摘要：本文以廣東省廉江市某新修城市主干道為例，介紹了靜力排水固結(jié)法在軟土路基中的應(yīng)用及加固效果。

一、前言

廣東省廉江市城區(qū)，地基有相當(dāng)一部分區(qū)域為軟土地基，地基含水率高，高壓縮性，承載力差。

本文介紹排水固結(jié)處理加固軟土路基。

二、排水固結(jié)處理軟土地基的概念，作用和適用范圍

1、概念

該法是對天然地基或先在地基中設(shè)置砂井等豎向排水體，然后利用建筑物本身所承受重力分級逐漸加載，或是在建筑物建造以前，在場地先行加載預(yù)壓，使土體中的孔隙水排出，逐漸固結(jié)，地基發(fā)生沉降，同時強度逐步提高的方法。

它由加壓系統(tǒng)和排水系統(tǒng)兩個主要部分組成，常用的排水和加壓方法如圖一所示。加壓系統(tǒng)是為地基提供必要的固結(jié)壓力而設(shè)置的，它使地基土層因產(chǎn)生附加壓力而發(fā)生排水固結(jié)。設(shè)置排水系統(tǒng)則是為了改善地基原有的天然排水系統(tǒng)的邊界條件，增加孔隙水排出路徑，縮短排水距離，從而加速地基土的排水固結(jié)進程。如果沒有加壓系統(tǒng)，排水固結(jié)就沒有動力，即不能形成超靜水壓力，即使有良好的排水系統(tǒng)，孔隙水仍然難以排出，也就談不上土層的固結(jié)。反之，若沒有排水系統(tǒng)，土層排水路徑少，排水距離長，即使有加壓系統(tǒng)，孔隙水排出速度仍很慢，預(yù)壓期間難以完成設(shè)計要求的固結(jié)沉降量，地基強度也就難以及時提高，進一步的加載也就無法順利進行。因此加壓和排水系統(tǒng)是相輔相成的。

在地基中設(shè)置豎向排水體，早期常用的是砂井，它是先在地基中成孔，然后灌以砂使之密實而形成的。由塑料芯板和濾膜外套組成的塑料排水板在工程上的應(yīng)用也在日益增加，有取代砂井之趨勢。塑料排水板可在工廠制作，運輸方便，在沒有砂料的地區(qū)尤為合適。工程上廣泛使用的，行之有效的增加固結(jié)壓力的傳統(tǒng)方法是堆載法，此外還有真空法、降低地下水位法、電滲法和聯(lián)合法等。采用后面這些方法不會像堆載法那樣可能引起地基土的剪切破壞，所以比較安全，但操作技術(shù)比較復(fù)雜。

2、作用與適用范圍

排水固結(jié)處理的主要作用表現(xiàn)在兩方面。

（1）降低壓縮性。通過排水固結(jié)處理，可使地基沉降在加載期間大部分或基本完成，從而大大減小建筑物建成后的沉降和差異沉降。

（2）提高強度。排水固結(jié)加速了地基抗剪強度的增長，從而提高了地基的承載力和穩(wěn)定性。

排水固結(jié)處理適用于淤泥質(zhì)土、淤泥和沖填土等飽和黏性土地基。

目前在地基處理工程中廣泛應(yīng)用、行之有效的方法是堆載預(yù)壓，特別是砂井堆載預(yù)壓法。對沉降要求嚴(yán)格的建筑物、冷藏倉庫、機場跑道等，常用該法。待預(yù)壓期間的沉降達到設(shè)計要求后，移去預(yù)壓荷載再開始建筑施工。對于以加速地基土排水固結(jié)、縮短工期為目的的工程，如土壩、路堤、海港碼頭等填方工程，則不需要額外的預(yù)壓材料，直接利用填方本身的所承受的重力分級加載壓密，工程費用低。對于油罐地基，則可利用油罐充分預(yù)壓這一特殊方式分級加載處理。

此外真空預(yù)壓、降水預(yù)壓、電滲法等也因各自不同的特點，在各類工程中獲得應(yīng)用。應(yīng)當(dāng)指出的是，排水固結(jié)法還可與其他類地基處理方法聯(lián)合使用，不同的排水固結(jié)方法亦可聯(lián)合使用。

