软基处理方法

如何认识公路工程中软土地基
随着我国国民经济的高速发展，个人生活水平的不断提高，汽车已作为主要的
交通工具进入了千家万户，这就为高速公路和城乡公路的发展提出了更高的要求。
近几年来，我国高速公路和城乡道路网的建设规模有了很大提高，但随之暴露出的
因路基沉陷而引发的道路质量事故时有发生，其中属于因软基处理不当而引发的事
基中成孔，在孔内分批填入碎石加以振密制桩，与周围粘性土形成复合地基。 适用于软弱土层较深、工期要求紧的情况。 要求选用未风化的干净碎石、砾石、矿渣、碎砖等，含泥量不得超过 5%-10%，
填料粒径最大不超过 50mm。桩的施工次序一般是由里向外或由一边推向另一边。 对抗剪强度低的粘性土，为减少对原土扰动，宜采用间隔跳打的方式进行施工。 7、挤密砂桩
地面以下 1-2m 的土层，由于侧向约束较弱，不利成桩，应采取超载投砂法， 通过压挤提高表层砂的密实程度。 8、袋装砂井法
将砂装入长条形透水性好的编制带内，用专门的机具设备将其打入软土地基内 代替普通大直径砂井。
适用于在软土厚度超过 5m，且路堤高度的自重静压超过天然地基承载力很多 时或地基水平位移较大时使用。
在软土地基中钻成一定直径的孔眼，灌以粗纱或中砂，利用上部荷载作用加速 软土的排水固结，从而提高强度，保证路堤的稳定性。
一般软土均适合采用砂桩法，但次固结占很大比例的土和高塑性粘土则不宜采 用此方法。
砂桩材料宜采用渗水率较高的中砂或粗砂，粒径大于 0.5mm 的砂石含量宜占总 重的 50%以上，渗水系数不应小于 5×10-3cm/s。砂桩的排列形式一般采用倒三角形 或正方形。桩径一般采用 20-30cm，桩距一般为 2-4m。砂桩顶部设砂垫层构成排水 系统，垫层厚度一般为 40-50cm。
故占有较大的比例。因此，正确认识公路工程中的软土地基十分必要。
一、软土地基的概念
目前对软土地基的认定尚无完全一致的结论，归纳起来主要有以下几种观点：
1、《港口工程技术规范》对软土的定义：淤泥、淤泥质土以及天然强度低、压缩性
高、透水性小的一般性黏土统称为软土。
2、《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》（JTJ017-96）对软土的定义：滨海、
进行施工。 5、软基段填筑路堤，分层及接茬宜做成台阶状，台阶宽度不宜小于 2m。
在公路建设过程中，软基处理随处可见。作为公路建设人，应清楚地认识到软 基处理在公路建设中的地位和重要性，切实做到严格要求，不留隐患。
筑物的承载要求，或虽在建筑物施工时能达到要求，但在后期使用过程中，由于地
基本身的原因或水的影响使得地基失稳，造成建筑物沉降过大或不均匀沉降以致彻
底破坏建筑物的不良地基都应视为软基而认真对待，并进行必要处理。
二、软基造成的常见病害 公路是一条带状的，承受动、静两种荷载且分布极其广泛的特殊人工建筑物，
湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、空隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细
粒土。
3、第九届亚洲地区力学基础工程会议对软土的定义：标贯击数小于 4、无侧限抗压
强度小于 50Kpa、含水量大于 50%的粘性土和标贯击数小于 10、含水量大于 30%
的砂性土。
4、《公路路基设计规范》（JTG D30-2004）规定了如下软土鉴别指标：
适用于工期要求紧且具有专用机械的情况。 要求固化剂、外参剂必须通过室内试验检验符合设计规定，加固土桩桩径一般 为 0.5m，桩长为 9-12m，桩距为 0.75-1.5m。施工前必须进行成桩试验，且不少于 5 根。 5、垫隔土工布法 以土工织物作为补强材料加固地基，加强路基钢度，有利于排水。 适用于地下水位较高、松软土基路基或高填方路基中。 要求所用土工合成材料的幅宽、质量、厚度、抗拉强度、顶破强度和渗透系数 满足设计规定。在摊铺作业过程中应拉直平顺，紧贴下承层，不得出现扭曲、折皱、 重叠。采用搭接时其搭接长度为 30-90cm，采用粘结时其粘结宽度不小于 5cm，上 下层接缝应交替错开，错开长度不小于 0.5m。 6、碎石桩 利用一种能产生水平向振动的管状设备，以高压水流边振边冲，在软弱粘性地
软土类别 天然含水量 天然 直剪内摩擦角 十字板剪切 压缩系数
（%）
孔隙比
（度） 强度（Kpa）α0.1- 0.2粘质土、≥35
≥1.0
有机质土
≥液限
宜小于 5
＜35
宜大于 0.5Mpa-1
粉质土 ≥30
≥0.9
宜小于 8
宜大于 0.3 Mpa-1
