牟 丹

（山西省交通科學研究院，山西 太原 030006）

公路是帶狀的結(jié)構(gòu)物，跨越的空間距離大，受地理條件限制，許多路基不可避免的修筑在不良地質(zhì)地段上，特別是軟土地基。軟土在中國分布十分廣泛,其中沿海地區(qū)、長江、珠江三角洲等濱海和湖沼地帶尤為普遍。

1 概述

軟土是指天然含水量高、壓縮性大、滲透性差、靈敏度高、強度低、土層厚度不均的一種軟塑到流塑狀態(tài)的黏性土，在其上修建高速公路會遇到不穩(wěn)定、沉降過大及不均勻沉降等問題,過大的沉降會加速路面結(jié)構(gòu)的整體破壞,因此必須進行有效的地基處理才能滿足高速公路在使用年限內(nèi)的正常運營。

2 處理方法

2.1 強夯法

強夯法設(shè)備簡單，適用范圍廣泛，可用于加固各類填土、濕陷性黃土、砂土、一般黏性土、軟土、工業(yè)和生活垃圾等地基，特別對于非飽和土加固效果顯著。

2.2 墊層法和拋石擠淤

墊層法屬于軟土地基淺層處理方法，包括換土墊層法、換土加筋墊層法及加筋碎石墊層法。將軟土開挖到一定深度，回填抗剪強度較高、壓縮性較小的巖土材料墊層，形成雙層地基。墊層能有效的擴散基底應(yīng)力，提高地基承載力，見效沉降。

墊層法適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土等軟弱地基的淺層處理，不適用于墊層下地基持力層壓縮模量低于2.5 MPa的地基。

拋石擠淤僅適用極軟塑、流塑的軟土。拋石擠淤實質(zhì)上是使土基產(chǎn)生整體剪切滑移破壞而達到置換軟土的目的。為了在擠淤中土基產(chǎn)生整體破壞時，不致使路堤的整體性受到大的影響，通常的做法是在路堤底、地表上鋪設(shè)網(wǎng)狀土工織物如格柵材料或土工布，使之形成一個柔性筏基。為達到排水及隔離的作用，網(wǎng)狀材料或土工布都鋪在砂或砂礫墊層下。

2.3 加筋法

土工格柵具有較高的抗拉強度，將其埋設(shè)于路堤底部可以改善路基土體的整體受力條件，提高路堤和路基的整體穩(wěn)定性，減少路基和路堤的側(cè)向變形量和豎向沉降量，這樣可加快路堤的填筑速度,縮短施工工期；在軟基上使用土工格柵，可以使上部荷載傳遞能得到有效地調(diào)整，減少路堤不均勻沉降對路面結(jié)構(gòu)造成的不良影響。

2.4 排水固結(jié)法

排水固結(jié)法的排水系統(tǒng)是由水平排水砂墊層和豎向排水體（常用袋裝砂井和塑料排水板）構(gòu)成的，主要起到改變地基原有排水邊界條件、縮短地基孔隙水的排水距離、加快軟土地基的固結(jié)過程。

堆載預(yù)壓和真空預(yù)壓都是通過減小孔隙水壓力而使土的有效應(yīng)力增加，可以有效的加固軟土地基，工后沉降問題基本得到解決。

采用排水固結(jié)法處理軟基必須有不小于6個月的填土預(yù)壓期，以達到嚴格控制工后沉降的目的。

2.5 復(fù)合地基法

2.5.1 粒料樁

粒料樁法就是利用一個產(chǎn)生水平向振動的管狀設(shè)備，以高壓水流邊振邊沖在軟弱黏性土基中成孔，在孔內(nèi)分批填入砂袋或碎石加以振密成樁，與周圍黏性土形成復(fù)合地基的加固方法。

設(shè)置粒料樁后樁體與樁間土形成復(fù)合地基，粒料樁對地基土起置換作用、豎向排水體作用及應(yīng)力集中作用，但不考慮它對地基土的擠密作用。粒料樁處理軟基加固期短，可以采用快速連續(xù)加載方法施工，對縮短工期比較有利。

2.5.2 加固土樁

加固土樁是用機械將軟土地基的局部范圍內(nèi)軟土用加固材料改良加固與樁間軟土形成符合地基。改良后的加固圖樁只考慮樁的只畫能作用、應(yīng)力集中效應(yīng)，進而減少總沉降，但不考慮加固土樁的排水固結(jié)和對地基的擠密作用。

水泥攪拌樁、粉噴樁和旋噴樁是利用水泥、石灰等粉體材料作固化劑，通過特殊的攪拌就地將軟土和固化劑強制攪拌，利用固化劑和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理化學反應(yīng)，使軟土固化成具有整體性、水硬性和一定強度的柱體而組成復(fù)合地基，以提高地基承載力、減小地基沉降量。這類加固方法施工速度快，但費用較高，排水固結(jié)時間短，工后沉降較小，一般處理軟基深度不大于16 m，適用于處理正常固結(jié)的淤泥、淤泥質(zhì)土、飽和黏性土地基，其中旋噴樁特別適宜在施工范圍狹窄、凈空低、上部土質(zhì)較硬而下部軟弱的場地。

