軟土地基處理及沉降預測方法

高 曌，楊大紅

(1.黑龍江省公路勘察設計院;2.黑龍江省龍建路橋第一工程有限公司)

1 軟土地基處理方法及其適用條件

1.1 表層排水法

表層排水法適用于土質較好、含水率過大的軟土地基，填土之前，在地表開挖溝槽排除地表水，同時降低地基表層部分的含水率，以保證施工機械通行，為了使開挖水溝在施工中發揮盲溝作用，常用透水性良好的砂礫回填。

1.2 砂墊層法

地基上部軟土層較薄且含水率較大時，在軟土地基上鋪墊厚度0.5～1.2m左右的砂墊層。這樣可達到固結軟土層，使砂墊層起到上部排水層的作用，同時砂墊層又成為填土內的地下排水層，有利于降低填土內的水位。

1.3 鋪墊材料法

對于地基土層不均勻，可能發生局部不均勻沉降和側向位移的路段，可利用所鋪設材料的抗剪和抗拉力來增強施工機械的通行，均勻支撐填土荷載、減小地基局部沉降和側向位移，以提高地基的支撐力。目前常用的鋪設材料有無紡布、土工格室、玻璃纖維格柵等。

1.4 豎向排水法

在粘性土地基中設置垂直的排水通道，以縮短排水距離，促進地基排水固結，增加抗剪強度。目前主要采用塑料板排水法和袋裝砂井法，處理深度為15～20m，超過這一深度工程費用將明顯增大。本法很少單獨使用，多與加載法或緩速填土法并用，對土層厚度大、均質的粘土地基最為有效，對泥炭地基效果較差。

1.5 深層攪拌樁法

對軟土厚度較大，換填處理比較困難的非飽和粘性土或砂土地基，可利用深層攪拌樁法加固，利用水泥或水泥漿作為固結劑，通過特制深層攪拌機械，在地基深部把軟土與固結劑強制拌和，使其成為具有較好整體性、水穩定性，又能滿足強度要求的加固土體。這些加固土體與天然地基形成復合地基，共同承擔上部荷載，極大地提高了地基承載力。

1.6 擠密樁法

對軟土較厚，換填處理比較困難的非飽和土和粘性土或砂土地基，也可采用擠密樁法。其原理是在土基中成孔后，在孔中灌以砂、石、土、灰土或石灰等材料，搗實而成直徑較大的樁體，利用橫向擠密作用，使地基土顆粒擠密，孔隙減小，從而提高地基承載力，減小地基土的變形。

1.7 強夯法

強夯法又稱振動固結法，是反復地將一個8～40t的重錘從6～40m高空自由落下，對濕軟土地基進行強力夯實。利用在地基中所產生的沖擊波和動應力，可以加速土體的固結，提高地基土的強度。加固后的土基承載力會明顯提高，沉降量也相應減小。它的特點是工藝簡單、效果好、速度快、費用較低、節省材料、不需要預壓，而且適用土層范圍廣(碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘土、濕陷性黃土、雜填土和素填土)，但對于飽和的淤泥質粘土和淤泥則要慎重選用。

2 軟土地基沉降預測方法及適用條件

2.1 瞬時沉降計算

瞬時沉降計算公式有兩類。

其中，ρs為填料密度;H為路堤填筑高度;A=12.4-0.44Equ，Equ為無側限抗壓試驗得到的彈性模量的平均值。式⑴適用于短期沉降、填方施工結束前發生的場合。

(2)利用彈性理論推導出的理論公式

(1)經驗公式一般采用日本《高等級公路設計規范》提供的經驗公式

其中，p為均布荷載;B為荷載面積的寬度;Cd為考慮荷載面積形狀和沉降計算點位置系數;E和μ為土的彈性模量與泊松比。

2.2 總沉降計算

計算總沉降的方法很多，如e-p曲線法、e-lgp曲線法等。在高速公路軟基工程中，分層總和法應用得比較廣泛。總沉降量S的數學表達式

其中，ΔPi為第i層上附加應力增量;Hi為第i層的土層厚度;Esi為第i層的壓縮模量，通過試驗求得。由于分層總和法是在無側向變形條件下推導出的壓縮量公式，往往計算結果比實際沉降量偏小。

2.3 工后沉降預測方法

在恒載后的任何時間t相應的沉降量St可用雙曲線方程表示，即

當t→∞時，可得最終沉降量計算公式

其中，S0為任選起始時間t0對應的沉降量(恒載下);A、B為待定系數，可以從t0后實測沉降曲線中求得。本法適用于擁有恒載后較長時間沉降監測數據的情況。

3 結語

由于各種軟土地基處理方式和沉降預測方法都有其適用范圍和局限性，沒有一種方法是萬能的。加之具體工程情況復雜，地質情況千變萬化，因此對每一個具體工程都要進行具體細致分析，從地基條件、處理要求、工程費用以及原材料、機具來源等方面對地基處理方式以及沉降預測方法進行合理的選擇，從而保證軟土地基加固的效果。

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[4] 朱玉美.預測工后軟土地基沉降[J].現代測繪，2006，(3).