軟基處理施工技術在市政公路施工中的應用

華新　郭康

摘要：軟土地基的加固處理問題一直是市政公路建設中的重要研究課題之一，本文對常用的軟土地基處理加固方法進行了較為詳盡的論述，對市政公路軟土地基施工，確保公路路基的強度和穩定性具有一定的借鑒意義。

關鍵詞：公路軟土地基;加固處理;排水固結

1? 軟基的定義及特點

軟土地基的定義是指強度低，壓縮量較高的軟弱土質層，多數含有一定的有機物質。軟土就是強度低、壓縮性高的軟弱土層。通常把淤泥、淤泥質土、軟粘性土總稱為軟土。一般情況下，軟土的含水量在34% ～72%之間，孔隙比在1.0～1.9之間，飽和度大于95%，液限一般為35% ～60%，塑性指數為13～30。在市政公路的建設中，因要求全立交、橋涵通道多，路堤高度多超過軟土填土極限高度;加之軟土中含有大量親水膠體微粒，土體多呈海綿狀結構，因其孔隙比大、含水量多、透水性小、抗剪強度低、壓縮性強，在路堤高填土的自重作用下，要經過較長時間才能趨地壓密穩定。此外軟土結構在大交通量、重載車輛的作用下，往往會發生路基失穩或不均勻沉降，導致公路路用性能的降低或喪失。為了增強壓密穩定力度和較短時間達到最終沉降，確保路基及其外側建筑物或其他設施的安全，因此必須對軟土地基進行針對性的加固處理。

2? 處理方法

市政公路軟基處理方法可大致歸為兩大類，即排水固結法和樁體擠密加固法。對正常固結的軟土應優先選取排水固結方法，該方法最經濟合理。只有在特殊情況下，如工期過緊、承載要求過高而又缺乏堆載的條件下才會考慮其它加固方法。在實際的應用中，往往并非加以單取一種方法，而是發揮幾種方法的各自優勢，加以綜合運用。下面就目前國內外常用的幾種市政公路軟土地基處理方法的特點及使用條件作簡要介紹。

2.1? 排水固結法

基本原理是根據固結理論，利用路堤自重荷載壓密地基，同時通過人工加設土層的垂直和水平的排水通道，縮短排水的距離來加速地基的固結。主要方法有淺層處理中的砂墊層、砂溝法和土工織物法;深層處理中的砂井預壓法、塑料排水板法、真空預壓法和新出現的方法。

2.1.1? 砂墊層

主要原理是利用砂墊層良好的透水性特點，在軟土地基頂面鋪設排水砂層，以增加排水面，使軟土地基在填土荷載的作用下，加速排水固結，從而提高地基強度，滿足穩定的要求。砂墊層主要適用于路堤高度小于極限高度的2.0倍以內，軟土層不厚或雖厚但有良好排水條件，且砂源豐富，工期要求不緊的情況。

2.1.2? 土工織物法

在軟土、沼澤地區及地基濕軟、地下水位較高情況下采用墊隔、覆蓋土工布法加固地基，可使荷載均勻分布，提高路基剛度，利于排水。高填方路堤適當分層墊隔，效果更好。研究表明復合土工布與砂墊層相比，由于土工布的加筋作用，使土工織物一土復合體承受較大的拉力，總沉降量減少1/3，且復合體剛度提高，使差異沉降也減少1/3。在滬寧市政公路中，就將原50cm墊層改為30cm砂墊層加一層有紡土工布，取得了較好效果。

2.1.3? 砂樁法、袋裝砂井法和塑料排水板法

砂樁、袋裝砂井和塑料排水板都是排水預壓法豎向排水通道材料，三者排水機理相同，固結理論和設計方法也基本相同，都是通過預壓荷載，使被加固土體中的空隙水排出，有效應力增加，土中空隙體積減小，密度加大，土體強度得到提高，從而達到減少地基工后沉降和提高地基承載力的目的。

2.1.3.1 砂樁處理法是在軟土地基中先鉆成一定直徑的孔眼，然后灌以粗砂或中砂，利用上部荷載作用加速軟土排水固結的方法。砂樁的成樁方法可采用沖擊成樁法或振動成樁法。

2.1.3.2 袋裝砂井法是事先把砂裝人長條形且透水性好的編織袋內，然后用專門的機具設備打人軟土地基內以代替普通大直徑的砂井。袋裝砂井的直徑小、材料消耗小、工程造價低、施工速度快、設備輕型，適于在軟弱地基上施工。一般情況，當泥沼或軟土層厚度超過5m，且路堤高度的自重靜壓超過天然地基承載力很多，特別是地基土水平位移較大時，經常采用這種方法。

