淺析軟土地基處理方法

耿超　蘇芳

【摘 要】本文介紹了地基處理的目的，地基處理常用技術(shù)的加固機(jī)理、以某高速公路設(shè)計(jì)為實(shí)例闡述了各種地基處理方法，井給出深厚層軟基處理常用方法，處理周期等。

【關(guān)鍵詞】地基處理；軟弱地基；處理方法；工程實(shí)例

0.前言

地基與建筑物的關(guān)系非常密切。地基雖不是建筑物本身的一部分，但它在建筑中占有十分重要的地位。地基問題的處理恰當(dāng)與否，不僅直接影響建筑物的造價(jià)，而且直接影響建筑物的安危，即它關(guān)系到整個(gè)工程的質(zhì)量、投資和進(jìn)度，因此其重要性已愈來愈多地被人們所認(rèn)識(shí)。

1.地基處理的目的

地基處理的目的是利用換填、夯實(shí)、擠密、排水、膠結(jié)、加筋和熱學(xué)等方法對(duì)地基土進(jìn)行加固，用以改良地基土的工程特性。

（1）提高地基的抗剪強(qiáng)度。

（2）降低地基的壓縮性。

（3）改善地基的透水特性。

（4）改善地基的動(dòng)力特性。

（5）改善特殊土的不良地質(zhì)特性。

地基處理的對(duì)象是軟弱地基和特殊土地基。

2.地基處理方法

地基處理方法，可以按地基處理原理、地基處理的目的、處理地基的性質(zhì)、地基處理的時(shí)效、動(dòng)機(jī)等不同角度進(jìn)行分類。

3.某高速公路軟土地基處理設(shè)計(jì)方案

3.1處理方法

該高速公路是河北省內(nèi)陸連接港口的重要通道，對(duì)河北經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要的意義。全線經(jīng)詳細(xì)勘察試驗(yàn)。查明了路線穿越區(qū)的特殊土（包括：鹽漬土、軟土、軟弱土）的分布規(guī)律t查明了路線穿越區(qū)的不良地質(zhì)（砂土液化）的分布特點(diǎn)和液化等級(jí)類型。

通過勘察、土工試驗(yàn)成果、標(biāo)準(zhǔn)貫人試驗(yàn)經(jīng)綜合分析整理井結(jié)合靜力觸探，統(tǒng)計(jì)顯示路線穿越區(qū)的軟土，軟弱土呈兩種類型分布。一類是連續(xù)區(qū)段分布，另一類是呈透鏡體狀的不連續(xù)區(qū)段分布。對(duì)于該軟土、軟弱土，總的指導(dǎo)思想是：首先分析各區(qū)段的硬殼層的厚度、地層巖性，軟土、軟弱土的厚度、特性之后，根據(jù)硬殼層，軟土，軟弱土的地層特點(diǎn)，進(jìn)行地基沉降、穩(wěn)定驗(yàn)算；根據(jù)驗(yàn)算結(jié)果以及《軟土地基路堤設(shè)計(jì)規(guī)范》的沉降容許值，對(duì)沉降超限區(qū)段可依次采取以下處理措施：

（1）砂墊層+土工格棚（土工格室）+堆載預(yù)壓（超載預(yù)壓）的處理方式（主要針對(duì)一般控制段）。砂墊層+土工格柵（土工格室）+超載預(yù)壓主要針對(duì)低路基（填方小于2.5米）段。若表層出露即為軟土、軟弱土則設(shè)砂墊層（對(duì)于填方2.5米以下低路基段采用土工格室）.硬殼層在1.5米以上則不設(shè)砂墊層。

（2）砂墊層+土工格柵+豎向排水體（袋裝砂井）+堆載預(yù)壓的處理方式（主要針對(duì)一般控制段）。

（3）土工格柵+深層水泥土攪拌樁的處理方式（主要針對(duì)樁基礎(chǔ)兩側(cè)及箱形基礎(chǔ)下部及兩側(cè)沉降主控制段及次控制段）。

（4）強(qiáng)夯置換法的處理方式（主要針對(duì)非飽和狀態(tài)軟弱土段樁基礎(chǔ)兩側(cè)及箱形基礎(chǔ)下部及兩側(cè)沉降主控制段及次控制段）。

3.2設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)全線軟土、軟弱土分布區(qū)段橋涵構(gòu)造物基礎(chǔ)類型不同，將其劃分為以控制工后沉降為目的的3個(gè)類型控制區(qū)段。

樁基礎(chǔ)構(gòu)造物橋臺(tái)兩側(cè)各30米區(qū)段作為沉降主控制段

箱型通道及涵洞兩側(cè)20米區(qū)段作為沉降的次控制段

其它作為一般控制段

（1）控制段的工后沉降容許值不大干10cm。

（2）次控制段的工后沉降容許值不大于20cm。

（3）一般控制段的工后沉降容許值不大于30cm。

3.3 軟基處治方案

3.3.1砂墊層的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)于前述各地質(zhì)單元模型中砂墊層的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是：砂墊層的材料為中砂及粗砂，含泥量不大干3%，砂墊層的寬度要適當(dāng)大干路堤底寬，以防止在施工過程中由于施工機(jī)械的破壞影響墊層的有效作用（兩側(cè)各寬出0.5米左右）；砂墊層厚度0.5米，同時(shí)，為了增加地基土的抗剪強(qiáng)度，提高路堤的整體穩(wěn)定性，達(dá)到排水及隔離的作用，通常尚需在砂墊層中鋪設(shè)土工格柵。

