淺談市政道路軟土地基處理方法

唐俊

（廣東省建科建筑設計院有限公司 廣東廣州 510000）

引言

軟土地基由于具有抗剪強度低、壓縮性大及變形穩(wěn)定所需時間長等特點，一般不能直接作為道路地基使用，需加固處理以減小道路路基在荷載作用下引起的沉降或不均勻沉降。路基沉降是導致路基變形、破壞的主要原因，因此對軟土地基處理恰當與否，不僅影響工程的投資，而且將直接影響道路的使用年限和工程質量。近年來，國內不少研究者都將目光聚集在軟土地基的處理工作上，相關研究成果也是非常豐富。在此背景下，筆者決定對軟土地基的特點及其處理方法做進一步探討。

1 軟土地基的主要特點

軟土地基是指壓縮層主要由淤泥、淤泥質土或其他高壓縮性土構成的地基。由于軟土地基形成的原因不一樣，其特性也各不相同，但從總體上來看，可將其總結為以下幾個方面：

（1）含水量較高，孔隙比大。一般含水量為35～80%，孔隙比為1～2。

（2）高壓縮性。

（3）透水性低。很多軟土透水系數為10-7～10-8cm/s，缺乏良好的內部滲水條件。

（4）抗剪強度低。

（5）軟土地基具有較強的觸變性。其結構強度會因為受到靜置歷時的作用而出現恢復或降低。

（6）不均勻性。軟土層中因夾粉細砂透鏡體在平面及垂直方向上呈明顯差異性，易產生道路地基的不均勻沉降。

2 軟土地基處理目的

在我國市政道路建設過程中，經常會遇到軟土地基，它們的存在常影響道路工程質量，往往是市政道路設計、施工的關鍵問題。總結起來主要有以下兩個方面：

（1）強度及穩(wěn)定性問題。當地基的抗剪強度不足以承受路基及路面?zhèn)鱽淼暮奢d時，地基可能會產生局部或整體剪切破壞，造成路堤失穩(wěn)、塌方，橋臺破壞。

（2）沉降變形問題。當地基在上部荷載作用下產生過大的不均勻沉降時，可能導致以下情況發(fā)生：①路面開裂破壞；②橋梁與路堤銜接處差異沉降，引起橋頭跳車；③涵身及通道凹陷、沉降縫拉寬而漏水；④路面橫坡變緩、積水。

軟土地基處理的目的是利用夯實、置換、排水固結、加筋和熱力學等方法對地基土進行加固，以改善地基土的剪切性、壓縮性、振動性和特殊地基的特性，使其能夠滿足市政道路的要求。顯然，對于交通量大、養(yǎng)護時間難的高等級道路，地基處理的恰當與否直接影響到工程質量、投資及工程進度等。因此，軟土地基處理對節(jié)約建設投資，保證車輛安全正常運營具有重要意義。

3 軟基處理常用方法分析

目前國內常采用的地基處理工藝有：換填法、預壓法、復合地基處理技術等。復合地基處理技術體系常采用豎向增強體和水平向加筋。其中豎向增強體主要為水泥粉噴樁（攪拌樁）、碎石樁、擠密砂樁、CFG樁（水泥粉煤灰碎石樁）等，水平向增強體主要為土工格柵、土工格室等。現將常用軟基處理方法分析如下：

3.1 換填法

換填法是將基礎地面以下一定范圍內的軟弱土層利用人工、機械或其它方法清除，然后以質地堅硬、性能穩(wěn)定、強度較高、具有抗侵蝕性的砂、卵石、碎石、煤渣、礦渣等材料分層回填，同時以人工或機械分層壓、夯、振動，使之達到設計的壓實度要求，成為良好的人工地基。

換填法適用于淺層地基處理，包括淤泥、淤泥質土、松散素填土、雜填土等地基處理。該法的優(yōu)點是直觀、高效，不留后患，施工不受工期限制。缺點是處理深度淺，其一般處理深度為0.5～3m。

