國內道路工程軟土地基處理方法簡介

陳贛浙

【摘 要】本文根據地基處理的加固原理，對目前國內道路工程軟基處理方法進行分類介紹，并對各類軟基處理方法進行適用性分析，最后扼要對軟基處理技術的發展進行了展望。

【關鍵詞】道路工程；軟土地基；加固原理

0 引言

自改革開放以來，我國土木工程發展很快，其中道路工程建設規模日益擴大，而工程中往往會出現軟土地基路段。由于軟土地基具備高含水量、高壓縮性，大孔隙比等缺點，嚴重影響道路的安全和穩定，往往需要經過地基處理形成人工地基才能滿足道路對地基的要求。

地基處理是否恰當，不僅影響道路的安全和使用，而且對建設速度、工程造價有不小的影響。很多時候甚至成為道路工程建設中的關鍵問題。因此，采取必要的軟基處理成為道路工程項目中的關鍵，提高軟土地基處理水平，對加快基本建設速度、節約基本建設投資具有特別重大的意義。

1 軟土及軟土地基定義

1.1 軟土

根據《城市道路路基設計規范》CJJ194-2013，軟土的鑒別標準如表1：

1.2 軟土地基

軟土地基普遍定義是指由軟弱土（如淤泥、淤泥質土等）構成的壓縮層或者其它高壓縮性土層所組成的地基，具有天然含水量和壓縮系數高、天然孔隙比和沉降變形大、抗剪強度和承載力低、滲透系數小等特點。由于軟土地基普遍存在不穩定性，易受擾動，它常常造成道路路基出現不均勻沉降，甚至是整體失穩破壞。在我國，軟土地基比較集中于沿海濱岸、大江大河、各大湖泊周圍。這些軟土地基主要是在海岸、江河下游、湖泊周圍漸漸沉積的。

2 道路工程軟基處理方法分類介紹

國內道路工程軟土地基處理方法的分類尚不統一，本文根據地基處理的加固原理，將常用地基處理方法分為7類。

2.1 換填墊層法

換填墊層法的基本原理是挖除淺層軟弱土或不良土，分層碾壓或夯實換填材料。墊層按換填的材料可分為砂（或砂石）墊層、碎石墊層、粉煤灰墊層、干渣墊層、土（灰土）墊層等。換填墊層法可提高持力層的承載力，減少沉降量；消除或部分消除土的濕陷性和脹縮性；防止土的凍脹作用及改善土的抗液化性。常用機械碾壓。平板振動和重錘夯實進行施工。

該法常用于基坑面積寬大和開挖土方較大的回填土方工程，一般適用于處理淺層軟弱土層（淤泥質土、松散素填土、雜填上、浜填土以及已完成自重固結的沖填土等）與低洼區域的填筑。一般處理深度為2～3m。此法適用于處理淺層非飽和軟弱土層、濕陷性黃土、膨脹土、季節性凍土、素填土和雜填土。

2.2 振密擠密法

振密擠密法的原理是采用一定的手段，通過振動、擠壓使地基土體孔隙比減小，強度提高，達到地基處理的目的。

該方法可細分為：①表層壓實法；②重錘夯實法；③強夯法；④振沖擠密法；⑤土樁與灰土樁法；⑥砂樁；⑦爆破法。

2.3 排水固結法

排水固結法的基本原理是軟上地基在附加荷載的作用下，逐淅排出孔隙水，使孔隙比減小，產生固結變形。在這個過程中，隨著土體超靜孔隙水壓力的逐漸消散，土的有效應力增加，地基抗剪強度相應增加，并使沉降提前完成或提高沉降速率。

排水固結法主要由排水和加壓兩個系統組成。排水可以利用天然土層本身的透水性，也可設置砂井、袋裝砂井和塑料排水板之類的排水體。加壓主要有地面堆載法、真空預壓法和降低地下水位法等。

