公路中常用软土地基处理加固方法

公路中常用软土地基处理加固方法c探析
1 处治方法及适用范围
稳定性处治的有效方法大致有垫层处理法、反压护道法和慢速加载法等。

沉降处治的有效方法大致有路堤加载法和垂直排水法等。

在稳定性和沉降两方面都有效的方法有挤密砂桩法、振动置换法和水泥粉喷桩等。

软土路基填筑时，要常观测路基的沉降量，当每天的沉降量大于10mm或边桩位移大于5mm时，应暂停填土。

路基填土终止后一个月内，每天观测一次，满载预压间每周观测一次，沉降观测仪根据地质变化情况，一般每200m～300m 设一个。

2 常用的软土地基的处理方法
（1）垫层处理法
垫层处理适用于松软过湿的地基表面，通过对地基表面采用排水、铺设填料或掺加固剂，使地基表层强度增加，达到提高地基抗剪强度和压缩模量的目的，从而保证在上部荷载作用下，路基稳定和减小变形满足工后沉降要求的处理方法。

砂垫层，在软、湿地基上铺以0.3～0.5m厚度的排水层，有利于软湿表层的固结，并形成填土的底层排水。

在一定程度上能够提高地基强度，使施工机械可以通行。

碎石、岩渣垫层：一般厚度为0.4m左右，并铺设单层或双层土工织物、或土工网格。

有利于均匀支持填土荷载，提高地基承载力，减少地基的沉降量。

掺和料垫层：利用掺和料（石灰、水泥、土、加固剂）以一定剂量混合在填料中，可改变地基的压缩性和强度特性，从而保证施工机械的通行，若垫层大部分松散，应进行大部分或全部防护。

（2）垂直排水法（也称砂井、塑料排水板加固法）
排水固结法的原理是软土地基在路堤荷载作用下，水从孔隙中慢慢排出，孔隙比减小，地基发生固结变形，同时随着超静水压力逐渐扩散，土的有效应力增大，地基土强度逐渐增长。

垂直排水法常用于解决软土地基的沉降问题，可使地基沉降在加载预压期间基本完成或大部分完成，使公路完工后在营运期间不发生过大的沉降和减少桥头段的沉降差。

垂直排水法是由排水系统和堆载系统两部分组合而成。

（3）振冲置换法（或称砂桩、碎石桩加固法）
利用一种能产生水平向振动的管桩机械在软弱黏土地基中钻孔，再在孔内分批填入碎石或矿渣，制成桩体，使桩体和周围的地基土构成复合地基以提高地基承载力，并减少压缩性。

碎石桩的承载力和沉降量在很大程度取决于周围软土对碎石桩的约束作用，如周围土过于软弱，对碎石桩的约束作用就差。

适用范围为软弱黏性土地基，但对于抗剪强度较低的软黏土采用本法务必慎重。

（4）反压护道法
在施工过程中填土将使土基产生的滑动破坏达不到要求时，在填方路堤两侧一定宽度范围内平衡反压填土，以谋求填土的稳定。

但是，利用这种方法用地宽度显著增加，为此需要大量的土方。

在用地困难，征地费高以及难以得到价廉的填土材料的情况下是很不经济的。

因此这种方法大多是用在施工过程中已经明显出现不稳定的填方或发生了滑坍破坏的填方时，作为应急措施和修复措施。

设计关键：护压高度一般为路堤的1/3～1/2，路基两侧重填小路堤。

（5）深层搅拌法（也称水泥土桩地基加固法）
通过特制的深层搅拌机械，在地基中就地将软粘土（含水量超过液限、无侧限抗压强度低于0.005兆帕）和固化剂（多数用水泥浆）强制拌和，使软粘土硬结成具有整体性、水稳性和足够强度的地基土。

