國內(nèi)道路工程軟土地基處理方法簡介

陳贛浙

【摘 要】本文根據(jù)地基處理的加固原理，對(duì)目前國內(nèi)道路工程軟基處理方法進(jìn)行分類介紹，并對(duì)各類軟基處理方法進(jìn)行適用性分析，最后扼要對(duì)軟基處理技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了展望。

【關(guān)鍵詞】道路工程；軟土地基；加固原理

0 引言

自改革開放以來，我國土木工程發(fā)展很快，其中道路工程建設(shè)規(guī)模日益擴(kuò)大，而工程中往往會(huì)出現(xiàn)軟土地基路段。由于軟土地基具備高含水量、高壓縮性，大孔隙比等缺點(diǎn)，嚴(yán)重影響道路的安全和穩(wěn)定，往往需要經(jīng)過地基處理形成人工地基才能滿足道路對(duì)地基的要求。

地基處理是否恰當(dāng)，不僅影響道路的安全和使用，而且對(duì)建設(shè)速度、工程造價(jià)有不小的影響。很多時(shí)候甚至成為道路工程建設(shè)中的關(guān)鍵問題。因此，采取必要的軟基處理成為道路工程項(xiàng)目中的關(guān)鍵，提高軟土地基處理水平，對(duì)加快基本建設(shè)速度、節(jié)約基本建設(shè)投資具有特別重大的意義。

1 軟土及軟土地基定義

1.1 軟土

根據(jù)《城市道路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》CJJ194-2013，軟土的鑒別標(biāo)準(zhǔn)如表1：

1.2 軟土地基

軟土地基普遍定義是指由軟弱土（如淤泥、淤泥質(zhì)土等）構(gòu)成的壓縮層或者其它高壓縮性土層所組成的地基，具有天然含水量和壓縮系數(shù)高、天然孔隙比和沉降變形大、抗剪強(qiáng)度和承載力低、滲透系數(shù)小等特點(diǎn)。由于軟土地基普遍存在不穩(wěn)定性，易受擾動(dòng)，它常常造成道路路基出現(xiàn)不均勻沉降，甚至是整體失穩(wěn)破壞。在我國，軟土地基比較集中于沿海濱岸、大江大河、各大湖泊周圍。這些軟土地基主要是在海岸、江河下游、湖泊周圍漸漸沉積的。

2 道路工程軟基處理方法分類介紹

國內(nèi)道路工程軟土地基處理方法的分類尚不統(tǒng)一，本文根據(jù)地基處理的加固原理，將常用地基處理方法分為7類。

2.1 換填墊層法

換填墊層法的基本原理是挖除淺層軟弱土或不良土，分層碾壓或夯實(shí)換填材料。墊層按換填的材料可分為砂（或砂石）墊層、碎石墊層、粉煤灰墊層、干渣墊層、土（灰土）墊層等。換填墊層法可提高持力層的承載力，減少沉降量；消除或部分消除土的濕陷性和脹縮性；防止土的凍脹作用及改善土的抗液化性。常用機(jī)械碾壓。平板振動(dòng)和重錘夯實(shí)進(jìn)行施工。

該法常用于基坑面積寬大和開挖土方較大的回填土方工程，一般適用于處理淺層軟弱土層（淤泥質(zhì)土、松散素填土、雜填上、浜填土以及已完成自重固結(jié)的沖填土等）與低洼區(qū)域的填筑。一般處理深度為2～3m。此法適用于處理淺層非飽和軟弱土層、濕陷性黃土、膨脹土、季節(jié)性凍土、素填土和雜填土。

2.2 振密擠密法

振密擠密法的原理是采用一定的手段，通過振動(dòng)、擠壓使地基土體孔隙比減小，強(qiáng)度提高，達(dá)到地基處理的目的。

該方法可細(xì)分為：①表層壓實(shí)法；②重錘夯實(shí)法；③強(qiáng)夯法；④振沖擠密法；⑤土樁與灰土樁法；⑥砂樁；⑦爆破法。

2.3 排水固結(jié)法

排水固結(jié)法的基本原理是軟上地基在附加荷載的作用下，逐淅排出孔隙水，使孔隙比減小，產(chǎn)生固結(jié)變形。在這個(gè)過程中，隨著土體超靜孔隙水壓力的逐漸消散，土的有效應(yīng)力增加，地基抗剪強(qiáng)度相應(yīng)增加，并使沉降提前完成或提高沉降速率。

排水固結(jié)法主要由排水和加壓兩個(gè)系統(tǒng)組成。排水可以利用天然土層本身的透水性，也可設(shè)置砂井、袋裝砂井和塑料排水板之類的排水體。加壓主要有地面堆載法、真空預(yù)壓法和降低地下水位法等。

