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摘要：软土受到软土高含水率、高压缩率以及土粒孔隙大等相关因素的影响，在施工过程中容易出现沉降问题，损坏路面路基，存在交通安全隐患。本文基于多年工程实践，对软土地基的特点及处理技术进行分析，供同行借鉴参考。
关键词：市政道路；地基；软基处理
前言
在处理软土地基时，一般会采用自然沉降法和加速沉降法处理，自然沉降法是利用科学的计算模型计算路基的综合沉降量，然后将路基超填，使其在自然重力的作用下进行沉降。但受限与土的渗透系数的不同，这种方法下的路基固结时间会持续很长，不适应工期比较短的工程；加速沉降法则是路基土的压缩性和剪切性，减少路基的沉降量，提高路基的承载能力，最终加速路基沉降。当然，在进行施工方法选择时，需要根据工程实际来确定。
一、沿海地区软基处理技术分析
（一）浅层软基处理技术
沿海地区的淤泥厚度一般在数米到数十米范围内，含水量较高，强度较低，还有较大压缩性，非常易变形，要想在沿海地区上进行建筑物建设和填土等工程，首先要解决基础的稳定问题。对浅层软基来说，常用的处理技术包括垫层法、镇压层和沙井等方法，在实际使用时要根据材料来源、地质条件、施工条件等选择适合本地的处理方法。
①垫层法：一般用于堤身比较低的地段。设置垫层时，可以根据实际具体情况采用不同的材料，常用的材料有砂、砂砾、灰土等。以砂垫层为例，砂垫层的作用是加强基地的应力，加快软土层的排水固结，增加地基强度；砂垫层一般选择 2m 左右厚度。
②换填法：一般在含水量高且浅层软基中的不适宜材料易于挖除时使用。使用换填法处理时，首先要做好排水防护工作，然后进行开挖处理，并备好运输设备及时将开挖出的不适宜材料运走，之后按照后续工程要求进行分层回填。
③压载法：即镇压层，是使用比较普遍的一种软基处理方法。压载作用是增加地基抗滑力，提高承载力。在使用压载法之前要考察堤岸的高度与天然极限填土高度的差距，若前者高度在后者高度的一倍范围内，此时使用单独压载法比较经济合理，反之选择多级压载方法。另外，压载断面尺寸也要进行合理选择，选择时可通过反复试验，进行滑弧稳定分析试算，选择最安全合理的尺寸。
④添加剂法：主要适用于土质表层为粘性土的软基处理。添加剂法的原理是在粘性土内加入生石灰、熟石灰、水泥等添加剂，借此增加软基的强度，降低软基土压缩性，另外还可以提高软基稳定性和土质固结的效果。不过需要注意的是，石灰类的添加材料一般要在现场拌和，拌好后直接使用，防止因运输问题影响材料品质，这增加了施工的工作量，并对现场产生了一定妨碍，实际施工时要慎用。
⑤堆载预压法：以土料、块石、砂料或建筑物本身（路堤、坝体、房屋等）作为荷载，对被加固地基进行预压。软土地基在此附加荷载作用下，产生正的超孔隙水应力。经过一段时间后，超孔隙水应力逐渐消散，土中有效应力不断增长，地基土得以固结，强度得以提高。有时为了缩短加固时间，加快固结过程，在地基中打设一定深度的竖直排水通道（如砂井、袋装砂井或塑料排水板等），如图 1所示。
（二）深层软基处理技术
沿海地区由于长期受海浪冲刷，还有潮水的影响，地基的强度和承载力将会直接影响后续建设工程的牢固程度和质量，经常出现因为技术水平较低，施工经验不足等原因导致沿海地区工程建设失败的现象，比如某些沿海地区进行的围垦造田工程，失败的例子屡见不鲜。因此在进行软基处理时要根据不同的软基情况和施工要求进行科学合理的选择。深层软基处理技术比较常用的有水泥搅拌桩法、混凝土桩法等。