根据上部结构的要求，可对软土地基进行柱状、壁状和块状等不同形式，所谓“深层”搅拌法是相对于“浅层”搅拌法而言的。

20世纪20年代，美国及西欧国家在软土地区修筑公路和堤坝时，经常采用一种“水泥土（或石灰土）”来作为路基或堤基。

这种水泥土（或石灰土）是按地基加固需要的范围，从地表挖取0.6～1.0mm厚的软土，在附近用机械或人工拌入水泥或石灰，然后填回原处压实，此即软土的浅层搅拌加固法。

这种加固软土的深层搅拌机一般由双层管组成，外管下端带叶片，靠管上端的电动机带动旋转，内管供输送水泥或生石灰。

中国制造的SJB-1型深层搅拌机（图2）系采用三管并列，两侧管各带二叶片式搅拌头，中央管除支承两侧管外还兼作输浆管用。

一次加固面积0.7～0.8米2，加固深度可达10米（改型后，加固深度大
于15米）。

深层搅拌法施工时，除深层搅拌机外，尚需起吊设备、固化剂制备泵送系统（灰浆搅拌机、灰浆泵、冷却水泵、管道等）、控制操纵台等设备。

在软土地基搅拌掺入各类固化剂，使软土固化，是一种通用的地基加固方法。

常用的固化剂有：
水泥类：普通硅酸盐水泥、矿渣水泥；
石灰类：生石灰、消石灰；
沥青类：地沥青、沥青乳剂；
化学材料类：水玻璃、氯化钙、尿素树脂、丙烯酸盐等。

（6）强夯法
强夯法指的是为提高软弱地基的承载力，用重锤自一定高度下落夯击土层使地基迅速固结的方法。

称动力固结法，利用起吊设备，将10～25吨的重锤提升至10～25米高处使其自由下落，依靠强大的夯击能和冲击波作用夯实土层。

强夯法主要用于砂性土、非饱和粘性土与杂填土地基。

对非饱和的粘性土地基，一般采用连续夯击或分遍间歇夯击的方法；并根据工程需要通过现场试验以确定夯实次数和有效夯实深度。

强夯法开始时仅用于处理砂土和碎石地基，后来由于施工方法的改进和排水条件的改善，逐步推广应用到细粒土地基。

强夯法由于具有加固效果显著、适用土类广、设备简单、施工方便、节省劳力、施工期短、节约材料、施工文明和施工费用低等优点，很快就传播到世界各地，目前已有几十个国家数千项工程采用此法处理地基。

强夯法适用于处理碎石土、砂土、粉土、粘性土、杂填土和素填土等地基。

它不仅能提高地基土的强度、降低其压缩性、还能改善其抗振动液化的能力和消除土的湿陷性，所以还常用于处理可液化砂土地基和湿陷性黄土地基等。

强夯法虽然适用土类很广，但对于饱和度较高的粘性土，一般来说处理效果不显著。

其中尤其是淤泥和淤泥质土地基，处理效果更差，针对上述情况，国内外相继采用了在夯坑内回填块石、碎石、砂或其他粗颗粒材料，通过夯击排开软土，从而在地基中形成块（碎）石墩。

这种方法，称为强夯置换法（Dynamic Replacement）。

由于块（碎）石墩具有较高的强度，因此和周围的软土构成复合地基，其承载力和变形模量有较大的提高，而且块（碎）石墩中的空隙为软土的
孔隙水排出，提供了良好的通道，从而缩短软土的排水固结时间。

工程实践证明强夯置换法具有较好的加固效果，强夯置换法的应用和推广将进一步扩大强夯法的适用范围。

3 结束语
综上所述，软土地基的强弱问题或变形的问题是工程土中必须十分注意的问题，如果不处理或处理不当，就会造成地基不稳，出现道路沉降或塌陷等问题，对道路形成不同程度的危害，进而造成软土地区的工程事故。

因此，在软土地区进行设计与施工的道路工程，必须从地基、建筑、结构、施工、使用等多个方面来考虑，采取相应的措施，减少地基的不均匀沉降，保证建筑物的正常使用。