公路施工软土地基处理工艺样本

软土地基解决工艺研究

摘要：概述了国内外在软基解决工艺方面发展过程和最新进展。通过查阅、分析大量国内外资料，总结了不同软基解决办法对淤泥质土、人工填土、黏性土、湿陷性黄土等不同土质软基本合用性。

核心词：软土地基；解决工艺；土质；合用性

前言

软土地基加固工程是当前许多工程建设中都会遇到问题。通过几十年不断发展，软土地基解决办法已有各种，并且新办法、新材料、新工艺还在不断涌现。对一种详细工程来说，如何选用适本地基解决办法就成了人们关注问题。

1 国内软基解决办法

当前，国内常用软土地基解决办法各种各样，涉及如下几种：排水固结法、注浆加固法、加筋法、置换法、挤密法以及强夯法等[1]。此外尚有某些不常用办法如热加固法、冻结法、爆破法等。

1.1 排水固结法

在国内沿海地区和内陆谷地分布着大量软基，其特点为含水量大、压缩型高、透水性差和强度低，而排水固结法则是一种有效解决办法。

排水固结法是指在地基中打入沙井或塑料排水板，然后在上部采用堆载预压或真空预压，使黏土中水排出，从而提高土质固结度及地基承载力。依照排水和加压系统不同排水固结法详细又可分为：堆载法、砂井法、袋装砂井法、电渗法、超载预压法、真空堆载联合预压法及真空预压法等。

堆载预压法在塑料排水板与其结合共同解决地基后，由于施工简朴、工效高、费用省、对土层扰动小、适应地基变形性能好等长处在国内发展不久，特别在青岛前湾港地基解决中得到广泛应用。该办法依照土质状况分为单级加荷和多极加荷。

真空预压法是将不透气薄膜铺设在需要加固软基表面砂垫层上，借助射流泵和埋设在垫层中管道，将膜下土体间空气抽出，形成真空，使土体排水而压密，从而可以在短时间内达

到地基强度设计规定。

排水固结法普通合用于解决厚度较大饱和软土和冲填土地基，对于厚泥炭层则要慎重对待。

1.2 注浆加固法

所谓注浆就是用压送设备将具备冲填和胶结性能浆液材料注入地层中土颗粒间隙、土层界面或岩层裂隙内，使其扩散、胶凝或固化，以增强地层强度、减少地层渗入性、防止地层变形和进行托换技术地基解决技术。

按灌浆机理不同，可分为如下几类：

1）渗入型注浆浆液渗入软土孔隙或裂缝之中，与软土一起固结为一整体，而地基土层构造基本不受扰动和破坏。该办法合用于存在孔隙或裂缝地基土层。

2）劈裂灌浆在较高灌浆压力作用下，浆液将克服地基中初始应力和土体抗拉强度，使土体沿垂直于主应力平面或在土体强度最弱平面上发生劈裂，进而使渗入型注浆法不可灌入土体可顺利实行，增大浆液扩散范畴，达到软基解决目。

3）压密灌浆在地基中灌入较浓浆液，浆液迫使注浆点附近土体压密而形成浆泡。随着浆泡增大，灌浆压力也增大，从而产生较大上抬力。压密灌浆是用浓浆液置换和挤密土体过程。

4）电动化学灌浆在地基中插入金属电极并通以直流电，借助电渗作用，将浆液注入土体中。

或将浆液注入电渗区，通过电渗使浆液均匀扩散，以提高灌浆效果。

注浆法合用于岩基、砂土、淤泥、淤泥质黏土、粉土和普通人工填土层等地质状况，合用范畴广，加固效果明显，但其成本较高。

1.3 加筋法

加筋法是指在地基土体中设立水平向筋体，通过土体与筋体间摩擦作用，使筋体承受拉力，而筋间土体则承受压力及剪应力，进而使加筋土中筋体和土体都能较好发挥自己潜能，达到提高地基稳定性、减小沉降目一种软基解决办法[2]。