3.3.2袋裝砂井的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)工作區(qū)軟土，軟弱土分布區(qū)段的地層結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，配合堆載預(yù)壓的豎向排水體以采用袋裝砂井為宜。袋裝砂井按等邊三角形布置。袋裝砂井的直徑為7cm。砂袋材料采用透水性能良好的土工織物（聚丙烯紡織物）。砂井的井間距為1.2米，砂井的深度一般應(yīng)穿透軟土、軟弱土層，有條件時(shí)，砂井底部應(yīng)至透水層為宜。

3.3.3深層水泥土攪拌樁的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

樁基礎(chǔ)兩側(cè)、箱形基礎(chǔ)下部及兩側(cè)采取深層水泥土攪拌樁的處理方法，攪拌樁按正三角形布置，樁徑0.5米，樁間距1.0-1.4米，樁間距由密到疏進(jìn)行漸變，水泥摻入量為加固土體質(zhì)量的1 5%；水灰比0.5。樁體28天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度不低于1.5Mpa，90天單樁承載力不小于1 50KN。單位復(fù)合地基承載力不小于150Kpa，水泥采用425號(hào)礦渣水泥。對(duì)構(gòu)造物下部處理區(qū)段應(yīng)考慮基礎(chǔ)埋深.基礎(chǔ)埋深范圍內(nèi)可不再噴漿攪拌。

3.3.4強(qiáng)夯置換法的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)項(xiàng)目區(qū)軟土、軟弱土分布及發(fā)育特點(diǎn)。針對(duì)這部分土體的特點(diǎn)我們采用強(qiáng)夯置換法進(jìn)行處理，目的是提高地基承載力減少沉降。強(qiáng)夯置換材料為級(jí)配碎石，粒徑大于300mm的顆粒含量不超過30%，含泥量要求小于10%。為減少投資.填料可用建筑垃圾代替，要求建筑垃圾為級(jí)配良好的堅(jiān)硬粗顆粒材料，粒徑大于300ram的顆粒含量不超過30%。含泥量要求小于10%，對(duì)保護(hù)環(huán)境和地下水資源不受影響。夯錘質(zhì)量為5～10t，落距采用10米，夯錘底面為圓形，直徑2米。夯坑為等邊三角形布置，間距4米。處理后單位復(fù)合地基承載力不小于150Kpa。強(qiáng)夯置換墩的深度由土質(zhì)條件及上部荷載決定，一般為3米，處理范圍至路基坡腳。對(duì)每一處理區(qū)段強(qiáng)夯施工前須進(jìn)行試夯.確定夯擊能及夯擊次數(shù)，調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)。對(duì)構(gòu)造物下部處理區(qū)段應(yīng)考慮基礎(chǔ)埋深.應(yīng)先開挖至基礎(chǔ)埋置深度再施工強(qiáng)夯置換墩。

3.3.5土工合成材料的作用機(jī)理

在砂墊層中間鋪設(shè)一層具有一定強(qiáng)度的土工合成材料，增加了地基土的抗剪強(qiáng)度，提高了路堤的穩(wěn)定性.同時(shí)復(fù)合體具有一定的剛度。上部荷載得到有效的調(diào)整，使差異沉降減少，均勻度好。由于復(fù)合體能承受較大拉力，地基受力變小，路堤中心沉降明顯減小。由于土工合成材料與砂墊層的整體作用，不僅減少了不均勻沉降，而且還可減少地基的總沉降，適應(yīng)路堤的快速填筑，而荷載的迅速增加.加快了軟土的固結(jié)作用.從而使沉降加快。減少后期沉降，形成一種良性循環(huán)。

3.3.6預(yù)壓

路堤工程；對(duì)軟土地區(qū)的天然地基或豎向排水體地基，利用路堤填土預(yù)壓并不需要移去土體，預(yù)壓的實(shí)施.主要體現(xiàn)在分級(jí)加荷，每級(jí)加荷的穩(wěn)定性依賴于前一級(jí)預(yù)壓后強(qiáng)度的提高。該情況下，軟土地基總沉降量并不減小。只是大部分的沉降在施工期完成，可有效減小工后沉降。

排水系統(tǒng)是一種手段，如果沒有加壓系統(tǒng)，孔隙中的水沒有壓力差就不會(huì)自然排出，地基也就得不到加固。反之，如果只增加固結(jié)壓力，不縮短土層的排水距離.則不能在預(yù)壓期盡快地完成設(shè)計(jì)所要求的沉降量。

4.結(jié)束語

經(jīng)全面總結(jié)高速公路軟基處理、完工后沉降、橋頭跳車等方面的研究成果，還要靠更多的實(shí)踐去證明和研究。