浅谈市政道路软土地基处理方法

唐俊

（广东省建科建筑设计院有限公司 广东广州 510000）

引言

软土地基由于具有抗剪强度低、压缩性大及变形稳定所需时间长等特点，一般不能直接作为道路地基使用，需加固处理以减小道路路基在荷载作用下引起的沉降或不均匀沉降。路基沉降是导致路基变形、破坏的主要原因，因此对软土地基处理恰当与否，不仅影响工程的投资，而且将直接影响道路的使用年限和工程质量。近年来，国内不少研究者都将目光聚集在软土地基的处理工作上，相关研究成果也是非常丰富。在此背景下，笔者决定对软土地基的特点及其处理方法做进一步探讨。

1 软土地基的主要特点

软土地基是指压缩层主要由淤泥、淤泥质土或其他高压缩性土构成的地基。由于软土地基形成的原因不一样，其特性也各不相同，但从总体上来看，可将其总结为以下几个方面：

（1）含水量较高，孔隙比大。一般含水量为35～80%，孔隙比为1～2。

（2）高压缩性。

（3）透水性低。很多软土透水系数为10-7～10-8cm/s，缺乏良好的内部渗水条件。

（4）抗剪强度低。

（5）软土地基具有较强的触变性。其结构强度会因为受到静置历时的作用而出现恢复或降低。

（6）不均匀性。软土层中因夹粉细砂透镜体在平面及垂直方向上呈明显差异性，易产生道路地基的不均匀沉降。

2 软土地基处理目的

在我国市政道路建设过程中，经常会遇到软土地基，它们的存在常影响道路工程质量，往往是市政道路设计、施工的关键问题。总结起来主要有以下两个方面：

（1）强度及稳定性问题。当地基的抗剪强度不足以承受路基及路面传来的荷载时，地基可能会产生局部或整体剪切破坏，造成路堤失稳、塌方，桥台破坏。

（2）沉降变形问题。当地基在上部荷载作用下产生过大的不均匀沉降时，可能导致以下情况发生：①路面开裂破坏；②桥梁与路堤衔接处差异沉降，引起桥头跳车；③涵身及通道凹陷、沉降缝拉宽而漏水；④路面横坡变缓、积水。

软土地基处理的目的是利用夯实、置换、排水固结、加筋和热力学等方法对地基土进行加固，以改善地基土的剪切性、压缩性、振动性和特殊地基的特性，使其能够满足市政道路的要求。显然，对于交通量大、养护时间难的高等级道路，地基处理的恰当与否直接影响到工程质量、投资及工程进度等。因此，软土地基处理对节约建设投资，保证车辆安全正常运营具有重要意义。

3 软基处理常用方法分析

目前国内常采用的地基处理工艺有：换填法、预压法、复合地基处理技术等。复合地基处理技术体系常采用竖向增强体和水平向加筋。其中竖向增强体主要为水泥粉喷桩（搅拌桩）、碎石桩、挤密砂桩、CFG桩（水泥粉煤灰碎石桩）等，水平向增强体主要为土工格栅、土工格室等。现将常用软基处理方法分析如下：

3.1 换填法

换填法是将基础地面以下一定范围内的软弱土层利用人工、机械或其它方法清除，然后以质地坚硬、性能稳定、强度较高、具有抗侵蚀性的砂、卵石、碎石、煤渣、矿渣等材料分层回填，同时以人工或机械分层压、夯、振动，使之达到设计的压实度要求，成为良好的人工地基。

换填法适用于浅层地基处理，包括淤泥、淤泥质土、松散素填土、杂填土等地基处理。该法的优点是直观、高效，不留后患，施工不受工期限制。缺点是处理深度浅，其一般处理深度为0.5～3m。

3.2 预压法

预压法工艺可进一步细分为塑料排水板（袋装砂井）+堆载预压或超载预压，真空堆（超）载联合预压法等。此种方法利用外荷载作用，提高软土的排水固结，增强它的抗剪强度和能力。预压地基适用于处理淤泥质土、淤泥、冲填土等饱和黏性土地基。预压法中预压时间通常在3～6个月。预压法优点是较为经济，缺点是工期较长，仅适合于工期要求不高的工程。

3.3 水泥搅拌桩法

水泥搅拌桩法（水泥粉喷桩）是使用特制的搅拌机械，以水泥为固化剂，在土层中强行与软土搅拌，使软土硬结成水泥土桩（柱）体或连成地下桩排，使固化物和软土搅拌均匀，从而产生一系列的物理或者化学反应，这样就能够使软土强度大大高于天然强度，同时也大大降低了其压缩性、渗水性。

该方法适宜于加固各种成因的饱和软粘土，对提高软土地基的承载能力，减少沉降量有良好的效果。所需施工工期短，工后沉降控制好，缺点是造价略高，而且当淤泥层中有机质含量较高时，桩体成桩质量较差。

3.4 CFG桩（水泥粉煤灰碎石桩）

CFG桩（Cement Fly-ash Gravel）意为水泥粉煤灰碎石桩，由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和，用各种成桩机械制成的具有一定强度的可变强度桩。CFG桩是一种低强度混凝土桩，可充分利用桩间土承载力的共同作用，将荷载传递到深层地基中去，使用性能较好。

CFG桩适用于挤密松散砂土、黏性土、粉土、素填土及杂填土等地基，可以提高地基的承载力和降低其压缩性，对于处理可液化地基也有良好的效果。CFG桩相对水泥搅拌桩而言其桩体强度较高，可达到较低等级的混凝土强度。CFG桩价格相对水泥搅拌桩而言较为昂贵，但由于其桩体强度较高，CFG桩减沉效果相对较好。

图1 某工程CFG桩施工案例

3.5 预应力管桩

预应力管桩具有单桩承载力高、对桩端持力层起伏变化大的地质条件适应性强、施工速度快、工期短、成桩质量好等优点。预应力混凝土管桩复合地基法是一种由高强度刚性桩与桩周软土共同组成的地基，减沉效果明显，但造价偏高。

3.6 土工格栅和土工格室

土工格栅和土工格室常单独用于软土地基处理或者作为褥垫层与上述提及竖向增强体联合使用构成水平向－竖向增强体复合地基。土工格（栅）室复合地基褥垫层具有减少车辆动力荷载作用效应，均化地基应力分布，减少沉降和不均匀沉降的作用。该方法适合于各种软土地基和各种高填土。

各种软基处理工艺的优缺点比较如表1所示。

表1 软土地基处理工艺比较

4 结束语

市政道路施工过程中，经常遇到软土地基处理的问题，一旦软基处理不当，不但使得地基产生沉降或者变形，同时也影响着道路的安全及稳定性。因此采用科学的处理方法，显得尤为重要。然而各种软基处理方法都有它的局限性、适用范围及优缺点，没有哪种方法是万能的。且不同工程地质条件差别很大，对地基的要求也不相同。因此，对于每一个具体工程，应从其工程费用、处理要求、地质条件以及材料、机具等各方面综合考虑，以确定最佳的地基处理方法。

[1]《城市道路路基设计规范》（CJJ194-2013）[S].

[2]《公路路基设计规范》（JTGD30-2015）[S].

[3]《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）[S].

[4]《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）[S].