軟土地基處理工藝研究

趙玉杰

【摘 要】對于軟土地基工程的確認(rèn)，因?yàn)闋可娴墓こ塘看螅话闱闆r下，施工方、監(jiān)理方與業(yè)主方之間總是有不一致的地方。變更有兩個方面：一是對設(shè)計軟基工程量的變更。由于設(shè)計上的種種原因，施工單位在施工中對設(shè)計軟土的深度和廣度會提出一些變更的申請；二是施工單位在實(shí)測工程時會發(fā)現(xiàn)一些原設(shè)計上沒有但施工中卻存在的軟基。本文根據(jù)某公路段軟土地基的資料，對軟土地基的處理方法進(jìn)行了一些有益的探索，供同行參考。

【關(guān)鍵詞】軟土；地基；方法

引言：

軟土地基的處理質(zhì)量是保證道路建成后安全、高效運(yùn)營的關(guān)鍵，也直接影響到地基的基礎(chǔ)承栽力。在分析現(xiàn)有軟土地基處理方法存在的問題基礎(chǔ)上，提出了表層處理法、強(qiáng)夯法、靜力排水固結(jié)法、反壓護(hù)道法等。希望研究能為軟土地基處理方法的發(fā)展起到拋磚引玉的作用。

1現(xiàn)有軟土地基處理方法存在的問題

（1）未能因地制宜合理選用處理方法。

在合理選用地基處理方法方面有時存在一定的盲目性。例如飽和軟粘土地基不適宜采用振密、擠密法加固。根據(jù)工程地質(zhì)條件和地基加固原理，因地制宜合理選用處理方法特別重要。在這方面，現(xiàn)在的問題是對幾個技術(shù)上可行方案進(jìn)行比較、優(yōu)化不夠。采用的不是較好的方法，更不是最好的方法。有時工程問題是解決了，但造價高和工期長。

（2）不能正確評價每種地基處理方法的適用性。

人人都承認(rèn)每種地基處理方法都有一定的適用范圍，但遇到具體問題就會盲目擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，對這種情況施工單位更應(yīng)注意。

（3）施工單位素質(zhì)差影響地基處理質(zhì)量。

這方面最典型的例子是攪拌樁施工。幾年前上海市建委發(fā)文禁用粉噴深層攪拌法，接著不少地區(qū)也采取類似措施。深層攪拌法不能滿足地基處理要求并不是深層攪拌法工法本身不成熟，也不是深層攪拌法加固地基設(shè)計方法不對。影響施工質(zhì)量主要是施工單位素質(zhì)和施工機(jī)械兩方面問題。先分析施工單位素質(zhì)存在的問題。前些年，地基處理施工隊(duì)伍的快速膨脹，造成絕大多數(shù)施工隊(duì)伍缺乏必要的技術(shù)培訓(xùn)，熟練技術(shù)工人缺乏是普遍現(xiàn)象。除此之外，還存在偷工減料現(xiàn)象。其它地基處理方或輕或重也存在類似問題。

（4）施工機(jī)械簡陋影響地基處理水平和質(zhì)量。

近二十幾年來，我國地基處理施工機(jī)械發(fā)展很快，許多已形成系列化產(chǎn)品。但應(yīng)看到與我國工程建設(shè)需要相比較，差距還很大。還以深層攪拌法為例，不能很好保證施工質(zhì)量不僅與施工單位素質(zhì)有關(guān)，也與目前應(yīng)用的施工機(jī)械水平有關(guān)。簡陋的機(jī)械要保持穩(wěn)定良好的施工質(zhì)量是困難的。

（5）地基處理理論落后于實(shí)踐。

從實(shí)踐一理論一再實(shí)踐的角度看，實(shí)踐先于理論是一般規(guī)律，對土木工程更是如此。但重視理論研究，用理論指導(dǎo)實(shí)踐也是很重要的。對地基處理各種工法及一般理論缺乏深入系統(tǒng)的研究也是發(fā)展中存在的問題之一。

（6）不少工法缺乏完善的質(zhì)量檢驗(yàn)手段。

完善的質(zhì)量檢驗(yàn)手段是保證施工質(zhì)量的重要措施。目前不少工法缺乏完善的質(zhì)量檢驗(yàn)手段。前面多次提到的深層攪拌法也是如此。

2表層處理法

（1）表層排水法。

表層排水法是在路基填筑前，在地面開挖水溝，以排除地表水，同時降低地基表層的含水量，確保施工機(jī)械的作業(yè)條件，為了使開挖水溝在施工中發(fā)揮盲溝作用，常用透水性良好的砂礫回填。

水溝布設(shè)應(yīng)全面考慮地形與土質(zhì)情況，使排水暢通。水溝斷面尺寸一般取寬0.5m，深0.5m―1.0m。路堤填筑前，宜用砂礫回填成盲溝，若埋設(shè)孔管，必須用良好的過濾材料保護(hù)。

（2）墊層法。

墊層法是在軟土地基頂面鋪設(shè)厚度為0.6m―1.0m的砂墊層或土工布等化學(xué)物質(zhì)（具體厚度視路堤高度、軟土層厚度及壓縮性而定，太厚施工困難，太薄效果差）作為軟土層固結(jié)所需要的上部排水層，以加速沉降的發(fā)展，縮短固結(jié)過程的方法。砂墊層可作為路堤內(nèi)的地下排水層，以降低堤內(nèi)水位，改善施工時重型機(jī)械的作業(yè)條件。

