中层软基的处理方式与浅层软基的处理方式不同，通常处理的深度介于3至15米之间。这种方法特别适用于那些软土地基较厚的路段，对于深层软土地基的处理，其效果尤为显著。当前，随着科技的飞速进步，针对中层软基的处理技术种类繁多。在此，我们选取了五种应用较为广泛的技术进行概述，它们分别是水泥搅拌桩技术、袋装砂井技术、塑料排水板技术、强夯置换技术以及挤密碎石桩技术。
水泥搅拌桩技术适用于处理软土地基，经过十字板剪切试验，其抗剪强度应达到10 kPa以上，同时，路基的填土高度不得超过7米。此外，该方法所处理的软基深度通常不超过15米。若处理的软基路段临近对环保要求较高的区域，例如城市或乡村，则在使用前必须采取相应的环保措施。该方法依据水泥固化剂的固态与液态特性，划分为粉喷和湿喷两种技术。在处理含水率介于30%至50%的软土地基时，通常选用湿喷法；若含水率超过50%，则多采用粉喷法。通常情况下，湿喷法施工多采用单向搅拌工艺，为了增强搅拌效果，在条件允许时，应改用双向搅拌工艺。袋装砂井法在应用中，通过减小砂井之间的距离，能够更有效地促进土体的固结过程，并且这种方法的成效也更为显著。
相较于扩大井径，通常更倾向于实施“细密结合”的策略，即在进行袋装砂井的平面设计时，采纳较小的间距和直径，通常直径的选择在712厘米左右，而间距则多在1.0至2.0米之间；此外，砂袋是用聚丙烯材料制成的，并且填充砂料后的渗透系数需不小于砂料的渗透系数；至于砂料，通常会选择渗水性能较好的中砂或粗砂，其渗透系数需达到5×10^-3厘米/秒以上，且粒径大于0.5毫米的砂应占砂总重的50%以上，同时，砂的含泥量也不应超过3%。袋装砂井工艺涉及以下步骤：首先，需排除地表水并整平原地面；接着，铺设下砂垫层，进行放样和机具定位；然后，打入套管，沉入砂袋，并拔出套管；机具移位后，埋设砂袋头部，再铺设上层砂垫层。此外，3.2.3节中提到的塑料排水板，通常用于处理深度超过5米的软土地基，但需注意其灵敏度不应过高。
17、数值超过5时，其处理深度通常不应超过30米；若实施真空预压工艺，建议使用宽度为15厘米的高排水量塑料排水板；为确保施工品质，推荐使用能够测量深度的塑料排水板；此外，该技术所选用的施工设备主要是插板机，而塑料排水板施工过程中所用的插板机类型多样，性能亦有所差异。该设备包括挖掘机改造而成的插板机、履带式插板机以及门式轨道插板机等多种类型。在软基处理的具体项目中，需根据现场实际情况，综合考虑机械的各项特性，选择合适的施工设备，并且可以采用多种机械组合的方式。塑料排水板施工技术流程详见图3-2：图3-2 展示了塑料排水板施工技术流程。其中，3.2.4节介绍了强夯置换法。该方法通常认为适用于含水量超过60%、孔隙率超过1.5、粒径小于0.005毫米的粘粒含量在30%以上的饱和土质。
软粘土不适合使用强夯技术；若用此法直接加固饱和粘性土质基础，尤其是淤泥和淤泥质土，其加固效果并不明显。然而，通过强夯锤的巨大冲击能量，可以击穿软土层，形成坑洞。随后，在坑洞内填充经过级配的块石、碎石等粗骨料，以此构成置换桩墩。这些置换桩墩与周围的软土共同构成了承载力较高的复合地基。这种技术被称为强夯置换法。此方法能有效弥补直接采用强夯法处理软土地基时的缺陷；此外，强夯置换法的加固效果深度需依据现场的实际试夯试验来决定；其中，夯击能量和土壤的特性是影响加固效果深度的两个主要因素；通常情况下，该方法能够有效处理深度在510米范围内的软土地基。强夯置换法的施工步骤详见图3-3：该图展示了强夯置换法的施工工艺流程。具体到3.2.5节中的挤密碎石桩，其主要功能在于挤密，这种桩型非常适合用于工程中。
适用于砂土、粉土、素填土等软土地基的施工，主要是通过置换和排水固结来处理饱和粘性土地基；在碎石桩的桩体中，应当填充具有良好反滤性能的粗颗粒材料，如碎石、砾石、卵石，以此来确保形成渗透性良好的垂直排水降压路径，从而加速土体的固结和沉降过程；在开展大面积的碎石桩挤密施工之前，必须先行进行挤密成桩的试验，通常试验桩的数量为7至9根，目的是确保施工质量能够满足设计标准的要求。施工密实碎石桩的技术途径包括两种，即振动法桩和锤击法桩。锤击法桩又细分为单管法和双管法两种。振动法桩、单管法桩和双管法桩的施工步骤详见图3-4、图3-5、图3-6。图3-4展示了振动法桩的施工步骤，图3-5展示了单管法桩的施工步骤，图3-6则展示了双管法桩的施工步骤。3.3 深层软基处理方法
