浅谈软土地基的治理措施

赵　卓

摘要：软土地基下沉的一个主要原因是软土地基的沉降，包括瞬时沉降、固结沉降和次固结沉降三部分，文章结合具体工程实践，针对不同的原因采用不同的地基处理技术，明显的提高了复合地基的承载力，取得了令人满意的效果。

关键词：软土地基；加固处理；岩土体

中图分类号：U456文献标识码：A文章编号：1009-2374（2009）05-0147-02

在强度低，压缩性高的地基上修筑路基，往往会发生路基失稳或过量沉陷，导致公路破坏或不能正常使用的情况，这种软弱土层，就是软土地基。

地基中常见的软土，一般是指处于软朔或者流朔状态下的粘性土，其特点是天然含水量大、孔隙比大、压缩系数高、强度低，并具有蠕变性、触变性等特殊的工程地质性质，工程地质条件较差，这种土质如在施工中出现在路基填土或桥涵构造物基础中，最佳含水量不易把握，极难达到规定的压实度值，满足不了相应的密实度要求，在通车后，往往会发生路基失稳或过量沉陷。其危害性显而易见，故禁止采用。

一、软土地基处理方法

根据沉降标准，按我国现行的有关规定，除要确保新填筑路基的密实度以减少沉降外，包括原地面的地基总沉降必须达到基本稳定，沉降量大致达到总沉降量的80%以上时，才容许铺路面。软土地基沉降严重时，不仅增加填方数量，而且沉降或水平位移对临近填土的桥台、挡土墙、涵洞，甚至对附近的住宅、农田以及路线的技术标准都会产生很大的影响，因此应做好深入细致的工程地质勘探工作，充分研究已有地质资料，采取调绘、钻探、原位测试及物探等综合勘测手段。查明路段所处的地形、地质、水文、气候、径流条件等自然环境条件和路基排水条件，明确松软土层的成因、类型、分布范围及其在路线通过地带分布的具体情况，确定软土层在纵向、横向的分布厚度、层次、各层土的土质及物理力学性质。根据地基土的工程特性，选用适当的处理措施。本人经过长期的实践，对在公路中形成了多种形式的软土地基处理方法，进行总结归纳，具体如下：

1．置换法。由于深层密实法中的几种方法都有加入高抗剪强度的材料，置换软土中部分成分的加固机理，与原有的土体共同组成复合地基，达到加固地基的目的，因此深层密实法有时也称为置换法。

2．排水固结法。在软土地基上加压并配合内部排水，加速软土地基的排水，加快软土固结的处理方法称为排水固结法。适用于处理各类淤泥、淤泥质粘土及冲填等饱和粘性土地基。软土地基在附加荷载的作用下，逐渐排出孔隙水，使孔隙比减小，产生固结变形。在这个过程中，随着土体超静孔隙水压力的逐渐扩散，土的有效应力增加，并使沉降提前完成或提高沉降速度。主要加固方法：堆载预压法、砂井法、袋装砂井、真空预压法、电渗排水法、降低地下水位法、塑料排水板法。

3．换填垫层法。当软弱土层厚度不很大时，可将路基面以下处理范围内的软弱土层部分或全部挖除，然后换填强度较大的土或其它稳定性能好、无侵蚀性的材料（通常是渗水性好的中粗砂）称为换填或垫层法。此法处理的经济实用高度为2～3m，如果软弱土层厚度过大，则采用换填法会增加弃方与取土方量而增大工程成本。通过换填具有较高抗剪强度的地基土，从而达到增强地基承载力的目的，满足构筑物对地基的要求。主要加固方法：换填、抛石挤淤、垫层、强夯挤淤。垫层法根据材料的不同可分为砂（砾石）垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土（灰土、二灰）垫层。代表方法有砂垫层法及换填法。

4．化学加固法。通过在软土地基中加入水泥或其它化学材料，进行软土地基处理的方法称为化学加固法。适用于处理砂土、粉土、淤泥质粘土、粉质粘土、粘土和一般人工填土，也可以在处理裂隙岩体及已有构筑物地基加强中。水泥或其它化学材料注入土体后，与土体发生化学反应，吸收和挤出土中部分水与空气形成具有较高承载力的复合地基。主要加固方法：硅化法、粉喷桩、旋喷桩、注浆、水泥土搅拌法。