采用砂墊層，砂宜采用中砂及粗砂，要求級配良好。顆粒的不均勻系數(shù)不大于5，且含量不宜超過3%―5%。砂墊層一般用自卸汽車及推土機(jī)配合攤鋪，攤鋪應(yīng)均勻，注意不要有很大的集中載荷作用。當(dāng)路堤為粉土類土，透水性不好時，路堤坡腳附近砂墊層被路堤覆蓋，可能會阻礙側(cè)向排水，必須注意做好砂墊層端部的處理。

（3）穩(wěn)固劑表層處治法。

穩(wěn)固劑表層處治法是用生石灰、熟石灰、水泥及土壤離子穩(wěn)固劑等穩(wěn)定材料，摻人軟弱的表層地基土中，改善地基的壓縮性和強(qiáng)度特性，保證機(jī)械作業(yè)條件，提高路堤填土的穩(wěn)定及壓實(shí)效果。

3強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法處理軟土地基是利用重錘自山落下產(chǎn)生的沖擊波使地基密實(shí)，這種沖擊引起的振動在土中是以波的形式向地下傳播的。J.K.米切爾在1981年召開的第十屆國際土力學(xué)和基礎(chǔ)工程學(xué)會上所作的“土質(zhì)改良――技術(shù)狀態(tài)”報告中，曾對強(qiáng)夯法的加固機(jī)理進(jìn)行了概括：當(dāng)強(qiáng)夯法應(yīng)用于非飽和土?xí)r，壓密過程基本上同實(shí)驗(yàn)室中擊實(shí)法（普羅克特?fù)魧?shí)法）相同；對于飽和無粘性土，夯擊過程中，土體可能會產(chǎn)生液化，其致密過程與爆破和振動壓密過程相似；對于飽和細(xì)粒粘土的效果尚不明確，成功和失敗的例子均有報道，對于這類飽和的細(xì)顆粒土，要求破壞土的結(jié)構(gòu)、產(chǎn)生超孔隙水壓力、山裂隙形成排水通道。

強(qiáng)夯理論認(rèn)為：壓縮波大部分通過液相運(yùn)動，使孔隙水壓力增大，同時使土顆粒錯位，土體骨架解體。而隨后到的剪切波使土顆粒處于更密實(shí)的狀態(tài)。

4預(yù)壓排水固結(jié)法

預(yù)壓排水固結(jié)法地對天然地基，或先在地基中設(shè)置砂井、排水板等豎向排水體，然后利用建筑物本身重量分級逐漸加載，或是在建筑物建造以前，在場地先行加載預(yù)壓，使土整體的孔隙水排出，逐漸固結(jié)，地基發(fā)生沉降，同時強(qiáng)度逐步提高的方法。

預(yù)壓排水固結(jié)法可以解決以下兩個問題：

（1）沉降問題：使地基沉降在加載預(yù)壓期間，即修筑路面之前沉降大部分或基本完成，路面在使用期間不致產(chǎn)生不利的沉降和沉降差。

（2）穩(wěn)定問題：排水固結(jié)法加速地基土的抗剪強(qiáng)度的增長，從而提高地基的承載力和穩(wěn)定性，公路是條帶狀荷載，在橫斷方向受力面積較小，穩(wěn)定問題尤為重要。

5反壓護(hù)道法

反壓護(hù)道法是在路提兩側(cè)真筑一定寬度的護(hù)道，使路堤下的淤泥或泥炭向兩側(cè)隆起的趨勢得到平衡，以提高路堤在施工中的滑動破壞安全系數(shù)，達(dá)到路堤穩(wěn)定的目的。

反壓護(hù)道法加固路基的特點(diǎn)是不需要特殊的機(jī)具設(shè)備和材料，施工簡易，但占地較多、用土量較，后期沉降大，養(yǎng)護(hù)工作量大。一般適用于非耕作區(qū)、取土方便的地區(qū)和路堤高度不大于（5/3―2）倍極限高度路段的軟土處理，對泥沼不宜采用。

6碎石（砂樁）樁

對地基承載力和變形要求比較高的建筑先可以采用碎石樁（砂樁）進(jìn)行處理，碎石樁（砂樁）增加了地基密實(shí)度和抗剪強(qiáng)度，使地基土密室均勻，在軟土中使用碎石樁（砂樁），一般擠密作用不明顯，主要是靠置換。對于飽和的軟塑――流塑的地基土，經(jīng)過處理后，必須經(jīng)過預(yù)壓后才能達(dá)到良好的效果。

在施工工藝選擇上，采用振沖法施工（濕法），設(shè)計時要充分考慮場地因素和泥漿排放因素。

對軟土地基的處理對策很多，但不管采用何種方法，處理后的地基必須滿足強(qiáng)度、變形、動力穩(wěn)定性和透水性要求，從而達(dá)到減小道路路基在荷載作用下引起的沉降或不均勻沉降的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]李彰明，軟土地基加固的理論、設(shè)計與施工[M]，北京：中國電力出版社，2006

[2]陳桿義，公路工程中軟土地基處理[J]，黑龍江交通科技，1999