三、工程實例

（一）背景資料

1、場地情況

該城市新修主干道，長約3km，大部分路基為軟土地基，工程地層特征見表一：地層特征表

2、軟基處理要求

（l）按施工后變形要求進行控制：使用期內(nèi)，最大工后沉降≤300mm，差異沉降≤0.3%。

（2）處理后地基承載力滿足以下要求：fak≥120kPa。

（3）造價要求：在合理工期內(nèi)，滿足處理后場地變形要求條件下，達到最優(yōu)性價比。

3、設(shè)計要求

（1）砂墊層厚度為1.0m，采用中粗砂，平均含泥量<5%，最大含泥量<8%。

（2）排水板間距1.2m，正方形布置，打設(shè)至軟土下臥層0.5m。

（3）分2～3級（根據(jù)穩(wěn)定情況）堆載至設(shè)計標(biāo)高。

（4）滿載時間為80d。

（5）卸載標(biāo)準(zhǔn)：①滿載時間超過80d；②根據(jù)沉降分析的固結(jié)度>80%；③工后沉降<30cm。

當(dāng)下臥淤泥層層厚大于3m時，僅用堆載預(yù)壓處理，固結(jié)時間非常長，該條件下需采用塑料插板加快排水固結(jié)。預(yù)壓荷載的大小根據(jù)地基土的固結(jié)特性和預(yù)定時間內(nèi)所要求達到的固結(jié)度確定，并使預(yù)壓荷載下受壓土層各點的有效豎向壓力大于或等于使用荷載所引起的相應(yīng)點附加應(yīng)力。

（二）、施工方法與技術(shù)措施

1.水平排水體系

本區(qū)段處理的是部分道路，其寬度較小，不須設(shè)置盲溝；直接采用砂墊層與集降水井排水，利用砂墊層將水匯集至集降水井再抽排水，此外該種水井起到一定的降水作用。

（1）秒墊層：厚度1.0m，采用中粗砂或瓜米石，平均含泥量<5%，最大含泥量<8%。

（2）集降水井沿道路內(nèi)側(cè)縱向每隔設(shè)定距離設(shè)置1口集降水井，在施工及交工前期間，使用自動控制式潛水泵抽排井內(nèi)地下水；施工期間須對集降水井加以維護及保護。有關(guān)要求：①砂墊層底面需形成一定坡度以利匯集水流至集水井，集水井須與砂墊層盲溝連通良好，平面位置誤差≤5cm；②水井的孔口須超出孔口位置最高填土面的高度40～60cm之間，周邊用碎石等濾水材料圍裹；③平面位置誤差≤5cm；④井底標(biāo)高誤差≤20cm；⑤整個施工及交工前期間及時抽水，集降水井水深不宜超過lOOcm；記錄抽水時間和井水變化。

2.豎向排水體系

插設(shè)塑料排水板，排水板間距1- 2m，正方形布置，插設(shè)至軟土下臥層不少于0.5m，平均約12.0m；塑料板上端高出砂墊層20cm（在填土前，高出部分需沿水平向擺放埋入砂墊層中）。

塑料排水板應(yīng)有足夠的抗拉強度，溝槽表面平滑，尺寸準(zhǔn)確，能保持一定的過水面積，抗老化能力在2年以上，并且耐酸堿性抗腐蝕性。塑料排水板質(zhì)量、品格要求應(yīng)依據(jù)有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)插板深度不同選用，其性能應(yīng)不低于表二中所列。

插板施工技術(shù)有以下幾項要求。

（l）排水板插設(shè)布點須按行、按排編號進行插入記錄；布點偏差小于50mm。

（2）插板垂直偏差不超過插板長度的1.5%。

（3）入孔插板必須完整無損。

（4）插板不能有回帶現(xiàn)象，若有回帶，則在附近150mm內(nèi)補插。

（5）插板施工時，插板機應(yīng)配有長度記錄裝置，記錄每根插板的長度、孔深等。

3.土層填筑與卸載

（l）采用礫質(zhì)黏性土或土夾石（山皮土）或吹砂或其他滿足路基填筑要求的填料，填土底面要向集降水井與鄰近排水溝形成一定的傾斜的坡度（1%～3%）。

（2）預(yù)壓土設(shè)計：預(yù)壓土邊坡為1：2，預(yù)壓土可采用土、砂等材料，可不作碾壓，但必須有必要的防護措施，避免水土流失。

（3）路基填筑時應(yīng)根據(jù)填土土料及地層等情況分多級填筑（2～3級），并控制填筑速率，豎向沉降增長率<15mm/d，穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為連續(xù)l0d沉降量小于0.5mm/d；滿載后恒載天數(shù)不少于80d。

（4）卸載：根據(jù)檢測與監(jiān)測資料分析地基處理效果，作為卸載依據(jù)。卸載時超載的預(yù)壓土可作填筑材料填人相鄰地段，就地平衡。

（5）道路區(qū)處理區(qū)交工面以下土層壓實度不小于90%。

（三）總結(jié)施工流程

四、結(jié)束語

該城市主干道驗收并通車已一年多，情況良好。

參考文獻：

[1]建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范DBJ15-31-03

[2]公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范JTGD63-07

作者簡介：

李輝軍，男，1979年生，廣東省廉江市建筑工程總公司市政路橋施工工程師，研究方向為市政路橋施工及管理。