水泥粉煤灰碎石樁（CFG）樁是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高黏結(jié)強度樁，和樁間土、褥墊層一起形成復(fù)合地基，可將承受的荷載向較深的土層中傳遞并相應(yīng)減少了樁間土承擔的荷載，提高了地基強度并減少地基沉降。CFG樁適用于處理軟弱黏性土、粉土、砂土和已自重骨節(jié)的素填土地基，具有沉降小、穩(wěn)定性好、工期快的優(yōu)點。

3 方案選擇

目前軟土地基的處理方法較多，到底選用哪種或哪幾種方法進行處理，必須根據(jù)建設(shè)場地的基礎(chǔ)情況和其他方面的制約和影響的因素綜合研究考慮并通過試驗取得可靠的成果資料后再最后確定經(jīng)濟合理，并確保安全可靠的處理方案。

3.1 淺層軟基處理

當泥沼及軟土厚度小于2.0 m時可換填軟基，分層回填碾壓加固，并結(jié)合加筋法進行處理。

拋石擠淤一般用于當泥沼及軟土厚度小于3.0 m，且其軟層位于水下，更換土壤施工困難或基底直接落在含水量極高的淤泥上，稠度遠超過液限，呈流動狀態(tài)。一般地說，拋石是經(jīng)濟的，但技術(shù)上缺少把握，因此，當淤泥較厚時選用本法須慎重。

3.2 深層軟基處理

（1）對于地質(zhì)分層較為均勻，上部結(jié)構(gòu)較為密實，下部軟土已經(jīng)固結(jié)的地基，可以采用強夯處理。處理后地基沉降也比較均勻，地基差異小，能有滿足路基的穩(wěn)定性要求。這種軟基也可以采用其他方法處理如真空預(yù)壓、加固土樁進行處理。強夯加固的優(yōu)點是施工速度快、工序簡單、造價低，且可以解決淺層粉質(zhì)黏土的地震液化問題，缺點是下部軟土的長期沉降問題仍未得到解決，殘余沉降稍大。

真空預(yù)壓法對軟基深層加固效果顯著、費用小，沉降基本解決。缺點是工期較長，有施工工期要求的工程不宜采用該處理方法。加固土樁與軟土地基一起形成復(fù)合地基，提高了地基承載力、減小地基沉降量。這類加固方法施工速度快，效果較好，但費用較高。

（2）對于下部軟塑、流塑、淤泥等未固結(jié)的飽和軟黏土，建議采用排水固結(jié)法進行排水，加快軟土地基固結(jié)沉降。真空預(yù)壓和堆載預(yù)壓都是通過減小孔隙水壓力而使土的有效應(yīng)力增加，但二者的加固機理并不相同。真空預(yù)壓后，土中總應(yīng)力不變，抽真空過程中剪應(yīng)力不會增加，不會引起土體的剪切破壞，可以一次性加載。處理后地下水位降低，使相關(guān)土層產(chǎn)生排水固結(jié)。堆載預(yù)壓后，土中總應(yīng)力增加。加載過程中剪應(yīng)力增加，可能引起土體剪切破壞，需要控制加載速率，地下水位不發(fā)生變化。

根據(jù)實際工程比較，真空預(yù)壓比堆載預(yù)壓處理的加固效果明顯，地基沉降均勻，地基密實度大，且不需要大量的預(yù)壓材料，費用相對低廉。對于有預(yù)載要求的土基，可采用真空——堆載聯(lián)合預(yù)壓法，加固效果顯著。

3.3 聯(lián)合處理

根據(jù)工程實際情況，有時候可以將兩種或兩種以上地基處理方法聯(lián)合使用，這樣可以發(fā)揮各自的特點,能起到更好的加固效果，比如在使用CFG處理路在基底或處理面積較大時，可隔行布置一些砂樁，以便樁體間的軟土排水加快土體固結(jié)，增加土體的承載力，并設(shè)碎石墊層以加強整體性。

4 結(jié)束語

當前地基處理技術(shù)發(fā)展趨向于聯(lián)合，真空——堆載聯(lián)合預(yù)壓處理可加快地基固結(jié)；塑料排水板聯(lián)合碎石樁技術(shù)，既加快地基孔隙水排出，又提高了復(fù)合地基的承載力；粉噴樁聯(lián)合剛性樁復(fù)合技術(shù)，在粉噴裝打設(shè)過程中插入小型剛性樁，大大提高地基承載力和樁身質(zhì)量；長樁和短樁的結(jié)合，共同提高地基的承載力。事實上，任何一種地基處理方法都有其適用范圍和局限性，只有根據(jù)所加固工程的特性、地質(zhì)條件、環(huán)境情況和施工條件等因素，因地制宜的選擇一種或綜合運用幾種處理方法，才有可能達到最好的處理結(jié)果和最佳的經(jīng)濟效益。

[1]地基處理手冊編寫委員會.地基處理手冊·2·[M]北京：中國建筑工業(yè)出版社，2000.

[2]公路軟土地基路堤設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范.JTJ.017-96.

[3]從瑞江.真空預(yù)壓加固超大面積軟土地基[J].地基處理，1996[2].

[4]周先榮.CFG樁復(fù)合地基的設(shè)計、施工與檢測[J].巖土工程界，2002.第 5 卷，第 7 期.

[5]李燕杰，牛志民.碎石樁復(fù)合地基設(shè)計方法的探討[J].巖土工程技術(shù)，2006[1].

[6]劉景政等.地基處理與實例分析[M]北京：中國建筑工業(yè)出版社，1998.