該方法可細分為：①堆載預壓法；②砂井法（包括袋裝砂井、塑料排水帶等）；③真空預壓法；④降低地下水位法；⑤電滲排水法。

2.4 置換法

置換法的基本原理是以砂、碎石等材料置換軟土，與未加固部分形成復合地基，達到提高地基強度的目的。

該方法可細分為：①振沖置換法（碎石樁法）；②石灰樁法；③強夯置換法；④水泥粉煤灰碎石樁法（CFG樁法）。

2.5 加筋法

加筋法的基本原理是通過在土層中埋設強度較高的土工合成材料、拉筋、受力桿件等提高地基承載力、減小沉降、維持建筑物或土坡穩定。

該方法可細分為：①土工合成材料；②加筋土；③土層錨桿；④土釘。

2.6 膠結法

膠結法的基本原理是在軟弱地基中部分土體內摻入水泥、水泥砂漿以及石灰等固化物，形成加固體，與未加固部分形成復合地基，以提高地基承載力和減少沉降。

該方法可細分為：①灌漿法；②高壓噴射注漿法；③深層攪拌法。

2.7 輕質路堤法

輕質路堤是采用輕質填料，通過減輕上部填土重量來降低地基中的應力水平、提高地基的穩定性和減少沉降的一種方法。主要分為EPS塊體輕質路堤、泡沫砼輕質路堤、EPS顆料混合土輕質路堤和粉煤灰輕質路堤等。因其工期短、施工方便、對周圍環境影響小及橋頭段沉降過渡效果較好，在高速公路中得到越來越多的應用，城市道路中對于部分沿河填土較高的路段也在推廣采用。

該方法除在澆注過程中對濕容重、流動度進行自檢外，交工驗收時還需對其抗壓強度、頂面高程、厚度、軸線偏位、寬度等進行檢驗。輕質路堤的處理方法常用軟基結構物路段；滑動后的修復路堤等路段，對于軟土指標較差的拓寬高路堤也可采用。

3 道路工程軟基處理方法適用性分析

軟基處理技術種類的不斷發展，為道路工程進行多方案比選提供了可能。下面對國內常用的7種軟基處理方法對道路工程的適用性用圖表的形式進行直觀地比較（表2）。

道路工程中的軟基處理方案選擇是個多影響因素（工況、處理目標、氣候、工期等）的分析過程，如果僅憑工程人員的個人主觀經驗，往往很難選擇最優方案，存在一定的局限性和盲目性。因此，實際工程中需具體問題具體分析，用科學的方法選擇出最優方案。

4 道路工程軟基處理方法發展與展望

隨著理論與實踐經驗的日積月累，道路軟基處理方法不斷更新，人們在原有的技術基礎上，對傳統常規的處理方法進行改造升級，或者在新的理論基礎上形成一套新的處理技術。

當今社會大力提倡人與自然和諧發展，因此道路軟基處理方案的選擇不僅要考慮技術、經濟指標，還要著重考慮環境指標。而且軟基處理方案選擇涉及到很多影響因素，應該是一個定性加定量分析的過程。但是現今工程技術人員在處理方案各影響因素的考慮上，往往存在著較強的主觀性。對多方案比較時往往只是進行簡單的技術、經濟、環境比較，基本都是是定性分析，定量分析幾乎沒有涉及。工程技術人員對軟基處理方案的選擇，還處于通過經驗進行決策的階段。

因此，展望未來，我們應該在道路工程軟基處理方法日新月異的同時也需要逐步形成一個較為系統的、科學的理論來指導處理方案的選擇，這樣才能使先進的理論更好的為實際道路工程建設進行服務。

【參考文獻】

[1]龔曉南.地基處理技術及其發展[J].土木工程學報，1997，30（6）：3-11.

[2]鄭俊杰.地基處理技術（第二版）[M].華中科技大學出版社，2009.

[3]鄭剛，等.地基處理技術發展綜述[J].土木工程學報，2012，45（2）：127-146.

[4]黃瑞章.道路工程軟土地基處理方案選擇研究[D].福建：福建農林大學，2013.

[責任編輯：王楠]