①水泥搅拌桩法：利用水泥做固化剂，利用特定的深层搅拌设备，在深层软基深处将软土和水泥进行搅拌，经过一定的物理化学反应形成一种具有较高强度、较好变形性和水稳定性的柱体，从深处提高地基的承载能力，减少沉降值，增加地基的牢固性和强度。该方法使用前，需进行成桩试验，一般要试验大于等于 5 根的成桩。因为不同地质情况需要的搅拌次数、水泥的水灰比、喷浆时间、压力以及搅拌速度和深度等的参数都不同。
②挤密砂桩法：采用类似沉管灌注桩的机械和方法，通过冲击和振动，把砂挤入土中而形成。其主要作用是将地基挤实，排水固结，从而提高地基的整体抗剪强度与承载力，减少地基的沉降量和不均匀沉降。挤密砂桩用砂标准要求与袋装砂井的砂基本相同。
图 1 堆载预压法加固软土地基
③振冲碎石桩法：碎石桩法是利用机械设备的帮助将碎石与周围软土形成复合桩体的地基处理方法。其工作原理是利用振冲器产生水平向振动，在高压水流作用下边振边冲，深入软弱地基，在深层形成钻孔，然后往孔内分批填入碎石料，此时振冲器保持边振动边上拔的趋势，在力的作用下逐渐使碎石料挤压密实，从而与周围软土形成复合的地基。碎石桩桩体具有良好的排水通道，有利于地基土的排水固结。
④加筋土工布法：适用于强度不均匀、路基高填土、填挖结合处或桥头填土的软基处理。具体应用时将加筋土工布铺设在路堤底部，以调整上部荷载对地基的应力，提高地基的抗剪强度和抗滑稳定性。加筋土工布的材料要有较高的强度和一定的顶破强度，施工中加筋土工布应拉平紧贴下承层。
⑤混凝土桩法：因为混凝土的高强度和稳定性，其逐渐被应用在沿海软土地基的处理上，混凝土桩就是近年来出现的一种新型软土地基处理桩。混凝土桩法的使用原理是以混凝土桩为竖向增强体，打入深层软土地基中，与周围软土形成复合地基。该方法适用于粘性土、淤泥质土等各种软土性地基。
二、沿海地区软土地基处理工程实例
（一）工程概况
某工程全长约 4.74km，标准路幅宽 60-70m，双向 8 车道（设置辅道形式），为城市主干道、设计车速为 50km/h，新建 15座桥梁。
（二）工程地质
拟建场距海边 6km 左右，地属海积平原地貌，道路沿线现以蔬菜地为主，道路沿线河网、水沟发育，河宽一般 10 ～ 50m，水深一般 1.2 ～ 2.6m；水沟宽一般1.0～4.0m，水深一般0.3～0.6m。道路沿线河流均为内河，自然泥岸，局部干砌块石，并且接受流域内的淤泥沉积，属淤积河。地基土在勘探深度范围内前三层自上而下可分为：Z 层素填土、①粘土、② 1 淤泥质粘土、② 2 淤泥、② 3淤泥、② 4 淤泥质粘土，其中 Z 层素填土厚 0.6 ～ 1.7m、①粘土层厚 0.6 ～ 1.6m、② 1 淤泥质粘土层厚 2.6 ～ 5.3m、② 2 淤泥层厚 4.6 ～ 9.7m、② 3 淤泥层厚 8.7 ～ 17.8m、② 4 淤泥质粘土层厚 1.8 ～ 6.3m。各层[faO]=45 ～ 65kPa不等。工程沿线属软土地质，地质性质极差，含水量较高，压缩性和灵敏度高，孔隙也非常多，还具有较弱的承载力、渗透性和抗剪强度等特点。这种软土构成了路基的主要压缩层，路基填筑时易产生过量的沉降及不均匀沉降。
（三）软土处理措施选择
