软土路基处理方案

4、本项目勘察设计重点、难点及应对措施

本项目多经过渔田地区，地质条件较为特殊，第四系覆土厚度大，常水位高，多年形成的软土地基给工程带来相对难度，因此，对软土地基的处理非常重要。

1）工后沉降规范允许值

2）软基处理工艺比价

软基处理较常采用的工艺有：塑料排水版（袋装砂井）堆载预压、塑料排水板（袋装砂井）真空预压、水泥喷粉桩（搅拌庄）、碎石桩、CFG桩（水泥粉煤灰碎石桩）、动力排水固结法等。各种软基处理工艺的优缺点、造价及工期比较见下表。

软其处理工艺比较

软基处理造价及工期比较

注：加固深度统一按10米计。

3）软基处理工艺简介

袋装砂井（塑料排水板）排水固结法

它是在软土路基中设臵一系列竖向排水体（袋装砂井，塑料排水板），在其上铺设砂垫层或砂沟，人为地增加土层固结排水通道，缩短排水距离，配合堆载预压、真空预压或真空堆载联合预压，从而加速软土的固结、加速强度的增长。排水固结法对消除软基次固结沉降的效果不明显。

挤密砂桩

砂桩是由于蒸汽或柴油打桩机或振动打桩机在松散的砂性土或人工填土中冲击或振动成孔并灌填砂料后形成的桩体。在成桩过程中，由于以周围砂性土产生了挤密作用，或同时产生了挤密或振密作用，从而提高了周围土体的密度，改善了地基的承载性能和整体稳定性，减少了地基的沉降。挤密砂桩最初主要用于挤密砂土地基，随着高效能专用机具的出现，又逐渐用于可液化粉土地基的加固。近年来，通过与预压法联合使用，在软弱粘性土地基上取得了良好的效果，成为一种用途极为广泛的地基处理方法。

碎石桩（振冲臵换法）

它是利用单向或双向搬起石头砸自己的振动头，边喷高压水流边下沉成孔，然后边填入碎石边振实，形成碎石桩；使桩体和原来的粘性土构成复合地基，以提高地基的承载力和减少沉降。但根据《公路软土路基路堤设计与施工技术规范》规定，采用湿法施工（水振动），地基的十字板抗剪强度应大于15KPa，干法施工（沉管法等），地基的十字板抗剪强度应大于10KPa，对于未能达到要求的土质，采用碎石桩时须慎重，应通过试验确定其适用性。

水泥喷粉桩（搅拌桩）

它是利用水泥作为固化剂的主剂，通过特别的深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和

固化剂强制搅拌，形成坚硬的拌和主体，与原地层形成复合地基。它分为浆喷法和粉喷法两种，当土质的天然含水量大于30%、塑性指数大于10时宜采用粉喷法，且粉喷法在相同的搅拌时间内要比浆喷法获得的强度要高，强度的离散性要小；但粉喷法没有浆喷法施工简单，其施工质量也没有浆喷法容易控制。由于其工程单价较高，对整体工程造价影响较大。

动力排水固结

它通过设臵竖向向排水体系（袋装砂井或塑料排水板）和水平排水体系（中粗砂垫层和盲沟），并结合静荷载（填土堆载）和动荷载强夯夯击能），使得地基在较短时间内完成大部分固结沉降，成为超固结土，大大降低工后沉降并迅速提高承载力；此外，还可实现对地基的预震作用，有效地消除砂土液化；该法还有利于地下管线的开挖埋设。运用这一方法，可在较短时间内从根本上改善地基土的物理力学特性，具有效果、工期、经济上的综合优势。但此法处理深度通常不超过10米，且受场地条件限制。

真空强排水联合低能量强夯动力固结法（高真空击密法）

真空强排水联合低能量强夯动力固结法通常采用三遍降水三遍强夯的施工工艺。

a、真空降水施工

①在降水明沟内侧布臵小区外围封闭管,外围封闭管与明沟一样要求相互贯通,外围封闭管井点管间距为2米，距小区边线距离为4-5米。

②第一次降水：均为3 m浅管，滤头长度为1.5米，井点管卧管间距为3m，井点管间距为2米，要求井点管周围灌粗砂至地面以下50cm，孔口地面以下50cm内用粘土或淤泥质土封存死。降水至2.5 m以下，连续72小时不间断降水。完毕后拆除区内井点管并保留外围封管，进行强夯。

③第二次降水：在第一遍强夯后，采用一长一短相间的井点管布臵方式，短井点管管长3米，长井点管管长6米，井点间距为4米，卧管间距为4米，要求3米深井点管周围灌粗砂至地面下50cm，孔口地面以下50cm内用粘土或淤泥质土封死。第一遍细夯后立即插管降水，并将夯坑及地表的明水及时排出。第二遍降水要求降至地面3米以下，连续降水7天。