該方法可細(xì)分為：①堆載預(yù)壓法；②砂井法（包括袋裝砂井、塑料排水帶等）；③真空預(yù)壓法；④降低地下水位法；⑤電滲排水法。

2.4 置換法

置換法的基本原理是以砂、碎石等材料置換軟土，與未加固部分形成復(fù)合地基，達(dá)到提高地基強(qiáng)度的目的。

該方法可細(xì)分為：①振沖置換法（碎石樁法）；②石灰樁法；③強(qiáng)夯置換法；④水泥粉煤灰碎石樁法（CFG樁法）。

2.5 加筋法

加筋法的基本原理是通過在土層中埋設(shè)強(qiáng)度較高的土工合成材料、拉筋、受力桿件等提高地基承載力、減小沉降、維持建筑物或土坡穩(wěn)定。

該方法可細(xì)分為：①土工合成材料；②加筋土；③土層錨桿；④土釘。

2.6 膠結(jié)法

膠結(jié)法的基本原理是在軟弱地基中部分土體內(nèi)摻入水泥、水泥砂漿以及石灰等固化物，形成加固體，與未加固部分形成復(fù)合地基，以提高地基承載力和減少沉降。

該方法可細(xì)分為：①灌漿法；②高壓噴射注漿法；③深層攪拌法。

2.7 輕質(zhì)路堤法

輕質(zhì)路堤是采用輕質(zhì)填料，通過減輕上部填土重量來降低地基中的應(yīng)力水平、提高地基的穩(wěn)定性和減少沉降的一種方法。主要分為EPS塊體輕質(zhì)路堤、泡沫砼輕質(zhì)路堤、EPS顆料混合土輕質(zhì)路堤和粉煤灰輕質(zhì)路堤等。因其工期短、施工方便、對(duì)周圍環(huán)境影響小及橋頭段沉降過渡效果較好，在高速公路中得到越來越多的應(yīng)用，城市道路中對(duì)于部分沿河填土較高的路段也在推廣采用。

該方法除在澆注過程中對(duì)濕容重、流動(dòng)度進(jìn)行自檢外，交工驗(yàn)收時(shí)還需對(duì)其抗壓強(qiáng)度、頂面高程、厚度、軸線偏位、寬度等進(jìn)行檢驗(yàn)。輕質(zhì)路堤的處理方法常用軟基結(jié)構(gòu)物路段；滑動(dòng)后的修復(fù)路堤等路段，對(duì)于軟土指標(biāo)較差的拓寬高路堤也可采用。

3 道路工程軟基處理方法適用性分析

軟基處理技術(shù)種類的不斷發(fā)展，為道路工程進(jìn)行多方案比選提供了可能。下面對(duì)國內(nèi)常用的7種軟基處理方法對(duì)道路工程的適用性用圖表的形式進(jìn)行直觀地比較（表2）。

道路工程中的軟基處理方案選擇是個(gè)多影響因素（工況、處理目標(biāo)、氣候、工期等）的分析過程，如果僅憑工程人員的個(gè)人主觀經(jīng)驗(yàn)，往往很難選擇最優(yōu)方案，存在一定的局限性和盲目性。因此，實(shí)際工程中需具體問題具體分析，用科學(xué)的方法選擇出最優(yōu)方案。

4 道路工程軟基處理方法發(fā)展與展望

隨著理論與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的日積月累，道路軟基處理方法不斷更新，人們?cè)谠械募夹g(shù)基礎(chǔ)上，對(duì)傳統(tǒng)常規(guī)的處理方法進(jìn)行改造升級(jí)，或者在新的理論基礎(chǔ)上形成一套新的處理技術(shù)。

當(dāng)今社會(huì)大力提倡人與自然和諧發(fā)展，因此道路軟基處理方案的選擇不僅要考慮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，還要著重考慮環(huán)境指標(biāo)。而且軟基處理方案選擇涉及到很多影響因素，應(yīng)該是一個(gè)定性加定量分析的過程。但是現(xiàn)今工程技術(shù)人員在處理方案各影響因素的考慮上，往往存在著較強(qiáng)的主觀性。對(duì)多方案比較時(shí)往往只是進(jìn)行簡單的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境比較，基本都是是定性分析，定量分析幾乎沒有涉及。工程技術(shù)人員對(duì)軟基處理方案的選擇，還處于通過經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行決策的階段。

因此，展望未來，我們應(yīng)該在道路工程軟基處理方法日新月異的同時(shí)也需要逐步形成一個(gè)較為系統(tǒng)的、科學(xué)的理論來指導(dǎo)處理方案的選擇，這樣才能使先進(jìn)的理論更好的為實(shí)際道路工程建設(shè)進(jìn)行服務(wù)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]龔曉南.地基處理技術(shù)及其發(fā)展[J].土木工程學(xué)報(bào)，1997，30（6）：3-11.

[2]鄭俊杰.地基處理技術(shù)（第二版）[M].華中科技大學(xué)出版社，2009.

[3]鄭剛，等.地基處理技術(shù)發(fā)展綜述[J].土木工程學(xué)報(bào)，2012，45（2）：127-146.

[4]黃瑞章.道路工程軟土地基處理方案選擇研究[D].福建：福建農(nóng)林大學(xué)，2013.

[責(zé)任編輯：王楠]