2.1.3.3 塑料板排水法是一種利用塑料排水板作為豎向排水通道，通過排水預壓達到提高地基承載力的一種先進加固軟土地基的方法。塑料排水板由于具有性能好、質量可靠、施工方便、工效高、工程費用低、對土的擾動小、可用輕型機械在軟土上施工等優點，迅速在國內得到推廣，大有代替砂樁和袋裝砂井的趨勢。塑料排水板排水預壓固結法一般用于泥炭飽和淤泥地段或土基松軟地下水位較高的地段，其主要施工工藝流程為：清理整平場地弓鋪設排水砂墊層、插設塑料排水板“加載預壓”卸載。

2.1.4? ISS法

ISS法實際上是一種化學處理方法，即是利用一種由多個強離子組合而成的水溶劑—電離子土壤強化劑用做土壤基質的補充，從根本上將土壤內毛細管水去掉，再經壓實，提高土壤的密實度、防滲性和承載能力。具體施工類似于砂井法，只是用ISS溶液替換砂粒，最后將被交換出來的自由水抽出并用礫石回填即可。該方法具有經濟、快速、耐久等優點。

2.2? 樁體擠密加固法

2.2.1? 粉體噴射攪拌樁法

粉體噴射攪拌樁是市政公路中軟基處理用得較多的方法之一。它是利用水泥、石灰等材料作為固化劑，通過特制的深層攪拌機械，用壓縮空氣將粉體送到地基深處與軟土強制攪拌，利用固化劑和軟土之間所產生的一系列物理一化學反應，使軟土硬結成具有整體性、水穩定性和一定強度的優質地基。但是粉噴樁施工質量難以保證，深部成樁質量差且缺乏可靠的質檢方法，價格又較高。當軟土含水量大于65%后，其效果尚待進一步論證。劉松玉等根據大量的實測資料，認為采用標準貫人試驗法檢驗水泥土攪拌樁的質量是行之有效的方法，并建立了標貫擊數與無側限抗壓強度的關系。

2.2.2? 碎石樁法

碎石樁是一種粗顆粒土樁，指使用振動、沖擊或水沖等方法在軟弱地基中成孔后，再將碎石擠壓人土孔中，形成大直徑的由碎石所構成的密實樁體。對粘性土地基特別是飽和軟土，由于土的粘粒含量多，粒間結合力強，滲透性低，在振動力或擠壓力的作用下土中水不易排走，所以碎石樁的作用不是使地基擠密而是置換。

2.3? 高壓噴射注漿法

高壓噴射注漿法適用于處理淤泥、淤泥質土、流塑、軟塑或可塑黏性土、粉土、砂土、黃土、素填土和碎石土等地基。當土中含有較多的大粒徑塊石、堅硬黏性土、含大量植物根莖或有過多的有機質時，對淤泥和泥炭土以及已有建筑物的濕陷性黃土地基的加固，應根據現場試驗結果確定其適用程度。應通過高壓噴射注漿試驗確定其適用性和技術參數。高壓噴射注漿地基工程的設計和施工，應因地制宜，綜合考慮地基類型和性質、地下水條件、上部結構形式、荷載大小，場地環境、施工設備性能等因素，做到技術先進，經濟合理，確保工程質量。

2.4? 輕質路堤技術

粉煤灰是一種輕質、具有一定水穩性的無粘性材料，其路用性能滿足公路路堤的技術要求;在粉煤灰中加人約6%消石灰可改善其強度和穩定性。在同一路堤高度下，粉煤灰填筑與土質填筑相比，穩定安全系數提高約10%，總沉降量可減少15%一20%。聚苯乙烯泡沫塑料EPS是另一種超輕質材料。我國近年來引進了該項技術，并在杭甫市政公路望童跨線橋橋頭路堤及滬杭市政公路中應用，取得了較完善的資料。

3? 結語

市政公路軟基處理中主要需解決的是沉降問題，應結合實際條件選擇具體處理方案。地基處理新方法如土工織物法、袋裝砂井法、ISS法、塑料板排水法及輕質路堤技術等可在市政公路軟基處理中推廣使用。

參考文獻：

[1]張立梅.不良山區地基處理技術研究.北京林業大學， 2016.

[2]王俊.粉噴樁復合地基承載特性研究及有限元分析.長安大學， 2016.