软土地基处理方法

[摘要]由于广东省的地形地貌等自然条件的差异，在省内修建公路，随处都可能遇到软土地基。目前，处理软土地基的方法有多种多样，本文结合广东某三桥引道工程和公路扩建改造工程的软基处理方法及其效果进行分析，以供同行参考。
关键词软土地基处理
1软土地基的成因及其危害性
软土地基指由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其它高压缩性土层构成的地基。而软土是由天然含水量大、压缩性高、承载能力低的淤泥沉积物及少量腐殖质所组成的土，主要有淤泥、淤泥质土和泥炭等。软土地基有极大的危害性，它可造成构造物不同程度的破坏，严重者不但影响使用，甚至造成建筑物的彻底报废。
2软土地基对公路的危害
公路是一条带状的、承受动静两种荷载的特殊人工建筑物，由于它分布较广、使用要求较高，因而对地基提出了较高的要求。同时公路不可避免地要经过大量的软土地质地区，尤其在广东省，对软基处理不当，将会使路基沉降过大，导致路堤失稳、路面开裂；桥台与路基的沉降不均匀而出现桥头错台，产生跳车现象；公路的中心沉降过大引起涵管弯曲和路基路面横坡变小等问题，严重者甚至彻底破坏。因此，从高标准、高质量的使用要求出发，合理、可行地处理好软土地基，已成为公路建设必不可少的一个环节。
3软土地基的处理方法
软土地基具有极大的破坏性，虽然在对其认定上尚无完全一致的结论，但从广义上讲，只要外在荷载加在土基上有可能出现有害的过大的变形和强度不够等问题时，我们都应该视为软基而认真对待，并进行必要的处理。
砂垫层法
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1.1砂垫层的适用范围

当路堤高度小于极限高度的2倍以内，软土层不厚或虽厚但有良好排水条件，且砂源丰富、工期不紧时，在软土层顶面铺设排水砂层，以增加排水面，使软土路基在填土荷载作用下加速排水固结，提高其强度，满足稳定性的要求。排水砂层对于基底应力的分布和沉降量的大小无显著的影响，但可以加速沉降的发展，缩短固结过程。
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1.2砂垫层的施工要点

当在砂垫层上填筑路基时，路堤填筑速度应合理安排，使加荷的速率与地基承载力增加的速率相适应，以保证地基地在路堤填筑过程中不发生破坏。通常可以利用埋设在路堤中线的地面沉降板以及布置在路堤坡脚的位移边桩进行施工观测，随时掌握地基在路堤填筑过程中的变形情况和发展趋势，借以判断地基是否稳定，控制填土的速度。根据经验，一般情况下水平位移每天不超过1cm，垂直位移每天不超过

1.5cm，地基便可保持稳定。

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1.3工程实例

省道某线公路扩建改造工程，位于某镇境内的k50+100～k50+800路段，地质勘察反映为饱水软塑土，地下水位较高。由于该路段临近北江边，砂源十分丰富，为提高该段路基的承载

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强度和稳定性，决定在该段软基面上铺设1.5～2m厚的砂垫层后再填筑路堤。设置砂垫层后，由于该路段增加了排水面，使路堤在较短时间内提高了地基承载力和稳定性，效果十分明显。

3.2置换填土法

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2.1置换填土法的适用范围

在泥沼地带及软土厚度小于3m，路堤高度小于5m时 ，一般采用置换填土法处理。首先将泥沼、软土全部或部分挖除，并采用透水性好的材料进行分层填筑。常用砂、砂砾、卵石、片石等透水性材料填筑至地表水以上后再填筑路堤适用土。
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2.2工程实例

广东某三桥北引道沿线所经多为洼地和鱼塘等软基地质。由于临近北江，砂资源十分丰富，因此采用了置换填土法处理了近3公里的软土地基。经过完工后通车较长期的实地观测，采用置换填土法处理的软基路段发生的工后沉降十分微小，效果十分显著。