5．深层密实法。采用爆破、夯击、挤压和振动及加入抗剪强度高的材料等方法，对地基深层的软弱土体进行振密和挤密的地基加固方法称为深层密实法。适用于软土厚度>3m的中厚软土的加固，分布面积广的软基加固处理，其加固深度可达到30m。通过振动、挤压使地基中土体密实、固结，并利用加入的具有高抗剪强度的桩体材料置换部分软弱土体中的三相（气相、液相与固相）部分，形成复合地基，达到提高抗剪强度的目的。主要加固方法：强夯法、土（或灰土、粉煤灰加石灰）桩法、砂桩法、爆破法、碎石桩法（振冲置换法）、石灰桩法、水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩法）、粉喷桩法、旋喷桩法。代表方法有碎石桩法、强夯法、水泥粉煤灰碎石桩法、粉喷桩法。

6．其它加固方法。除了上述软土路基处理方法外，比较常用的还有桩基、沉井、侧向约束法、反压护道法。桩基与沉井常用于在软土地基中建设重要构筑物（桥梁、大型涵洞等）的基础中，根据软弱土层的厚度其下承层土质情况，桩基设计可分为柱桩与摩擦桩两种。常用的桩基有钻孔桩、挖孔桩、管桩、木桩。

反压护道法：当软土和沼泽较厚，路堤高度不超过极限高度的2倍时，路堤两侧填筑适当厚度和宽度的护道，在护道附加荷载的作用下，保持地基的平衡，增加抗滑力矩，防止路堤的滑动破坏。施工时，护道尽量与路堤同时填筑，且压实度要达到90%以上。它的特点是施工工艺简单、费用较低，但施工用地增大。

侧向约束与反压护道的加固机理均是限制软弱土体向旁挤出，以增加路堤的抗剪能力。侧向约束法适合软土层厚度较小，软土体面积较大的软土地基的加固。反压护道法适合软土体分布面狭窄而软土体厚度较大的软土地基的处理。

二、我国现阶段高速公路软土地基处理中存在的问题

综上所述，目前公路软土地基处理的研究已经达到了相当的水平和规模，但仍存在着一些不容忽视的问题：

1．公路软基处理的设计与施工中，智能化水平不够；

2．地基加固新技术的研究还不够；

3．地基处理效果的检测技术有待进一步发展：任何一种先进的设计理论和施工方法都有待于质量检验来保证，传统的方法往往费工费时且价格昂贵，虽然有关规范给出了质量检验方法，但在实际工作中予以实施的实例很少；

4．地基处理方案的决策分析研究不够，目前的方案选择基本上停留在人为凭经验选取阶段。

结合当前公路软基处理研究的现状，应加强研究以下方面：

1．应加强地基加固新技术的研究；

2．加强地基处理方案的决策分析研究，使目前人为定性决策方法数值化、科学化和智能化；

3．继续深入开展软土地基沉降计算方法的研究，这是公路软基处理研究的核心问题之一，特别是开展数值计算方法的实用研究；

4．继续深入地研究公路软土的基本特性，这方面的研究应从工程的角度出发，着重研究对工程有严重影响的特性指标，进而研究不同地区、不同地段软土的差异，为其沉陷计算，处理方法选择提供依据；

5．加强公路软基处理的系统化研究，近年来，大量出现的实例研究为系统性的理论研究提供了基础。应着手对这些实例研究资料进行系统化的研究，这对软土的工程评价，处理方法的选择等都具有重要的理论和实践意义。

三、结语

岩土体作为自然历史产物，具有明显的地域特征，地基条件又千差万别，因此根据相邻建筑物或相邻地域的地质资料来设计，一小点差异就可能给工程造成巨大的经济损失，这样的例子很多，应引起足够的重视，所以我们必须应采用信息法施工，及时调整设计参数和工艺，避免了施工期间可能引起的附加沉降，体现了当今勘察、设计、施工、监测为一体的全过程综合岩土工程实践理念。