周 寧

(中國市政工程華北設(shè)計研究總院，天津 300074)

1 軟土地基的危害

所謂軟土就是強度比較低、壓縮性比較高的軟弱土層，軟土按其沉積環(huán)境的不同，可分為海岸沉積、湖泊沉積、河灘沉積和沼澤沉積四種類型。軟土地基一般由軟土、泥炭、腐殖土、有機質(zhì)土組成，根據(jù)孔隙比及有機質(zhì)含量，并結(jié)合其它指標，可將軟土劃分為以下五種類型，分別是軟粘性土、淤泥質(zhì)土、淤泥、泥炭質(zhì)土及泥炭。我國各地不同成因的軟土都具有近于相同的共性：

(1)顏色以深色為主，粒度成分以顆粒為主，有機質(zhì)含量高。

(2)具有明顯的觸變性。軟弱土在未破壞時，具有固態(tài)特性，一經(jīng)擾動或破壞，即轉(zhuǎn)變?yōu)橄♂屃鲃訝顟B(tài)，以結(jié)構(gòu)性沉積物，尤其以海相黏土更為明顯，因此軟弱土具有較強的觸變性。

(3)軟土的滲透性比較小。由于軟弱土黏粒含量高，導(dǎo)致它的滲透性很弱，其滲透系數(shù)一般為i×10-8—i×10-6cm/s，在荷載作用下，排水固結(jié)緩慢、沉降時間長、強度不易提高，當(dāng)土中有機質(zhì)含量較大時，還可能會產(chǎn)生氣泡，堵塞排水通道，進一步降低滲透性。

(4)孔隙比大、天然含水量高;軟弱土的主要成分是黏粒和粉粒，其中包含有機質(zhì)。在不同的地質(zhì)環(huán)境中形成各種絮狀結(jié)構(gòu)。軟土天然含水率高于液限，具有以下的特性，分別是強度低、變形大等不良地質(zhì)特性。

(5)壓縮性較高。軟弱土孔隙比大，因此壓縮性高。同時又由于微生物的作用，軟弱土層中產(chǎn)生大量氣體，致使土層的壓縮性進一步增大，在自重和外荷載作用下長期得不到固結(jié)。

(6)抗剪強度低。由于軟弱土的天然含水率高、天然孔隙比大，因此軟弱土地基變形大、強度低。

2 常用處理方法

鑒于以上性質(zhì)，軟土地基具有以下特點：固結(jié)時間長，后期沉降量大;常呈軟塑-流塑狀態(tài)，在外部荷載作用下，抗剪性能差;靈敏度高，易受擾動。

在軟土上修建公路需要解決的兩個最重要的問題就是沉降和失穩(wěn)。它與整個工程的質(zhì)量及施工進度等都是息息相關(guān)的。常見的處理方法有樁基法、換填法、擠密法、排水固結(jié)法、化學(xué)固結(jié)法、土工織物法、加筋土處理法等。

(1)擠密法：擠密法是通過對地基壓實，提高強度和降低收縮性達到加固的目的，或者在地基中用錘擊、振沖、爆破等方法成孔，在孔中分別填入砂、碎石、灰土、生石灰等材料，壓實后形成直徑較大的樁體并與樁間擠密的土共同組成復(fù)合地基，提高地基強度。

(2)樁基法：當(dāng)軟土層較厚，難以大面積進行深處理時，可采用打樁的辦法進行加固處理。

(3)化學(xué)加固法：化學(xué)加固法就是利用化學(xué)溶液或膠結(jié)劑，采用噴射或灌注等措施通過填充土體空隙、離子交換、結(jié)硬反應(yīng)等，使土體與土粒膠結(jié)在一塊，達到加固土體的目的。

(4)換填法：當(dāng)軟土層厚度較簿時，可將地基軟弱層的全部或部分換成填強度較高、透水性好的材料，以提高地基承載力降低沉降量。在工期較緊、優(yōu)質(zhì)材料來源充足時是一種有效的方法?？煞譃橥谔罘?、拋石法、爆破法、墊層法等。

