基于特殊路基下综合处理软土的方法分析

秦其辉

（中铁上海设计院集团有限公司，上海200070）

基于特殊路基下综合处理软土的方法分析

秦其辉

（中铁上海设计院集团有限公司，上海200070）

在全国经济高速发展的当下，政府大力投资建设道路设施。随着道路建设的逐步完善，软土地段的道路建设越来越多，由此可知软土地基的处理是值得研究的课题。如果对软土处理的方法加以妥善掌握并利用，不但可以缩短一定的工期，同时，也能节省工程投资。根据软土的特性、埋藏的厚度和深度，可以将软土主要分成浅层软土、中厚层软土、厚层软土。根据不同厚度的软土地层可采取不同的处理方法。

道路建设；软土地基；淤泥沉积物；腐殖质

1 道路软土定义及软土分类

软土是淤泥和淤泥质土的总称，主要是由天然含水量大、压缩性高、承载能力低的淤泥沉积物及少量腐殖质所组成的土。软土可以按照其工程特性分为软黏性土、淤泥质土、淤泥、泥炭质土及泥炭等。

依据不同的软土沉积的原因有人工堆积，谷地、湖沼、滨海与河滩沉积，不同厚度的软土不仅对工程的施工会造成不同的影响，且其处理方法更是不能照搬照抄，需要因地制宜。软土可依次分为浅层软土、中厚层软土和厚层软土。浅层软土是指挖掘机能够挖出的软土，其厚度一般低于6 m；中厚层软土是指利用机械可对其进行处理、其厚度范围为6～20 m的软土地层；厚层软土由于其厚度大，利用机械处理不仅难度大、费用高，还不一定能完全对其进行处理，其厚度通常高于20 m。

2 道路路基软土的处理方法

2.1 浅层软土的处理方法

2.1.1 挖出换填法

挖出换填法是将地表以下的浅层软土挖出，并分层填充碎石、煤矿渣、砂以及建筑垃圾等材料（这些材料往往具有较高的强硬度、抗侵蚀性良好，且性能稳定），目的是使密实度可满足良好的人工地基的标准。经过挖出换填法后的填充层在承载力方面得到极大提升，在刚度与变形度方面与原软土相比都得到了功能上的提升。该方法仅在处理埋藏深度低于6 m的软土层上最为经济有效，即运用于处理浅层软土上。如果将挖出换填法应用于埋藏深度大于6 m的软土中，由于开挖量的大增不仅会增加单位成本，且易出现边坡或基坑等不安全的问题，所以，挖出换填法明显不适用于除浅层软土之外的中厚层软土和厚层软土。挖出换填法应大规模地运用大型机械，该法的优点是直观明了、工序简单、实施过程明确、保障工程质量。在挖出软土之前，需要提前设计好放坡比率，避免挖出过程中时出现边坡和基坑破坏的问题。同时，在局部较深的地段运用抛石补充来处理挖出不彻底的易流软土。更加重要的是，应设置排水沟或排水盲沟来加快排出地下水和完善排水设施，这一措施可以尽快解决因挖出软土层而造成的泌水问题。对于挖出的软土可采取2种方法：①尽可能地利用被挖出的软土；②设置弃土场来放置那些无法被利用的软土，进而保持工程区域的环境整洁。

2.1.2 强夯法

该方法运用于建设过程中出现未夯实的人工填土中含有厚度较薄的耕植土、淤泥质土等软土，深度一般是位于4～6 m处，之所以此时采用强夯法是为了降低成本、简化工程步骤、加快工程进度。强夯法的工作步骤就是将10～25 t的重锤利用起吊设备吊升到10～25 m的高处，然后让重锤做自由下落，夯实人工填土和软土。

通常在1 500～2 500 kN/m的夯实能量下，一般能够有效获得4～6 m的夯实深度，从而达到挤出或挤密该深度内软土地层的处理效果。为了确保该方案的顺利实施，开工前需要做好有关周边居民的民意调查和安抚工作，并采取相关措施降低施工过程中的噪声影响，避免人为因素干扰工程实施进度。

