淺談軟土地基的治理措施

趙　卓

摘要：軟土地基下沉的一個主要原因是軟土地基的沉降，包括瞬時沉降、固結沉降和次固結沉降三部分，文章結合具體工程實踐，針對不同的原因采用不同的地基處理技術，明顯的提高了復合地基的承載力，取得了令人滿意的效果。

關鍵詞：軟土地基；加固處理；巖土體

中圖分類號：U456文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2009）05-0147-02

在強度低，壓縮性高的地基上修筑路基，往往會發(fā)生路基失穩(wěn)或過量沉陷，導致公路破壞或不能正常使用的情況，這種軟弱土層，就是軟土地基。

地基中常見的軟土，一般是指處于軟朔或者流朔狀態(tài)下的粘性土，其特點是天然含水量大、孔隙比大、壓縮系數(shù)高、強度低，并具有蠕變性、觸變性等特殊的工程地質性質，工程地質條件較差，這種土質如在施工中出現(xiàn)在路基填土或橋涵構造物基礎中，最佳含水量不易把握，極難達到規(guī)定的壓實度值，滿足不了相應的密實度要求，在通車后，往往會發(fā)生路基失穩(wěn)或過量沉陷。其危害性顯而易見，故禁止采用。

一、軟土地基處理方法

根據(jù)沉降標準，按我國現(xiàn)行的有關規(guī)定，除要確保新填筑路基的密實度以減少沉降外，包括原地面的地基總沉降必須達到基本穩(wěn)定，沉降量大致達到總沉降量的80%以上時，才容許鋪路面。軟土地基沉降嚴重時，不僅增加填方數(shù)量，而且沉降或水平位移對臨近填土的橋臺、擋土墻、涵洞，甚至對附近的住宅、農(nóng)田以及路線的技術標準都會產(chǎn)生很大的影響，因此應做好深入細致的工程地質勘探工作，充分研究已有地質資料，采取調繪、鉆探、原位測試及物探等綜合勘測手段。查明路段所處的地形、地質、水文、氣候、徑流條件等自然環(huán)境條件和路基排水條件，明確松軟土層的成因、類型、分布范圍及其在路線通過地帶分布的具體情況，確定軟土層在縱向、橫向的分布厚度、層次、各層土的土質及物理力學性質。根據(jù)地基土的工程特性，選用適當?shù)奶幚泶胧?。本人?jīng)過長期的實踐，對在公路中形成了多種形式的軟土地基處理方法，進行總結歸納，具體如下：

1．置換法。由于深層密實法中的幾種方法都有加入高抗剪強度的材料，置換軟土中部分成分的加固機理，與原有的土體共同組成復合地基，達到加固地基的目的，因此深層密實法有時也稱為置換法。

2．排水固結法。在軟土地基上加壓并配合內部排水，加速軟土地基的排水，加快軟土固結的處理方法稱為排水固結法。適用于處理各類淤泥、淤泥質粘土及沖填等飽和粘性土地基。軟土地基在附加荷載的作用下，逐漸排出孔隙水，使孔隙比減小，產(chǎn)生固結變形。在這個過程中，隨著土體超靜孔隙水壓力的逐漸擴散，土的有效應力增加，并使沉降提前完成或提高沉降速度。主要加固方法：堆載預壓法、砂井法、袋裝砂井、真空預壓法、電滲排水法、降低地下水位法、塑料排水板法。

3．換填墊層法。當軟弱土層厚度不很大時，可將路基面以下處理范圍內的軟弱土層部分或全部挖除，然后換填強度較大的土或其它穩(wěn)定性能好、無侵蝕性的材料（通常是滲水性好的中粗砂）稱為換填或墊層法。此法處理的經(jīng)濟實用高度為2～3m，如果軟弱土層厚度過大，則采用換填法會增加棄方與取土方量而增大工程成本。通過換填具有較高抗剪強度的地基土，從而達到增強地基承載力的目的，滿足構筑物對地基的要求。主要加固方法：換填、拋石擠淤、墊層、強夯擠淤。墊層法根據(jù)材料的不同可分為砂（礫石）墊層、碎石墊層、粉煤灰墊層、干渣墊層、土（灰土、二灰）墊層。代表方法有砂墊層法及換填法。

4．化學加固法。通過在軟土地基中加入水泥或其它化學材料，進行軟土地基處理的方法稱為化學加固法。適用于處理砂土、粉土、淤泥質粘土、粉質粘土、粘土和一般人工填土，也可以在處理裂隙巖體及已有構筑物地基加強中。水泥或其它化學材料注入土體后，與土體發(fā)生化學反應，吸收和擠出土中部分水與空氣形成具有較高承載力的復合地基。主要加固方法：硅化法、粉噴樁、旋噴樁、注漿、水泥土攪拌法。