加筋法使用材料可分为典型不可伸长材料（如金属、塑料条、格栅等）和典型可伸长材

料（如天然或合成纤维、土工织物布等二类，从解决办法上来又可分为加筋土、土锚、锚定板，土工合成材料，树根桩等。

加筋土是由多层水平加筋构件与填土交替铺设而成复合体，构件重要承受土体产生侧压力，填土则借助于加筋构件约束而保持稳定。

加筋法由于规定土粒可以提供较高剪切阻力，故普通宜选用摩擦角35°，且粒径不不大于0.08mm 土粒不少于总量85%土体作为加筋土。而黏性土由于其抗剪强度低（特别是不排水抗剪强度）且不易排水，且其湿化对强度损失极为敏感并会产生明显蠕变效应以及土中次生矿物易腐蚀金属等，故不适当选用。

1.4 置换法

由于地区不同、历史成因不同、地质年代不同和上部荷载历史不同等状况而导致浅埋土层呈现极其复杂特性，如局部性、不均匀性等，因而置换法是行之有效一种办法。

置换法又称换填法或换填土层法，是以优质土置换软弱土或不良土，分层碾压或夯实。该办法详细涉及机械碾压、重锤夯实、平板震动、强夯挤淤以及爆破等不同原理。普通在港口工程中惯用办法有换填砂垫层、土工织物垫层法、爆破排淤填石法、抛石挤淤等。

机械碾压法、重锤夯实法、平板震动法惯用于浅层不不不大于3m 软基解决，对湿陷性黄土地基不不大于5m 则不适当；强夯挤淤法合用于厚度较小淤泥和淤泥质地基;爆破法则合用于饱和净砂、非饱和但经灌水饱和砂、粉土和湿陷性黄土地基。

从当前看来，仅通过置换软弱土来解决地基问题是不也许，普通是结合其她办法如强夯法等使用[3]。

1.5 挤密法

挤密法是通过振密、挤密进行土质改良，使土体密实，从而达到提高抗剪强度和减小压缩性目一种办法。挤密法又可分为两种状况:一种是不加填料;另一种是加填料如碎石桩挤密法等。从严格意义上说，碎石桩挤密法作用原理是置换不良地基土来达到解决效果，而不是通过碎石桩使地基挤密。因此普通挤密法也是结合其她办法一起使用。

挤密法加固软弱地基有其独特长处如：加固深度大且直接作用于软弱土部位，对不均匀

天然地基适应性强，施工机具简朴，不需水泥和钢材等。该办法合用于可压缩性土地基，如砂土、低饱和粉土和黏性土、湿陷性黄土、杂填土、素填土地基等。

1.6 强夯法

强夯法又称动力固结法，是通过重复运用落锤产生巨大夯击能（普通为600kN·m～10000kN·m），在地基中产生冲击波和动应力，对地基土进行挤密，以达到减小土压缩性、提高土强度、消除湿陷性黄土湿陷性，从而提高砂土地基抗液化能力一种办法。重要合用于碎石土、砂土、粉土、黏性土、杂填土和素填土等地基，也可用来解决可液化砂土地基和湿陷性黄土地基。

为了将强夯加固地基应用于饱和黏性土地基，发展了强夯置换法。其加固机理与强夯法不同，运用重锤高落差产生高冲击能将碎石、矿渣等物理力学性能较好材料强力挤入地基，形成一种一种碎石墩。运用了地基中碎石墩与墩间土形成碎石墩复合地基，提高地基承载力和减小沉降。

由于强夯法在工程实践中具备加固效果明显、合用土类广、设备简朴、施工以便、节约劳力、施工期短、节约材料、施工费用低等长处，它在国内得到广泛应用。

以上只是软土地基几种惯用加固办法。当前新加固办法层出不穷，如热力学法、爆破法等，但任何一种办法均有它特定合用范畴，决不也许应对所有状况。但是，若能联合使用二种或二种以上办法，那么诸多比较棘手地基问题就能迎刃而解了。如1984 年为研究解决天津新港钢铁码头堆场地基加固问题[4~7]，曾在现场做了袋装砂并真空排水预压和碎石桩两种办法联合加固实验。实验是成功。实验地点广布近期吹填海底淤泥，容许承载力不到40kPa，而设计规定至少100kPa。先用袋装砂并真空排水预压法将地基承载力提到100kPa，再用碎石桩法使承载力翻一翻，最后达到200kPa，从而满足了设计规定。

2 国外软基解决

这里，只简介日本和美国软基解决办法。

日本国土约70%是山区丘陵，平原仅占30%，大都市大多在平原上，而都市周边河流多，软土地基解决多。由于日本建设速度快，建设规模大，在建设中遇到各种不同地基解决问题，