3.2 預壓法

預壓法工藝可進一步細分為塑料排水板（袋裝砂井）+堆載預壓或超載預壓，真空堆（超）載聯合預壓法等。此種方法利用外荷載作用，提高軟土的排水固結，增強它的抗剪強度和能力。預壓地基適用于處理淤泥質土、淤泥、沖填土等飽和黏性土地基。預壓法中預壓時間通常在3～6個月。預壓法優(yōu)點是較為經濟，缺點是工期較長，僅適合于工期要求不高的工程。

3.3 水泥攪拌樁法

水泥攪拌樁法（水泥粉噴樁）是使用特制的攪拌機械，以水泥為固化劑，在土層中強行與軟土攪拌，使軟土硬結成水泥土樁（柱）體或連成地下樁排，使固化物和軟土攪拌均勻，從而產生一系列的物理或者化學反應，這樣就能夠使軟土強度大大高于天然強度，同時也大大降低了其壓縮性、滲水性。

該方法適宜于加固各種成因的飽和軟粘土，對提高軟土地基的承載能力，減少沉降量有良好的效果。所需施工工期短，工后沉降控制好，缺點是造價略高，而且當淤泥層中有機質含量較高時，樁體成樁質量較差。

3.4 CFG樁（水泥粉煤灰碎石樁）

CFG樁（Cement Fly-ash Gravel）意為水泥粉煤灰碎石樁，由碎石、石屑、砂、粉煤灰摻水泥加水拌和，用各種成樁機械制成的具有一定強度的可變強度樁。CFG樁是一種低強度混凝土樁，可充分利用樁間土承載力的共同作用，將荷載傳遞到深層地基中去，使用性能較好。

CFG樁適用于擠密松散砂土、黏性土、粉土、素填土及雜填土等地基，可以提高地基的承載力和降低其壓縮性，對于處理可液化地基也有良好的效果。CFG樁相對水泥攪拌樁而言其樁體強度較高，可達到較低等級的混凝土強度。CFG樁價格相對水泥攪拌樁而言較為昂貴，但由于其樁體強度較高，CFG樁減沉效果相對較好。

圖1 某工程CFG樁施工案例

3.5 預應力管樁

預應力管樁具有單樁承載力高、對樁端持力層起伏變化大的地質條件適應性強、施工速度快、工期短、成樁質量好等優(yōu)點。預應力混凝土管樁復合地基法是一種由高強度剛性樁與樁周軟土共同組成的地基，減沉效果明顯，但造價偏高。

3.6 土工格柵和土工格室

土工格柵和土工格室常單獨用于軟土地基處理或者作為褥墊層與上述提及豎向增強體聯合使用構成水平向－豎向增強體復合地基。土工格（柵）室復合地基褥墊層具有減少車輛動力荷載作用效應，均化地基應力分布，減少沉降和不均勻沉降的作用。該方法適合于各種軟土地基和各種高填土。

各種軟基處理工藝的優(yōu)缺點比較如表1所示。

表1 軟土地基處理工藝比較

4 結束語

市政道路施工過程中，經常遇到軟土地基處理的問題，一旦軟基處理不當，不但使得地基產生沉降或者變形，同時也影響著道路的安全及穩(wěn)定性。因此采用科學的處理方法，顯得尤為重要。然而各種軟基處理方法都有它的局限性、適用范圍及優(yōu)缺點，沒有哪種方法是萬能的。且不同工程地質條件差別很大，對地基的要求也不相同。因此，對于每一個具體工程，應從其工程費用、處理要求、地質條件以及材料、機具等各方面綜合考慮，以確定最佳的地基處理方法。

[1]《城市道路路基設計規(guī)范》（CJJ194-2013）[S].

[2]《公路路基設計規(guī)范》（JTGD30-2015）[S].

[3]《建筑地基基礎設計規(guī)范》（GB50007-2011）[S].

[4]《建筑地基處理技術規(guī)范》（JGJ79-2012）[S].