淺談軟土地基處理的方法

趙　凱　王　晗

摘要：結(jié)合工程實(shí)踐，本章主要介紹了地基處理的幾種方法和處理措施，對(duì)如何提高軟土地基的強(qiáng)度、保證地基的穩(wěn)定；都作了詳細(xì)的介紹；從而為保證工程質(zhì)量節(jié)約投資奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：軟土地基；地基承載力；壓實(shí)；處理

淤泥、淤泥質(zhì)土及含水量大、天然強(qiáng)度低、壓縮性高、透水性小、抗剪強(qiáng)度低、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度小于50kpa含水量大于50%的黏性土和含水量大于30%的砂性土統(tǒng)稱軟土。地基處理是指天然地基很軟弱，不能滿足地基承載力和變形的設(shè)計(jì)要求，而地基需經(jīng)過人工處理后再建造基礎(chǔ)者；

由于軟土地基荷載越來越大，所以對(duì)軟土地基的處理要求也越來越高，地基問題常常是主要原因。地基處理方案選擇的是否合理亦即處理是否恰當(dāng)，不僅影響工程的安全和使用，而且對(duì)建設(shè)速度、工程造價(jià)等都有很大影響，在有些時(shí)候甚至成為工程建設(shè)的關(guān)鍵。因此，地基處理的重要性已越來越多地被人們所認(rèn)識(shí)和重視。因此軟土地基的處理很重要。由于軟土還具有蠕變性、觸變性等不利工程的性質(zhì)。因此，軟土地基的處理一直是公路施工中常遇到的技術(shù)問題。下面就公路施工中常見的幾種公路軟土地基處理方法及適用范圍簡(jiǎn)要介紹：

1 泥沼基底的換置

在泥沼地區(qū)，路堤高度小于3m時(shí)，應(yīng)采取部分挖填的方法，換填深度一般超過2m，橫向換填底寬應(yīng)等于路基面寬；路堤高度大于3m時(shí)，一般不予挖除；當(dāng)淤泥表面干裂時(shí)，可采用齒墻式路堤斷面，即挖除路堤基底兩側(cè)的淤泥（每邊可挖3m寬），換填良好的土質(zhì)；淤泥橫向坡度陡于1：10時(shí)，應(yīng)進(jìn)行整平處理。當(dāng)深度小于3m時(shí)，不論路堤高度多少，均應(yīng)將泥沼全部挖除，換填滲水土，使路堤落到沼地。為便于泥炭的擠出，表層植物覆蓋層要鏟除，在路堤兩側(cè)開挖泥炭接收溝；軟弱土層換填法處理深度通?？刂圃?m以內(nèi)，不應(yīng)小于0.5m，當(dāng)軟弱土地基的承載力或變形滿足不了建筑物的要求，最好的處理方法是將軟弱土層部分或全部挖去，然后分層換填強(qiáng)度較大的砂、碎石、素土、灰土、粉煤灰、礦渣或其他性能穩(wěn)定，無侵蝕性等材料，并壓（夯、振）實(shí)至要求的密實(shí)度為止。

2 填筑及壓實(shí)

軟基在開挖時(shí)要注意解決滲水或雨水兩個(gè)問題，可采用邊開挖邊填，沿地基范圍外側(cè)挖掘深溝，以利于軟土中所含水分較快滲出，如果工期允許，最好經(jīng)過夏秋烈日暴曬，使土中含水量更多地被蒸發(fā)。也可全部或局部清除后進(jìn)行全部或局部回填，盡可能換填滲水性材料，并注意及時(shí)抽水。如果路基與兩側(cè)沼澤完全隔離，就可按照一般路堤填筑方式進(jìn)行填筑，分層碾壓時(shí)控制好含水、碾壓遍數(shù)、碾壓方式及路堤邊坡、護(hù)坡道的密實(shí)程度，要做好泥沼與路堤之間的邊溝排水，保證路堤不受水毀，不受凍害。砂礫或礦渣等工業(yè)廢渣常作為換填材料，一定要選用滲透性好的砂土作為材料，切不可選用水穩(wěn)定性差的粉土填底部。如必須采用滲透性較弱的土類，應(yīng)填筑在路基的上部。不同的土類都應(yīng)以水平面成層的相互重疊，切不可混填，壓實(shí)時(shí)，為達(dá)到較好的壓實(shí)效果，常采用振動(dòng)壓路機(jī)和重型靜力壓路機(jī)（三輪壓路機(jī)12～15t）。

3 鋪設(shè)砂墊層

在軟土層頂面鋪砂墊層，主要起淺層水平排水作用，使軟土中的水分在路堤自重的壓力作用下，加速沉降發(fā)展，縮短固結(jié)時(shí)間，從而提高地基強(qiáng)度，滿足穩(wěn)定的要求。砂墊層主要使用于路堤高度小于極限高度的兩倍以內(nèi)。軟土層不厚或雖厚但有良好排水條件，且砂源豐富，工期不緊的情況，砂墊層材料宜選用中粗砂或礫砂，厚度一般為0.6～1.0m，寬度應(yīng)超出其上填土0.5～1.0 m，具體視路堤高度和軟土層厚度及壓縮性而定。鋪設(shè)砂墊層要加以防護(hù)，不讓流水或其他因素破壞它的完整和穩(wěn)定。其形式有排水砂墊層、換土砂墊層、砂墊層和土工布混合使用等形式。