5．深層密實法。采用爆破、夯擊、擠壓和振動及加入抗剪強度高的材料等方法，對地基深層的軟弱土體進行振密和擠密的地基加固方法稱為深層密實法。適用于軟土厚度>3m的中厚軟土的加固，分布面積廣的軟基加固處理，其加固深度可達到30m。通過振動、擠壓使地基中土體密實、固結，并利用加入的具有高抗剪強度的樁體材料置換部分軟弱土體中的三相（氣相、液相與固相）部分，形成復合地基，達到提高抗剪強度的目的。主要加固方法：強夯法、土（或灰土、粉煤灰加石灰）樁法、砂樁法、爆破法、碎石樁法（振沖置換法）、石灰樁法、水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁法）、粉噴樁法、旋噴樁法。代表方法有碎石樁法、強夯法、水泥粉煤灰碎石樁法、粉噴樁法。

6．其它加固方法。除了上述軟土路基處理方法外，比較常用的還有樁基、沉井、側向約束法、反壓護道法。樁基與沉井常用于在軟土地基中建設重要構筑物（橋梁、大型涵洞等）的基礎中，根據(jù)軟弱土層的厚度其下承層土質情況，樁基設計可分為柱樁與摩擦樁兩種。常用的樁基有鉆孔樁、挖孔樁、管樁、木樁。

反壓護道法：當軟土和沼澤較厚，路堤高度不超過極限高度的2倍時，路堤兩側填筑適當厚度和寬度的護道，在護道附加荷載的作用下，保持地基的平衡，增加抗滑力矩，防止路堤的滑動破壞。施工時，護道盡量與路堤同時填筑，且壓實度要達到90%以上。它的特點是施工工藝簡單、費用較低，但施工用地增大。

側向約束與反壓護道的加固機理均是限制軟弱土體向旁擠出，以增加路堤的抗剪能力。側向約束法適合軟土層厚度較小，軟土體面積較大的軟土地基的加固。反壓護道法適合軟土體分布面狹窄而軟土體厚度較大的軟土地基的處理。

二、我國現(xiàn)階段高速公路軟土地基處理中存在的問題

綜上所述，目前公路軟土地基處理的研究已經(jīng)達到了相當?shù)乃胶鸵?guī)模，但仍存在著一些不容忽視的問題：

1．公路軟基處理的設計與施工中，智能化水平不夠；

2．地基加固新技術的研究還不夠；

3．地基處理效果的檢測技術有待進一步發(fā)展：任何一種先進的設計理論和施工方法都有待于質量檢驗來保證，傳統(tǒng)的方法往往費工費時且價格昂貴，雖然有關規(guī)范給出了質量檢驗方法，但在實際工作中予以實施的實例很少；

4．地基處理方案的決策分析研究不夠，目前的方案選擇基本上停留在人為憑經(jīng)驗選取階段。

結合當前公路軟基處理研究的現(xiàn)狀，應加強研究以下方面：

1．應加強地基加固新技術的研究；

2．加強地基處理方案的決策分析研究，使目前人為定性決策方法數(shù)值化、科學化和智能化；

3．繼續(xù)深入開展軟土地基沉降計算方法的研究，這是公路軟基處理研究的核心問題之一，特別是開展數(shù)值計算方法的實用研究；

4．繼續(xù)深入地研究公路軟土的基本特性，這方面的研究應從工程的角度出發(fā)，著重研究對工程有嚴重影響的特性指標，進而研究不同地區(qū)、不同地段軟土的差異，為其沉陷計算，處理方法選擇提供依據(jù)；

5．加強公路軟基處理的系統(tǒng)化研究，近年來，大量出現(xiàn)的實例研究為系統(tǒng)性的理論研究提供了基礎。應著手對這些實例研究資料進行系統(tǒng)化的研究，這對軟土的工程評價，處理方法的選擇等都具有重要的理論和實踐意義。

三、結語

巖土體作為自然歷史產(chǎn)物，具有明顯的地域特征，地基條件又千差萬別，因此根據(jù)相鄰建筑物或相鄰地域的地質資料來設計，一小點差異就可能給工程造成巨大的經(jīng)濟損失，這樣的例子很多，應引起足夠的重視，所以我們必須應采用信息法施工，及時調整設計參數(shù)和工藝，避免了施工期間可能引起的附加沉降，體現(xiàn)了當今勘察、設計、施工、監(jiān)測為一體的全過程綜合巖土工程實踐理念。