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1、引 言我国地域广大，有各种成因的软土层，其分布范围广，土层厚度大。这类软土的特点是含水量高，孔隙比大，抗剪强度低，压缩性高，渗透性差，沉降稳定时间长。近年来根据工业布局或城市发展规划，经常需要在软土地基上进行建筑施工。由于软土地基不良的建筑性能，因此需要进行人工加固，软土就地加固是基于最大限度的利用原土，经过适当的改性后作为地基，以承受相应的外力，常用的加固方法有脱水，压密，加筋，固化等几类。深层搅拌法深层搅拌法是用于加固饱和软粘土地基的一种新颖方法,它是利用水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂，通过特别的深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂（浆液状或粉体状）强制搅拌，利用固化剂和软土之间所
2、产生的一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基。所谓“深层”搅拌法是相对于“浅层”搅拌法而言的。20 世纪 20 年代，美国及西欧国家在软土地区修筑公路和堤坝时，经常采用一种“水泥土（或石灰土） ”来作为路基或堤基。这种水泥土（或石灰土）是按地基加固需要的范围，从地表挖取 0.61.0 米厚的软土，在附近用机械或人工拌入水泥或石灰，然后填回原处压实，此即软土的浅层搅拌加固法。这种加固软土的方法的深度大多小于 1 米，一般不超过 3 米。深层搅拌法则是利用特制的机械在地基深处就地加固软土，而无需挖出。加固深度通常超过 5 米，根据目前的施工实际看来，海上最大的加固
3、深度已达 60 米，陆上最大加固深度也达到 30 米。水泥土深层搅拌法发展概况美国在第二次世界大战后曾研制开发成功一种就地搅拌桩（MIP）,即从不断回转的，中空轴的端部向周围已被搅松的土中喷出水泥浆，经翼片的搅拌而形成水泥土桩，桩径 0.30.4 米，长度 1012 米。1953 年日本清水建设株式会社从美国引入这种施工方法。1967 年日本港湾技术研究所参照 MIPI 法的特点，开始研制石灰搅拌施工机械。1974 年由于大型软土地基加固工程的需要由日本港湾技术研究所、川崎钢铁厂和不动建设株式会社等厂家对石灰搅拌机械进行改造，合作开发研制成功水泥搅拌固化法（CMC 法） ，用于加固钢铁厂矿石堆
4、场软土地基，加固深度达 32 米。接着日本各大施工企业接连开发研制加固原理，固化剂相近，但施工机械规格、施工效率各异的深层搅拌机械，形成了多种工法。原苏联在 1970 年也研究成功一种淤泥水泥土桩（类似美国 MIP 法） ，用于港湾建设过程中。与泥土的含水量虽高达 100%120%，但掺入 15%的水泥以后，半年龄期强度可达 3Mpa。成本分析表明采用这种淤泥水泥土桩比钢筋混凝土桩的造价要低 40%。十余年来，已在 xx、上海、江苏、浙江、福建、广东、广西、云南、湖南、xx、河南、河北、安徽、陕西、山西、山东、辽宁等地的工业厂房，民用住宅，市政挡土设施等工程中打设搅拌桩逾 110 万根，约 1
5、320 万延米，均取得良好的技术经济效果。与以往钢筋混凝土桩基相比，节省了大量的钢材，降低了成本，缩短了工期。工程概况1.1 工程概述xx 国道主干线 xx 段是 xxxx 国道主干线的主要组成部分，是国家“九五”和 “十五” 交通重点建设工程之一。该工程由北向南纵贯孝感，武汉，咸宁三个市的十个县，主线建设总里程 339km，双向 4 车道，设计路面宽度为 26m，路基平均高度为 2m。1.2 工程地质路线西段冲洪积平原区，地层受潮白河、泃河和鲍丘河冲积沉积影响，第四系地层较厚，以粉土、粉质黏土和粉细砂为主，局部夹有卵石，不均匀分布软弱土夹层。根据地调、钻探、原位测试和室内试验分析，在K21+
6、330K21+600 路段，不均匀分布有软弱土，呈夹层状，多出现在砂土上下的黏土或粉质黏土中，在地表以下 310 米分布较多，厚度变化较大。软弱土多呈灰褐色、黑色，有腐臭味，标贯击数 35 击；天然含水量高，达到 30以上；天然孔隙比高，超过 0.9；液性指数大于 0.5；内摩擦角 38 度。该段底层为第四系堆积层，其上部主要为粉质粘土和粉土。在地表下 24 米深度范围内，土层可以分为三大层。第一大层系以粉质粘土层为主，呈软塑可塑状态；往下逐渐相变为粉土，中密状态。第二大层系粉质粘土层，上部以硬塑状态为主，往下逐渐过渡呈可塑硬塑状态，含较多结核、碎石、局部富集成层。该层顶面埋深 8.5 米左右
7、。第三大层主要为粉土和粉质粘土，部分路段含有粉砂。软弱土路段分布范围表序号 路段长度（米）深度（米）上覆盖层厚度（米）备注1 K13+510K13+700 190 3.810.0 3.84.8 2 K15+800K16+300 500 5.010.0 5.26.4 3 K20+420K20+600 1804.89.0,13.016.0 4.85.2 4 K21+330K21+600 270 2.09.7 2.44.8 5 K21+700K22+050 350 2.09.8 2.03.0 6 K24+824K24+884 60 1.23.4 1.2 7 K27+140K27+240 100 3.