4 砂樁和袋裝砂井

砂樁和袋裝砂井都是排水預(yù)壓法豎向排水通道材料。兩者排水機(jī)理相同，固結(jié)論和設(shè)計(jì)方法也基本相同，都是通過預(yù)壓荷載，是被加固土體中的空隙水排出，有效應(yīng)力增加，土中空隙體積減小，密度加大，土體強(qiáng)度得到提高。從而達(dá)到減少地基后沉降和提高地基承載力的目的。

砂樁的成樁方法可采用沖擊成樁法或振動(dòng)成樁法，砂樁的排列形式采用倒三角形或正三角形，其中以三角形排列較緊湊有效，樁徑采用20～30cm，樁距為樁徑的8～10倍。常用的是2～4m，砂樁頂部鋪設(shè)40～50 cm砂墊層構(gòu)成排水系統(tǒng)，在路堤荷載作用下加速排水固結(jié)，從而提高地基強(qiáng)度，保證路堤穩(wěn)定。

袋裝砂井是事先把砂裝入長(zhǎng)條形透水性好的編織袋內(nèi)，然后用專門的機(jī)具設(shè)備打入軟土地基內(nèi)以代替普通大直徑的砂井，袋裝砂井的直徑小，材料消耗小，工程造價(jià)低，施工速度快，設(shè)備輕型，適應(yīng)在軟弱地基上施工，一般情況，當(dāng)泥沼或軟土層厚度超過5 m，且路堤高度的自重靜壓超過天然地基承載力很多，特別是地基水平位移較大時(shí)，常采用這種方法。

5拋石擠淤法

用于淤泥厚度小于3m、呈流動(dòng)狀態(tài)，排水困難、料源充足的情況。在路基底部拋投一定數(shù)量片石，將淤泥擠出基底范圍，以提高地基的強(qiáng)度。這種方法施工簡(jiǎn)單、迅速、方便。適用常年積水的洼地，排水困難，泥炭呈流動(dòng)狀態(tài)，厚度較薄，表層無硬殼，片石能沉達(dá)底部的泥沼或厚度為3～4m的軟土；在特別軟弱的地面上施工由于機(jī)械無法進(jìn)入，或是表面存在大量積水無法排除時(shí)；適用于石料豐富、運(yùn)距較短的情況。拋片石的大小，隨泥炭或軟土的稠度而定。拋投順序，應(yīng)先從路堤中部開始，中部向前突進(jìn)后再漸次向兩側(cè)擴(kuò)展，以使淤泥向兩旁擠出。當(dāng)軟土或泥沼地面有較大的橫坡時(shí)，拋石應(yīng)從高的一側(cè)向低的一側(cè)擴(kuò)張，并在低的一側(cè)多拋填一些。當(dāng)拋石拋出軟土后，應(yīng)用較小的碎石墊平，并用碾壓設(shè)備反復(fù)碾壓至設(shè)計(jì)壓實(shí)度，然后再其上鋪設(shè)反濾層，在填土至設(shè)計(jì)高程。

6土工合成材料

由于土工合成材料有較高的強(qiáng)度，又具有較好的柔性，且能緊貼于地基表面，使其上部施加的荷載能均勻分布在地層中。鋪設(shè)的土工合成材料將阻止破壞面的出現(xiàn)，從而提高地基承載力。在軟土沼澤地區(qū)，地基濕軟，地下水位較高情況下可采用墊隔，覆蓋土工布法加固地基，可使荷載均勻分布，提高路基剛度，利于排水，高填方路堤適當(dāng)分層墊隔，效果更好。在鋪設(shè)土工聚合物時(shí)，應(yīng)在路堤兩側(cè)預(yù)留足夠的錨固長(zhǎng)度，并回折覆蓋在壓實(shí)的填料上面。土工布連接采用搭接法時(shí)，搭接長(zhǎng)度大于30cm采用縫接法時(shí)，縫接寬度不小于5cm，采用粘結(jié)法時(shí)，粘結(jié)寬度不小于5cm，粘結(jié)強(qiáng)度不低于土工合成材料的抗拉強(qiáng)度。加筋土工程的填料應(yīng)嚴(yán)格分層碾壓。碾壓時(shí)一般應(yīng)先輕后重，并不得使用羊足碾，壓路機(jī)不得在未經(jīng)壓實(shí)的填料上急劇改變運(yùn)行方向和急剎車，直到碾壓密實(shí)。

結(jié)束語：

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)突出猛進(jìn)，因而如何選擇即滿足工程要求，又節(jié)省資金的地基處理方法。所以軟土地基處理要求是越來越嚴(yán)格，針對(duì)不同的地質(zhì)條件，不同的建設(shè)工程選用不同的基礎(chǔ)形式，尺寸和布置方案外，而且要善于選取最恰當(dāng)?shù)牡鼗幚矸椒ㄒ愿纳频鼗鶙l件。每一種地基處理方法都有其適用范圍和局限性。只有根據(jù)所加固工程的土質(zhì)條件、工程要求、工期、造價(jià)、料源、施工機(jī)械設(shè)備等條件等因素綜合分析后確定。因地制宜地選擇一種或綜合運(yùn)用幾種地基處理方法，才有可能取得最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]葉書麟主編、地基處理（第二版）北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社2007