(5)排水固結(jié)法：根據(jù)固結(jié)理論在軟土中設(shè)置排水通道，通過加壓排水促使固結(jié)沉降，提高抗剪強度。常用的方法有砂墊層、碎石墊層、砂井、袋裝砂井、塑料排水板、降水預(yù)壓、真空預(yù)壓、加載預(yù)壓法等。該法對層厚大，均質(zhì)的粘土地質(zhì)最為有效。

(6)加筋土處理：軟土加筋土有著獨特的優(yōu)點和性能。在處治軟土地基中可以發(fā)揮作用。把加筋土結(jié)構(gòu)與其他處治軟土的方法恰當(dāng)?shù)亟Y(jié)合起來會取得更好的效果。在許多情況下，加筋土是避免深基礎(chǔ)處理的有效方法，節(jié)約了大量的工程費用，而且能夠保證路堤和結(jié)構(gòu)物之間沉降的連續(xù)性.常用的加筋土處理方法為：直接填筑法、分階段施工法、加筋土與換土相結(jié)合，加筋土與豎向排水相結(jié)合、加筋土與石柱相結(jié)合、輕質(zhì)材料加筋土等。

(7)土工織物：土工織物是加固軟土路基和治理基層病害常用的一種土工材料，在軟土路基或路堤內(nèi)，鋪設(shè)一層能夠承受一定拉力的塑料膜、化纖無紡布、樹脂網(wǎng)、各種格柵、筋條等，其特點是抗拉強度大，抗斷裂和沖擊性能好，可以增強路堤強度，防止坍滑和側(cè)向位移，井能沿縱橫方向傳遞荷載，改變軟土地基受力狀態(tài)，使應(yīng)力分布均勻，增強了路基穩(wěn)定性，降低了路基沉降量。

3 工程實例

3.1 概況。某工程為新建一級公路，設(shè)計時速60km/h，位于遼寧省沿海地區(qū)，沿線所經(jīng)地貌按成因可分為沖洪積平原、海積階地和潮間帶等，不良土層有：②層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、③層粉質(zhì)粘土及⑤層粉砂、⑩層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土為軟弱土。部分路段通過鹽田。

3.2 處理方法。本工程采用換填法中的拋石法處理軟弱土層。拋石擠淤是一種強制換土工藝，通過在軟土中拋入較大片石，使片石、塊石強行擠出軟粘土，占有其位置，以此來提高承載力，減少沉降，提高土體穩(wěn)定性，從而達到地基加固的目的。適用于常年積水的洼地，排水困難、泥炭呈流動狀態(tài)、厚度較薄、表層無硬殼、片石能沉達底部的泥沼或厚度為3～4m的軟土;在特別軟的地面上施工由于機械無法進入或是表面存在大量積水無法排出的路段。

施工過程中首先拋填開山石擠淤，預(yù)拋至施工水位以上2米(考慮2米夯沉量)，開山石拋填順序由中心向兩邊，由小里程到大里程。再填50cm開山石碴填隙碾壓、強夯，強夯前首先用重型推土機進行頂面整平排壓。兩側(cè)各設(shè)2.0m寬護坡道，其上繼續(xù)分層回填開山石碴碾壓密實至路床頂面，再施做路面結(jié)構(gòu)。開山石碴直徑要求在0.5～15cm。護坡道及防護高程3.7m以下邊坡采用M7.5水泥砂漿砌片石護坡防護，厚0.5m。

然后對路基強夯時，共進行3遍夯擊(兩遍點夯，一遍滿夯)，第一遍點夯，夯點間距為6米，夯擊能2000kN·m;然后進行第二遍點夯，夯點為第一遍點夯中央，夯點間距為6米，夯擊能2000kN·m;第三遍進行滿夯，夯擊能為1000kN·m，夯印搭接四分之一，以控制最后兩擊平均夯沉量≤5cm作為停夯標準。三遍夯擊完成后，整平夯坑，夯沉的部分分層填筑碾壓開山石碴。

4 小結(jié)

軟土地基處理對公路建設(shè)周期、造價及營運質(zhì)量與安全均具有舉足輕重的影響，應(yīng)給予高度重視。本文中的新建一級公路項目，因其所在區(qū)域正進行場地整治，有大量開山石，故選用換填法處理較為合理。在施工階段應(yīng)制定合理的施工組織計劃，為保證質(zhì)量和工期創(chuàng)造有利條件。