8、58.0 2.85.2 8 AK0+280AK0+340 60 4.08.0 4.0 三河东互通9 AK0+650AK0+870 220 6.512.5 6.5 三河西互通1.3 工程地质情况所谓的软土，即滨海，湖沼，谷地，河滩沉积的天然含水量高，孔隙比大，压缩性高，抗剪强度低的细粒土。我国公路部门划定软土的技术指标：指标土别含水量W（%）孔隙比e压缩系数100200kpa饱和度Sr(%)内摩擦角（快剪）粘土 40 1.2 0.5 95 5亚粘土和亚砂土 30 0.95 0.3 93 15根据软土的分布特征对 xx 北段 K21+300K21+600 地段的软土进行划分：K21+330K21+
9、360，长 30m，软土厚度 810m，由粉质粘土和粘土组成， ，本段各土层的物理学指标见祥表 14：指标土壤名称 层底深度（m）分层厚度（m）标贯击数N/m容许承载力(kpa)极限摩阻力(kpa)重力密度（KN/m 3 ）压缩模量（ES）粉土 3.80 3.80 1.952.25 130 45 17.12 6100粘土 6.40 2.60 4.855.15 100 35 16.95 4200粉土 7.30 0.90 7.858.15 150 45 18.03 5000粉质粘土 10.00 2.70 9.359.65 160 45 19.45 5650：K21+360K21+390 总长 40
10、m，软土厚度 1215m，由粉质粘土和粘土组成，本段各土层的物理学指标见祥表 13指标土壤名称 层底深度（m）分层厚度（m）标贯击数N/m容许承载力(kpa)极限摩阻力(kpa)重力密度（KN/m 3 ）粉质粘土 4.10 4.10 1.852.15 140 45 18.91粘土 5.20 1.10 4.855.15 110 40 17.93粉质粘土 8.60 3.40 7.858.15 130 40 18.03粘土 12.00 3.40 10.85-11.15 110 40 17.98 粉土 13.40 1.40 160 40 19.50粉质粘土 15.30 4.17 13.85-14.15
11、 200 50 19.50：,K21+390K21+430，总长 40m，软土厚度 1015m，由粉质粘土组成，中间夹杂 2.3m 厚的细砂，含少许云母和贝壳碎片，有机质含量较高。底层为粉土层，局部软土未见底，本段各土层的物理学指标见祥表 12：指标土壤名称 层底深度（m）分层厚度（m）标贯击数N/m容许承载力(kpa)极限摩阻力(kpa)重力密度（KN/m 3 ）粉质粘土 4.70 4.70 1.852.15 140 50 18.62细砂 7.00 2.30 3.453.75 150 40 18.70粉质粘土 10.70 3.70 5.355.65 150 60 18.86粉土 15.60
12、4.90 13.85-14.15 210 55 20.19：K21+430K21+460，总长 30m，软土厚度 810m，由粉质粘土和粘土组成，粉质粘土和粘土层含有少量的粉砂团粒， 本段各土层的物理学指标见祥表 15：指标土壤名称 层底深度（m）分层厚度（m）标贯击数N/m容许承载力(kpa)极限摩阻力(kpa)重力密度（KN/m 3 ）粉质粘土 1.00 1.00 1.952.25 130 45粘土 6.00 5.00 3.453.75 120 40 18.20粉质粘土 8.40 2.40 6.456.75 150 45 19.26粘土 10.00 1.60 9.459.75 140 45
13、 18.52：K21+460K21+490,总长 30m，软土厚度 810m，由粉质粘土和粘土组成，稍湿，可塑，土质均匀，本段各土层的物理学指标见祥表 16：指标土壤名称 层底深度（m）分层厚度（m）标贯击数N/m容许承载力 kpa)极限摩阻力(kpa)重力密度（KN/m 3 ）粉质粘土 4.80 4.80 0.753.75 130 45 19.18粉质粘土 6.50 1.70 2.255.25 150 45 19.21粉土 8.00 1.50 3.656.65 200 45 19.70粉质粘土 10.00 2.00 6.659.65 170 45 19.50：K21+490K21+510，总
14、长 20m，软土厚度 1215m，由粉质粘土和粘土组成，底层 10 到 15m 为细砂层，主要成分以石英，长石为主，含有少量的泥质，本段各土层的物理学指标见祥表 17：指标土壤名称 层底深度（m）分层厚度（m）标贯击数N/m容许承载力(kpa)极限摩阻(kpa)重力密度（KN/m 3 ）粉质粘土 5.00 5.00 0.853.85 130 50 18.59粉土 7.60 2.60 3.856.85 120 40 18.03粘土 10.30 2.70 6.859.85 160 60 18.19细砂 15.00 4.70 9.60-12.60 140 40：K21+510K21+535，总长 2
15、5m，软土厚度 1215m，由粉质粘土组成，部分粉质粘土层含有少量的铁锰氧化物和粉土团块，底层有 0.2m 厚的粉土层和砂，本段各土层的物理学指标见祥表 18：指标土壤名称 层底深度（m）分层厚度（m）标贯击数N/m容许承载力(kpa)极限摩阻力(kpa)重力密度（KN/m 3 ）粉质粘土 4.00 4.10 1.952.25 130 55 18.23粉质粘土 7.20 3.20 5.155.45 140 55 18.28粉质粘土 10.05 3.30 8.658.95 160 60 18.86粉质粘土 11.50 1.00 10.15-10.45 210 60 19.89粉质粘土 13.60 2.10 11.45-11.75 220 60 19.80粉土
