時間：2023-02-27 11:08:43
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軟土地基泛指那些由淤泥及具有淤泥性質(zhì)的“軟土”構(gòu)成的地基，由于其內(nèi)部含有較多的水分，導致存在較多空隙，表現(xiàn)出承載能力弱、凝固性差、容易變形等問題，整體表現(xiàn)為牢固度差；由于需要對軟土地基進行必要的科學處理，嚴重影響與阻礙水利工程的建設(shè)施工質(zhì)量和進度，為水利工程埋下了安全隱患。以陜北地區(qū)常見的濕陷性黃土軟土地基為例，其廣泛分布在陜北及關(guān)中兩個區(qū)，厚度一般大于10米，地基濕陷等級一般為Ⅱ級到Ⅳ級，有較為敏感的濕陷性，該類軟土地基一般埋藏比較深，這樣濕陷發(fā)生可能較為遲緩，其會隨著承受荷載變化出現(xiàn)局部地基破壞或者地基整體滑動現(xiàn)象；也可能導致在開挖深基坑過程中出現(xiàn)基坑隆起、坑壁失穩(wěn)等問題。因此，必須使用夯實、換填、排水、擠密、加筋和膠結(jié)等技術(shù)方法加固地基，旨在改良軟土地基的工程特性、降低地基壓縮性變化、提高地基抗剪強度以及改善地基動力特性和透水特性。
2水利工程中有效的軟土地基處理方法
2.1置換填土法置換填土法不失為一種較好的軟土地基處理方法，處理效果較為明顯持久，但由于對客觀條件要求較高，實際操作起來難度較大。具體操作方法是利用灰土、水泥等硬度較高的土質(zhì)、材料取代軟土，操作過程中注意做到均勻散落于地基之上，目的是保證灑落后土質(zhì)有更高的承載能力，使其滿足進一步的水利工程施工要求。該種軟土地基處理方法，存在的問題在于其工程量較大，成本較高，不夠經(jīng)濟，操作實施過程中為了有效控制工程成本，盡量就地取材。為了提高工程地基的防滲透性和地基承載能力，需要對替換后的填土進行再次夯實處理，必要時可以采用分層夯實方法。
2.2排水固結(jié)法軟土地基處理，主要是通過各種技術(shù)方法來降低地基土質(zhì)中的水分含量，達到增強土體強度的目的，可以嘗試使用排水固結(jié)法處理。通過引入專門的排水設(shè)備（如塑料水管、沙井）排出軟土地基內(nèi)部的水分，以此來減小軟土地基的土孔隙率，促使地基固結(jié)發(fā)生變形，從而有效提高地基牢固度。排水固結(jié)法較適用于那些飽和、軟弱土層；如果是滲透性較低的泥炭土，由于可能導致最終的排水效果較差，應(yīng)當慎重使用該方法。
2.3夯錘強夯法軟土地基處理方法選擇與地基內(nèi)部土體性質(zhì)密切相關(guān)，如果是沙土、黃土構(gòu)成的軟土地基，可以考慮使用夯錘來對軟土進行夯實處理。一般情況下，用于夯實土體夯錘的夯力要求在80kN及以上，以此保證土體牢固，從而保證軟土地基較高的牢固度和穩(wěn)定性。以南水北調(diào)中線一期工程中某河段施工為例，該河段渠道地基為黏砂多層結(jié)構(gòu)，且半挖半填，挖方深度為7.0～10.5m；渠道底板土質(zhì)為細砂、重砂壤土和中壤土，渠坡由細砂、重砂壤土和中壤土構(gòu)成，且重砂壤土、細砂土質(zhì)分布不均，具有中等偏弱的透水性，而重砂壤土有明顯的地震液化潛勢。面對該特點的軟土地基，在水利工程施工過程中可以考慮使用強夯法處理，單擊夯擊能3000kN•m時擊四遍；其中前三遍夯錘落距可以保持在15m，第四遍滿夯過程中落距可以降為5m。使用該技術(shù)方法處理完成后，需要對強夯區(qū)進行必要的標貫檢測、土樣室內(nèi)化驗分析，一般情況下都能夠明顯消除重砂壤土的地震液化問題，使處理后質(zhì)量能夠滿足工程設(shè)計要求。如果由于地下水位較高，導致強夯后軟土地基仍然不合格，可以考慮進行墊土輔助處理。