法深层软土地基处理与浅层和中层软土地基处理不同，其处理深度通常超过15米。这种方法适用于软土地基较厚的路段，在处理深软土地基时，其效果显示出明显的优势。科技的不断发展使得处理软土地基的手段日益增多，因此，在深层软土地基的处理领域，涌现出了众多新的技术。在此，我们选取了其中三种应用较为广泛的方法进行简要介绍，它们分别是CFG桩、PHC管桩以及钉形水泥土双向搅拌桩。水泥粉煤灰碎石桩的组成材料有特定的要求：主骨料碎石的粒径通常在525毫米左右；所使用的水泥多为普通硅酸盐水泥，其强度等级为32.5；粉煤灰通常选用级或级袋装产品，若粉煤灰获取不易，则可用砂料替代；至于石屑的粒径，建议控制在2.5至10毫米之间。
石屑含量在混合料中应保持在0.25至0.33之间；若使用长螺旋钻孔泵进行混合料的施工，其坍落度通常介于160至200毫米之间；桩径为0.5米时，混合料的配比应参考C15混凝土；若桩径为0.4米，则应参考C20混凝土的配比。CFG桩在施工中广泛应用的工艺技术主要包括振动沉管灌注桩施工技术和长螺旋钻孔泵送混合料成桩技术，这两种方法的具体施工步骤分别详见图3-7和图3-8。图3-7展示了振动沉管灌注成桩法的施工工艺流程，图3-8则描绘了长螺旋钻孔泵压混合料成桩法的施工工艺流程。在3.3.2节中，关于预应力高强混凝土管桩的描述如下：通常情况下，PHC管桩的标准节断长度为10米，其直径尺寸介于300至1000毫米之间，且混凝土的强度等级需达到C80以上。
该技术适用于抗震设防烈度不超过九级的地区；在软土地基中若存在孤石、地下障碍物较多、存在坚硬的夹层却无法作为承载层等情形下，此方法不适宜采用；若采用此技术进行软土地基的处理施工，静压法适用于市区施工，而锤击法则适用于对噪音污染要求不高的地区。PHC管桩沉桩作业中开yun体育app官网网页登录入口，常用的施工技术包括静压、锤击、引孔以及钻孔植桩等多种方式。在我国，目前普遍采用的是静压和锤击两种方法。具体的施工步骤和流程，可以参考图3-9和图3-10进行了解。图3-9 展示了锤击法沉桩的施工工艺流程，图3-10 则描绘了静压法沉桩的施工工艺流程。在3.3.3节中，我们讨论了钉形水泥土双向搅拌桩技术，（1）这种技术特别适用于粉土、淤泥、淤泥质土、软粘土等基础，以及无流动地下水的松散砂土；（2）同时，它也适用于处理泥炭土和有机质土。
粘性土若质地坚硬且塑性指数超过25，且遇到具有腐蚀性的地下水，则需在施工地点进行试验，以判断其是否适宜使用；桩的长度需根据实际变形需求来决定，桩身需穿过软土层直至达到设计要求的承力层；处理深度最好不要超过25米。钉形水泥土双向搅拌桩的施工步骤详见图3-11。图3-11展示了钉形水泥土双向搅拌桩的施工工艺流程。在第四章的结论与展望中，4.1节主要得出以下结论：由于建筑物软基处理方法众多，工程技术人员在挑选处理方案时，需具备扎实的专业知识和丰富经验。此外，选择软土地基处理方案也是一个复杂的系统决策过程，其中涉及的影响因素众多，每个因素都承载着其独特的权重。工程人员需凭借自身经验进行判断，这通常是一项颇具挑战性的任务。
本研究通过总结和梳理常见的、已验证的软土地基处理技术，得出以下主要成果：首先，根据软土地基处理的深度，对各类处理方法进行分类和总结，初步构建了一个具有参考价值的软土地基处理方法库；其次，这一方法库的建立有助于提升工程技术人员在软土地基处理方案初步选择时的效率，并使方案选择过程更加直观和可信。目前来看，在工程实践中针对软土地基的处理方式众多，无论是中层还是深层软基，都存在相应的处理技术，可以有效对其进行改良。其具体应用方式包括水泥搅拌桩技术、砂井袋装法、强力夯实置换技术以及密实碎石桩施工等；而对于深层软土地基的处理，则通常采用水泥粉煤灰碎石桩、预应力高强度混凝土管桩以及钉形水泥土双向搅拌桩等技术。这些技术各具特色，各有优势。
各方法的特性及其适用的领域，并不意味着某一种技术手段就绝对优越，实际上，根据具体实际情境，最合适的处理方式也各有不同，这需要工程技术人员给予充分的关注。赵春雷对袋装砂井处理软土地基固结沉降进行了研究，该研究发表于哈尔滨东北林业大学2013年；宋勇军对挤密桩挤土效应进行了理论分析与试验研究，成果发布于西安建筑科技大学2013年；王咏梅探讨了公路地基真空排水预压法，相关论文发表于2012年《交通标准化》第19期；郭兰和宋金耀对公路施工软土地基处理技术与应用进行了解析，文章载于2013年《河南科技》第2期；王晓武分析了深层搅拌法施工处理公路软土路基的技术，论文发表于2013年第18卷第3期《技术研发》；丁玲对水泥搅拌桩在软土地基中的应用进行了浅议，文章收录于2012年第36卷第25期《山西建筑》；王聪敏对软基处理方案进行了模糊数学评价，研究成果在2013年由中山大学出版；鲁敏芝对软基处理研究现状进行了综述，发表在2013年第11期《公路建设与养护》；尹利华、张留俊、王晓谋对公路软土地基处理方案进行了模糊决策研究，相关论文发表于2012年第30卷第2期《中外公路》；王亚兵探讨了灰色理论在软基处理方案中的应用，论文发表于2012年第36卷第28期《山西建筑》。