2.1.3 强夯置换法

强夯置换法适用于挖出成本高、通常埋藏在6 m以下，但土层又较厚的软土。强夯置换法的工作原理是利用桩（墩）体进行更好的排水、更快的固结软土工作，将碎石块夯入软土形成桩（墩）体，在碎石桩和墩之间土上铺设碎石垫层形成复合地基，从而使这种复合地基的承载能力和稳定性得到一定程度的提升，并减小地基沉降。强夯置换法的实施要想经济、便利，需要有丰富石料在工程拟建场地边。该法在设计实验过程中应极其重视置换率与置换深度，为了保障强夯置换获得理想的发挥，需要试验置换深度，但在大量项目中经常忽略了置换的深度而导致沉降。

2.2 中厚层软土处理方法

此项目中的软土为中厚层软土，厚度在6～10 m的范围内，其厚度的软土虽不适合采用浅层的方法，但以下方法是适用的。

2.2.1 砂石桩法

此法是在平面上按网格状或梅花状布置一定数量的桩（一般要超出处理范围3～5 m），桩采用机械成孔，砂石充填，构成了复合地基。机械成孔一般有钻孔法、冲孔法及振冲法，最常用的为振冲法，该法施工质量好、速度快，造价相对较低，得到了普遍应用。

2.2.2 高压旋喷桩法

此法是利用钻机把带有喷嘴的注浆管置入设计土层深度，通过高压设备如高压灌浆机和高压风机使浆液或水成为20～40 MPa的高压流从喷嘴中喷射出来，冲击破坏土体。高压喷射注浆法按喷射流移动方式分为旋转喷射（旋喷）和定向喷射（定喷）。旋喷时喷嘴边喷射边旋转和提升，固结体呈圆柱状，形成旋喷桩体，与周围土体形成复合地基，提高地基的抗剪强度，改善土体的变形模量。

2.2.3 水泥土搅拌法

水泥土搅拌法是以水泥作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械将固化剂和地基土强制搅拌，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的桩体的地基处理方法。

3 工程实例

本项目为天长市南环路工程，位于天长市南部新城与西部工业区之间，全线总长4 508 m。南环路工程是本市道路系统的骨架，连通该市主要工业区和南部新城开发区，是南部新城区的重要基础设施。该项目的建设将完善市区主要道路系统，负担着区域主要客货运交通，提高本地物流效率，降低运输成本，在推动区域经济发展中起到重要作用。主要包括南环路大桥工程和南环路道路工程。南环路大桥桥梁宽度40 m，上部结构采用15跨30 m的简支箱梁，下部结构采用钻孔灌注桩基础接墩、台盖梁。南环路道路工程，西起沿河路，东至天冶路，包括南环路大桥东接线工程，全长4 058 m，设计标准为城市快速主干道Ⅱ级。

该道路与多条既有道路相交，全线场地有一定地势起伏，整体是西低东高，多为农田、河塘，东段民居较多，现状道路大多为农村土路，软土路段较多。该道路软土路段底层岩土性质如表1所示。

表1 地层岩性特征表

本项目分别对不同地形及特殊路段的软土进行了分析，考虑到在道路硬化过程中的经济状况和本次道路等级状况，本次项目浅层软土处理方法采用强夯法、夯置换法，中厚层软土处理方法采用水泥土搅拌法。经后期施工效果监测，软土地基处理后的稳定性良好，处理方法合适。

4 结束语

本次天长市南环路工程中软基的处理方法由于地形地质条件的不同而不同，具体操作要做到因地制宜、因时所需，并结合施工单位的施工力量进行最合理的选择。因此，在软土路基的处理方法中要想取得最佳的实际效果，需要充分做好前期各种准备工作，包括研究已有的地质资料、勘探工程地质和利用综合勘测手段，包括测绘、钻探、原位测试及物探等。

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〔编辑：张思楠〕

U416.1

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.19.072

2095－6835（2017）19－0072－02