淺談城市道路軟土地基處理方法

文/朱顯煜、楊春鵬 林同棪國際工程咨詢（中國）有限公司沈陽分公司 遼寧沈陽 110000

1、軟土路基成因分析

軟土路基是影響路基下沉的主要地質類型，是城市道路建設過程中常見的病害之一。我國道路行業規范對軟土地基定義是指強度低，壓縮量較高的軟弱土層，多數含有一定的有機物質。

（1）軟土的成因一般認為是由于第四紀后期地表水所形成的沉淀物質，多分布在海濱、湖濱等地勢低洼地帶，地表常年潮濕或積水。因該部分區域地表往往有大量喜水植物，伴隨著這些植物的生長和死亡，使得軟土中含有較多的有機物。

（2）軟土基礎由于其天然含水率高，孔隙比大，多呈軟塑或半流塑狀態。在加載初期，地基中孔隙水壓力較高，影響路基強度，施工中表現為壓實困難、不便行車和作業等。由于其孔隙比大、土顆粒間結構不穩定，具有含水量大、滲透性差、天然強度低和壓縮性高等特征。

（3）軟土路基在路堤自重作用下會產生沉降變形，這種沉降持續時間長，沉降量隨時間持續發展擴大，遠遠超出一般路堤的沉降量。對于城市道路，這種不均勻的高沉降將直接導致道路結構的破壞，甚至引起道路周邊附屬設施、排水設施的損壞。

2、軟土路基常用的處理方式

2.1 置換法處理軟土基礎

2.1.1 換填法

換填法是軟層土地基的處理方法。其方法是將基礎底面以下不太深的處理范圍內的軟弱土層挖去，然后以質地堅硬、強度較高、性能穩定好、具有抗侵蝕性的砂、碎石、卵石、素土、灰土、礦渣等材料分層換填，同時用人工或機械方法進行表層壓、夯、振動等密實處理至滿足工程要求的全過程。經換填法處理的地基或墊層，可以把上部荷載擴散傳至下面的下臥層，以滿足道路行車所需的地基承載力和減少沉降量的要求。換填法是城市道路設計過程中，常用的處理軟土地基的方法，該方法便于施工，能有效提高地基承載力，適用于軟土層厚不大，軟土層下層土質良好的場地。

2.1.2 擠淤置換法

擠淤置換法是借助換填材料的自重或利用其它外力使軟弱層遭受破壞后被強制擠出而進行的換填處理。擠淤置換法按不同的加載方式又可分為多種，根據工程實踐，拋石擠淤是城市道路設計中最常用的一種擠淤置換法。拋石擠淤置換法屬強迫換土的一種形式，通過向軟土中拋入較大塊石，強行擠出軟土并占用起位置，以此來提高地基承載力，減小沉降量，提高土體的穩定性。

2.2 排水固結法處理軟土基礎

2.2.1 砂墊層法

砂墊層法是在荷載作用下橫向排水，以達到土體排水固結的一種方式。砂墊層的功能就是在預壓加載過程中，將土體中的滲透水通過墊層快速排出。對于軟土路基層厚較薄，而且含水量較高時，可以采用砂墊層法排水固結軟土路基，而且砂墊層會起到地下排水層的作用，以降低填土的內部水位改善施工機械的作業條件。砂墊層用砂一般采用中砂及粗砂，鋪設厚度一般為0.5～1.2m，且應具有較好的級配，顆粒不均勻系數不大于5。通常情況下，為了保證施工機械的通行，砂墊層一般結合表層排水以及敷墊土工材料使用。

2.2.2 砂袋井法

砂袋井法是一種通過布置垂直排水井，改良地基排水條件，并采用加壓抽氣抽水滲電等措施，加速土基排水固結以及強度增長，從而達到提高土基承載力，降低沉降量的方法。在軟土基礎中設置砂井、袋裝砂井或塑料排水板等豎向排水體，通過上部預壓加載，使土體中的孔隙水沿豎向排水體排出，從而使土體逐漸固結。砂井（直徑30到50厘米）、袋裝砂井（7到12厘米）及塑料排水板是構成豎向排水體的主要組成部分。因袋裝砂井具有較小的斷面，體積較小，施工方便及成本低等優勢，在軟土路基處理中應用較為廣泛。

2.3 擠密樁處理軟土基礎

2.3.1 土(灰土)擠密樁處理軟弱地基

擠密樁復合地基是以生石灰為主要材料，摻加砂子、碎石等骨料后經機械夯實形成的一種復合地基。擠密樁復合地基主要用于處理軟弱地基，使處理后的地基變成由樁和樁間土共同受力的復合地基，以提高地基承載力，減少建筑物沉降。土（灰土）樁擠密法適用于處理加固地下水位以上的濕陷性黃土、素填土和雜填土以及含水率較大的軟弱地基，或者是地下水位較高的各種人工回填土、輕亞粘土軟弱層、粉砂軟層等軟塑土和流塑狀軟土地基，宜用擠密樁加固。經土（灰土）樁擠密法處理后的地基，持力層范圍內土的變形減少，承載力可提高1～2.5倍，并可消除填土及濕陷性黃土的濕陷性。

2.3.2 碎石擠密樁處理軟土地基

碎石擠密樁加固軟弱地基主要是利用夯捶的垂直夯擊填入孔中的碎石，夯擊能量通過碎石向孔底及四周傳遞，將孔底及樁周圍的土擠密，并有一些碎石擠入碎石樁四周的軟土中，形成碎石樁的同時，樁周也形成一個與碎石膠結的擠密帶，提高原有地基的承載力，碎石樁與樁間地基土形成復合地基，共同承擔上部荷載。

2.4 強夯法處理軟土基礎

強夯法又稱為動力固結法或動力壓實法，通過運用起吊設備把10～25噸重的重錘提升至10～25米高處，再使其自由下落，運用強大的沖擊力及震擊余波夯實土層。強夯法適用于處理碎石土、砂土、粉土、粘性土、雜填土和素填土等地基。強夯法具備工期短、造價較低、地基加固效果良好、適用性強等特點，因此強夯法在軟土基礎處理中應用較為廣泛。但在城市道路建設中，強夯法最大的弊端是會產生噪音，對周邊環境會產生一定影響。

結語：

軟土基礎的處理方式在宏觀上可分為物理處理方式和化學處理方式兩大類。物理處理方式的主要思路歸結為排水與夯實，化學處理方式的主要思路歸結為與水反應產生固結。因此，針對不同的軟土環境選用合理的處理方式，可有效提高城市道路工程的建設質量。