④第三遍降水：在第二强夯后，采用一长一短相间的井点管布臵方式。短井点管管长3米，长井点管管长6米，井点间距为4米，要求3米深井点管周围灌粗砂至地面下50cm，孔口地面以下50cm内用粘土或淤泥质土封死。第二遍强夯后立即插管降水，并将夯坑及地表的明水及时排水。第二遍降水要求降至地面3米以下，连续降水7天。

⑤外围封管：井点间距为2米，管长为6米，井点管滤头处1米灌粗砂。

b、低能量强夯

①强夯夯锤要求：锤重10-10.5吨，锤底直径为2.5米。

②第一遍强夯：夯击能量为400KJ-600KJ（根据现场实际情况进行适当调整）夯击击数为4-5击。

③二遍强夯：夯击能量为1000KJ-1200KJ（根据现场实际情况进行适当调理），夯击击数为4-5击。

④第三遍夯击：夯击能量为800KJ-1000KJ（根据现场实际情况进行适当调整），旱灾行搭接满夯，搭接尺寸不少于1/4夯锤直径，夯击击数为1-2击。

⑤每遍夯击完成之后进行推土机推平，并测量夯后标高和计算沉降量。

c、作业单元分块布臵，每块面积约1万m2。

4）软基处理设计方案

场区岩土工程条件

场区地面为第四系所覆盖，自上而上有人工填土层、冲积层及残积层。下伏基岩主要为可溶性灰岩。

路堤极限填土高度估算

极限填土高度是指在不作任何特殊加固处理，在天然软土地基上用不控制填土速度快速填筑方法修筑路堤，所能达到的最大高度。计算路堤极限填土高度时未考虑硬壳层的影响。

根据址字板剪切测试结果确定：

He = 0.3×Cuk = 0.3×13.0 = 3.9（m）

式中 He—极限填土高度（m）；

Cuk—十字板抗剪强度标准值（KPa）

结合当地软基处理工程实践经验，建议填土极限高度He=3.5m。

本道路软基工程特征

◇填方高度不高，大部分路段填方高度（含路面结构）在1.0-5.0米左右，局部填方高度大于10.0米。

◇硬壳层普遍厚度为6-8米，局部厚达10米。硬壳层为素填土和杂填土（局部含薄层耕土），本身具有较小的压缩性和较高的强度。

◇软土层为淤泥质粘土及粉细砂，厚度较小（4-6米），埋深大（普遍6米以下），小部分路段埋深约2米。软土层工程特性差，承载力低，压缩性大。

◇软土层普遍含砂量较大，适合采用排水固结法处理软基。

◇淤泥质粘土、粉细砂层以下普遍为中粗砂层、砾砂层、砂质粘土层和强风化层，可作为道路持力层。

◇道路场地现状部分为房屋地基，承载力较高，清表之后可直接填筑路基。

◇道路场地现状大部分为农田、蕉林、果林和灌溉沟渠和鱼塘，地表承载力差，需采取软基处理措施。

◇地下水类型主要为上层滞水和也隙承压水，地下水位埋深一般为0.4-3.2米。

软基处理方案

通过近几年新建道路所采用各种软基处理措施的效果进行分析比较，并结合在周边地区的软基处理工程经验，本设计考虑综合采用浅层换填垫层、袋装砂井结合堆载预压等地基处理方法，现将各种方法的特点及适应性叙述如下：

◇硬壳层较厚、软土层埋深大路段，因路基填方高度小，路基总沉降不大（须保证工后沉降小于30cm），主要考虑提高地表（路床或路堤）承载力和减小工后不均匀沉降问题，可采用换填垫层结合多层横向加筋的方法，既可收到较好的效果，又可降低造价，缩短工期。

◇硬壳层薄、软土层厚度较大路段，若工期较为宽松，可采用袋装砂井堆载或超载预压处理软基。预压期4-6个月。但从地质纵剖图来看，此路段长度不大，约200-300米，也可采用水泥搅拌桩处理，处理深度控制在15米之内，对总造价影响很小。

◇对构筑物两端等工后沉降要求较高的路段，采用水泥搅拌桩处理。复合地基方法可有效消除路基次固结沉降。桩间距按复合地基沉降计算确定，涵洞处为1.5m左右，桥台附近为1.2m-1.5m。为使路基与桥台的沉降更好地过渡，往路基方向30m为桩距渐变段，桩间距按由桥台到路基方向桩间距由1.2m分两段渐变为1.5m的原则布臵，分段间距10m，并在桩顶铺设一层级配碎石垫层，其上再设一层双向拉伸土工格栅加筋，涵洞基础范围内不铺土工格栅。对于管线，涵洞等构造物，基底的设计高程即级配碎石垫层的高程。

◇对于局部位于高压线下无法架设搅拌桩或袋装砂井机架路段，可采用高压旋喷桩处理软基。

◇位于水塘路段，在堆载预压过程中，若水塘尚未换填，则需要施工反压护道并分级放坡，避免路基失稳。

◇为了避免不同的软基处理方式对路堤造成的不均匀沉降，对于不同的处理方式交接处前后各15m土工格栅。