3.3抛石挤淤法

淤泥厚度小于3m，表层无硬壳，呈流动状态，排水困难，石块易于取得的条件下可采用挤淤法。挤淤施工用料采用不易风化石料，片石大小随泥炭稠度而定。对于易流动的泥炭或淤泥，片石宜稍小些，但不宜小于30cm，小于30cm粒径含量不得超过20%。抛投的顺序沿路中线向前抛填，再渐次向两侧扩展，以使淤泥向两旁挤出。当软土或泥沼底面有较大横坡时，抛石应从高的一侧向低的一侧展开，并在低的一侧多抛一些，使低侧边部形成约有2m宽的平台顶面。当片石高出软土面后，应用较小石块填塞垫平，用重型机械反复碾压，以使填石紧密，然后在其上铺设反滤层，再行填土。本方法在省道S253延伸线工程上得到大面积的施工应用，效果也很好。

3.4袋装砂井法

3.4.1袋装砂井的适用范围和优越性

袋装砂井是事先把砂装入长条形、透水性好的编织袋内，然后用专门的机具设备打入软土地基内代替普通大直径砂井。袋装砂井既有大直径砂井的作用，又可以保证砂井的连续性，避免缩径现象。此外，由于袋装砂井的直径小，材料消耗小，工程造价低，施工速度快，设备轻型，更适应在软弱的地基上施工。当泥沼或软土层厚度超过5m，且路堤高度的自重静压超过天然地基承载力很多时，常采用袋装砂井法。其作用是通过袋装砂井将泥沼或软土层内部水排出，且可将软土层挤压密实，提高承载力。特别是当地基土水平位移大时，袋装砂井更具有优越性。

3.4.2袋装砂井的施工要点

施工时，袋装砂井可呈矩形、梅花形平面布置，井径应是根据所承担的排水量和施工工艺要求决定，一般采用7~12cm的直径，井距1~2m，相当于井径比1~30，砂垫层厚度为40~50cm。

3.4.3工程实例

省道某线公路扩建改造工程，由于地质勘察显示沿线地质多为软塑土层，且土层厚度＞5m。设计采用了袋装砂井处理软基，全线共施工了约40万米的袋装砂井。其中k60+420～k60+640路段，采用袋装砂井处理软基后填土高达9m以上，根据实地观测，该路段的工后沉降最大值15 cm，最小值5 cm，处理效果良好。

3.5土工格栅复合砂垫层法

3.5.1土工格栅

土工格栅是一种新研制的高强度的土工合成材料，成本低，品种多，质量轻，整体连续性好，抗拉强度大，延伸率低。具有耐酸、耐碱、耐腐蚀、抗老化等耐久性能，设计寿命可达50年以上，是很好的工程材料。

3.5.2土工格栅复合砂垫层的作用

土工格栅复合砂砾垫层有以下几个作用：一是土工格栅与砂颗粒之间通过摩擦和“锁定”咬合作用及砂颗粒对土工格栅肋的被动阻力限制了土体的侧向滑动变形，增强了土体的抗剪强度和抗弯刚度，提高了地基的承载力；二是土工格栅与砂砾颗粒之间的作用产生应力效应，在上部荷载作用下，土工格栅的张力产生的拉力承担了部分土体的竖向应力和水平应力，并将荷载应力较均匀地扩散分布到较大的基底范围内，减小了应力的过分集中而造成新填路基的土体坍滑变形，增强了新旧土体的整体性，降低了新填路基地基的不均匀沉降；三是复合砂垫层具有良好的渗水性，在上部荷载作用下，有利于地基孔隙水压力的消散，有效地使软土地基排水固结。

3.5.3土工格栅砂垫层的优越性

土工格栅复合砂砾垫层能很好地处理软弱地基地段新旧路基的不均匀沉降，克服了常规方法的不足和局限性，具有反滤、排水、隔离、补强等常规方法难于相比的应用优势。其应用一般不受时间、地理位置、地质条件、土质类别的限制，不管软土薄厚、软硬，不管其具备不具备常规处理方法的条件均可采用，达到软基整治的目的，应用极为灵活。应用程序简单，施工方便，不受施工机械控制，造价低、工期短、效果好，是一种很好的工程处理方法。
4结束语
除上述几种较常规的软土地基处理方法处，还有反压护道法、加固土桩法、碎石桩法、砂桩法、塑料排水板等。随着科学技术的日新月异和施工工艺的不断改进，今后还将会出现更多行之有效的软土地基处理方法。