1.一般路段路基处理措施。方案一：置换法。这是常用的一种道路路基处理方法。挖除位于处理范围内的地基底面以下的软土，换成强度较大的砂砾、碎石土等含水量低而透水性较好的施工材料，根据路基使用要求分层压实。该方法可提高地基承载力，避免地基破坏，减少地基浅层的沉降量，而且塘碴垫层的应用会降低下卧土层的沉降量。该方法的优点是施工工艺简单，工期短，成本较低；缺点是处理的有效深度有限，施工完成后路基可能发生较大的沉降。方案二：堆载预压法。该方法适用于其淤泥、淤泥质土、黏性土等软土地基，不适合用在泥炭土地基。工作原理是：在软土地基内布置一定的竖向排水体和水平排水层，向地基施加一定的堆载压力，进而使土中的孔隙水排出，降低低级含水率，增加地基的强度和承载力。该方法一般由加压和排水两个系统组成，其中排水系统的目的是改变地基原有的排水条件，增加排水通道，缩短排水距离；加压系统的目的是给地基施加填土堆载起固结作用的荷载，使路基中的孔隙水产生不同方向的压差，通过排水系统流出，最终使路基固结。该方法的优点是施工工艺成熟，能大大缩短软土固结时间，处理后的路基强度提高大、工后沉降小，缺点是施工工期长，工程直接投资较大。方案三：复合地基法。类似振冲碎石桩法、混凝土桩法和水泥搅拌桩法，工作原理是在天然地基的软土内，利用一定的机械作用，增加人工桩设置，与周围软土构成人工地基，提高地基的承载力和强度。
2.路桥过渡段，建议采用水泥搅拌桩或低标号素混凝土桩加固处理。
3.道路沿线河、沟、塘路段，在采取上述相应措施外，尚应清除水底浮泥，在沿河、塘一侧设置挡土墙，并对路堤边坡采取浆砌块石护坡。实际施工阶段，一般桥头软基处理采用了“预应力管桩 + 土工格栅”的方法，主要目的是减小桥头不均沉降，最大限度的减小桥头跳车现象；对于塘、沟路段，采用了抽干积水、清除淤泥、块石挤淤，然后用塘渣分层回填至设计路基高度；对于填河路段先抽干积水、清除淤泥，然后采用预应力管桩处理，管桩间抛填块石 1m，然后用塘渣分层回填，回填厚度控制在 30cm 一层分层压实，回填至原地面。
三、软土地基处理注意事项
对软土地基进行处理的主要目的是提高地基的稳定性和承载能力。软基处理前一定要进行详细的地质勘探，保证勘探结果准确。在软土地基处理过程中，堆料方法的合理选择、按照规定分层厚度填筑、合理的填筑速度、科学的碾压方式，都会影响软基的处理结果。还有软土地基“硬壳层”处理不当，也会导致路基不稳定，“硬壳层”是软土地基上的一层强度比软土高的土层，起到承重和扩散应力的作用，利用好“硬壳层”对于减少工程投资十分有意义。
另外，软基处理前要开挖边沟，必要时需要通过人工排水来降低地下水位，这样可以为后续施工环节提供有利条件，因此要加强对排水的重视；根据实际情况适当增加路基填土和第一层的填筑厚度，这个需要根据具体的施工工程和地质条件来确定，可事先进行试验，保证路基土在形成整体的同时增加承载力，避免出现翻浆；路基填土时做好分层碾压，并随时观察路基的沉降值，等到沉降值符合标准后才能进行后续的施工；要妥善安置沉降仪，坚持观测，及时获取数据并进行记录和整理，以此数据为基准作出荷载--沉降--时间和荷载--位移 - 时间曲线；路基土填到设计标高后，对路基地段进行等载预压，加快路基的沉降速度。
四、结束语
在近年来的沿海地区的路桥建设过程中，软基处理一直是开发中的一项关键的技术难题。需要根据工程实际及地区的软土特质，区分软土和路基类型，选择合适的软基处理技术，处理好软基问题，为后续工程奠定基础。
参考文献：
[1]阎岩.道路施工中软土地基处理技术探析[J].工程技术研究，2016，（8）：75-76.
[2]王旭峰.水利工程中软土地基双向水泥搅拌桩的技术处理[J].南方农机，2017，48（2）：94.
论文作者:沈旭熙
论文发表刊物:《建筑细部》2018年2月中
论文发表时间:2018/9/11
标签：地基论文; 路基论文; 淤泥论文; 强度论文; 土地论文; 方法论文; 工程论文; 《建筑细部》2018年2月中论文;