虽然对软土的认定标准各不相同，笔者认为：凡地基承载力达不到其上面的建
要求采用不易风化的石料，粒径小于 30cm 的石块含量不得超过 20%。投料时 应沿路中线向前抛填，再渐次向两侧扩展。片石高出软土面后，应用较小的石块填 充垫平，用重型机械反复碾压，在其上铺设反滤层后再行填土。 4、加固土桩法
用某种专用机械将软土地基局部范围内的软土桩体用加固材料改良，与桩间软 土形成复合地基。常用石灰、水泥、粉煤灰等作为加固剂，降低土中含水量、提高 地基强度，减少沉降量。
要求编制袋的抗拉强度能保证承受砂袋自重，且装砂后砂袋的渗透系数不小于 砂的渗透系数。应利用渗水率较高的中砂或粗纱，粒径大于 0.5mm 的砂石含量宜占 总重的 50%以上，渗水系数不应小于 5×10-3cm/s，含泥量不应大于 3%，应采用风 干砂。
袋装砂井可呈矩形、梅花型布置，井径一般采用 7-12cm，井距 1-2m，砂垫层
适用于在泥沼地带及软土厚度小于 2m 或盐渍土地区软土厚度小于 1m，且路堤 高度较低。
要求将泥炭、软土全部或部分挖除，并采用渗水性好的材料（必要时添加适量 水泥、石灰）进行分层填筑。砂、砾、卵石、片石或强度教高的粘性土都是常用的 填筑材料。 3、抛石挤淤法
适用于淤泥厚度小于 3m，表层无硬壳，全流动状态，排水困难且石块易于取 得的情况。
不可避免要经过大量的软土地质地区。如对软基处理不当，将会造成： （1）因路基沉降过大导致路堤失稳、路面开裂。 （2）因桥台与路基的沉降不同而产生桥头错台，出现桥头跳车现象。 （3）因道路的中心沉降过大，引起过路涵管弯曲和路基、路面横坡变小等问题，沉 降严重时会导致路面彻底破坏。 三、软土地基的处理方法
高速公路对地基变形量的要求很高，一般要求在使用期内路堤的工后沉降量不 超过 30cm，桥头搭接处不超过 10cm。根据国内外的经验，对正常压密的软粘土， 排水固结法是较为经济、有效的软基处理方法，只有在某些特殊条件下，如工期过 急、荷载过大等情况时才会考虑采取增强地基和复合地基。软基处理分排水地基、 增强地基和复合地基三类，其中排水地基包括砂垫层法、袋装砂井法、挤密砂桩法、 塑料排水板法和置换填土法；增强地基包括反压护道法和抛石挤淤法；复合地基包 括垫隔土工布、碎石桩和加固土桩等。现分类介绍如下： 1、砂垫层
在软土层顶面铺设排水砂层，以增加排水面，使软土地基在填土荷载作用下加 速排水固结，提高其强度，满足稳定性要求。
适用于路堤高度小于极限高度的.2.0 倍，软土层较薄或虽厚但有良好的排水条 件，且砂源丰富、工期要求不紧。
技术上要求垫层厚度一般为 0.6-1.0m，垫层材料宜采用洁净的中砂或粗砂，含 泥量不大于 5%，垫层应宽出路基坡脚 0.5-1.0m，两端以片石护砌或其他方式防护， 垫层应分层压实，分层厚度为 15-20cm。 2、置换填土
厚度为 40-50cm。 9、塑料排水板法
是在纸板排水的基础上发展而来的，具有单孔过水断面大、排水畅、质量轻、 强度高、稳定性好的特点。分为有滤套复合体排水板和无滤套多孔管道板带两种类 型。
适用于在泥炭饱和和淤泥地段或土基松软、地下水位高的情况下使用。 复合体排水板的芯板应具有足够的抗拉强度和垂直排水能力，其单位承载力不 小于 130N/cm，应具有一定的耐腐蚀性和足够的柔性；滤套具有一定的隔离土颗粒 和渗透功能，渗水系数不小于 5×10-3cm/s。塑料排水板接长时，采用滤套内平接的 办法，芯板对扣，搭接长度不小于 20cm，并用滤套包裹。 10、反压护道法 在路堤两侧填筑一定宽度和高度的护道，使路堤下的淤泥或泥炭向两侧隆起的 胀力得到平衡，从而保证路堤的稳定性。 反压护道一般适用于路堤高度超过其极限高度的 1.5-2.0 倍以内的非耕作区和 取土容易的地区。 反压护道一般应与路堤同时填筑，若必须分开填筑，则需在路堤达到临界高度 前将护道筑好。反压护道的高度一般为路堤高度的 1/2-1/3，但不得超过天然地基所 容许的极限高度。反压护道的压实度应达到重型击实试验法测定的最大干密度的 90%或满足设计要求（《公路土工试验规程》JTJ051-93）。 四、软土地基的其他规定 1、软土地基施工前应做好专项施工设计，并报送相关部门批准后开工。 2、软基施工应根据需要修筑地基处理试验段。 3、软土地段路基应安排提前施工。路堤完工后应留有沉降期，如设计未规定，不应 少于 6 个月。 4、软土段填筑路堤要做好必要的沉降和稳定监测，并严格控制施工填料和加载速度。 监测沉降板应安装在路中心线，纵项间距宜为 200m，水平位移量每昼夜不超过 0.5cm，沉降量不大于 1.5cm，否则应暂停施工，待沉降及位移量小于规定值后再