2.4水泥旋噴法水泥旋噴法是一種通過專用旋噴設(shè)備形成水泥旋噴樁來提高軟土地基承載能力的方法。該方法較適用于沖填土、軟黏土等土質(zhì)軟土地基加固。該方法的基本原理是通過在旋噴樁上設(shè)置一個能夠發(fā)揮特別功能的注漿管，將這個注漿管放入到一定深度的軟土層中，然后緩慢向上提升，這時噴嘴會以一定速度轉(zhuǎn)動，而注漿管會在強壓力作用下噴出水泥漿液，其與土體接觸融合，在水泥漿液凝固后形成所謂的旋噴樁，達到牢固軟土地基、防止?jié)B水的目的。旋噴樁的強度、牢固度較高，且不容易被壓縮，能夠起到很好的土質(zhì)改良作用。但是水泥旋噴方法也不是萬能的，在使用該方法之前需要準確核查土體的成分，如果土體中含有較多的有機質(zhì)成分，如塘泥土、泥炭土，建議不要使用該方法。
2.5管樁樁基法樁基法是當前水利工程施工建設(shè)中應(yīng)用較為廣泛的軟土地基加固方法。由于其具有良好的牢固性質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于含水量較大的軟土地基處理，其中以鋼筋混凝土管樁和預(yù)應(yīng)力管樁使用居多。仍然以前邊所述的南水北調(diào)中線一期工程某河段為例，鑒于該河段地基土質(zhì)，經(jīng)研究后決定采用擠密砂石樁方法處理渠道地基；擠密砂石樁樁位布置為三角形，樁距為200cm、樁徑為60cm。擠密樁施工前，先復核每根樁的樁位放線，成樁后再次檢查樁位位置是否有偏差，如果發(fā)現(xiàn)存在偏差或者漏樁現(xiàn)象要及時糾偏和進行補樁。施工過程中擠密砂石樁跳打進行，由兩側(cè)向中間方向試驗成樁，均勻分布、逐步加密，及時進行夯填。如果施工是在既有建筑物附近，該樁位是背離建筑物方向。
2.6高壓灌漿法高壓灌漿法是水利工程軟土地基處理的主要方法之一，一般采用液壓或者氣壓的方式，向軟土地基內(nèi)部灌入有凝固功能的漿液，或使用注漿管將水泥漿液均勻注入到軟土層中，目的是趕走原有軟土層中的水分、空氣，促使軟土層發(fā)生變形。漿液的凝固作用在于使原有軟土層中的松散顆粒、裂隙進一步膠結(jié)成新的結(jié)合體，從而提高原有軟土層的承載力、壓縮模量，起到加固軟土地基的作用。灌注漿液一般選擇水泥漿、黏土漿等。
2.7材料加筋加固法該方法是將軟土地基的填土用土工布墊隔，通過移動限制保護軟土地基不發(fā)生偏向位置移動，減少軟土地基應(yīng)力水平，從而有效提高軟土地基硬度，保證其穩(wěn)定性；加筋加固則是將原本浩大的工程重量均分到加固材料和地基基礎(chǔ)上，即使軟土地基上面的工程發(fā)生滑動，也能利用摩擦力防止其發(fā)生脫離，以此達到更加牢固地基的目的。這里需要注意的是，施工過程中本著節(jié)能環(huán)保原則，應(yīng)盡量減少由于軟土地基處理對地下水體造成的危害。
【關(guān)鍵詞】橋梁;軟土地基;處理
不同形式的橋梁工程,其軟土地基的軟硬程度都存在著較大的差異,這主要是受到了土質(zhì)和工程性質(zhì)的影響。設(shè)計人員、施工人員對于工程筆不要嚴格按照于軟土的定義施工,對于構(gòu)造物的荷載對地基產(chǎn)生的不利影響,以及不同程度的沉陷問題都需要進行科學的驗算處理,并參照工程性質(zhì)的具體標準,實施針對性的處置方式,尤其是做好現(xiàn)場的地質(zhì)勘查與鑒別,避免工程質(zhì)量遭到破壞。
1砂(礫)墊層處理技術(shù)
砂(礫)墊層主要常用作軟土層厚度小,排水功能良好,砂礫資源優(yōu)良、工程進度松緩的情況下。通常砂(礫)墊層的厚度在12～24cm,而主要理論根據(jù)是提升排水面,主要針對軟土地基在構(gòu)造物荷載作用下加快排水固結(jié)凝結(jié)過程,以增強軟土層的強度,達到穩(wěn)定性標準。在砂礫墊層施工的材料選擇方面,主要是結(jié)合潔凈中、粗砂,含泥量低于5%,并在實際施工過程中得出5cm以下的天然級配砂礫排水固結(jié)效果顯著,需在施工過程做好灑水壓實工作,在施工之前需要做好砂礫表層的檢查,表層濕潤時則可采取施工處理。
2拋石擠淤處理技術(shù)
由于軟土層厚度較大,且處于流動狀態(tài),這就給排水帶來了難度,在修建涵洞地基處理工程中主要結(jié)合拋石擠淤法。擠淤施工材料主要包括了難風化的石料,片石尺寸在30cm以上的。拋投過程中需要按照正確的順序進行,通常為延橋涵中軸線,自中間往兩邊,促使淤泥往向兩旁擠出。在片石擠淤固定的情況下設(shè)置一層砂礫反濾層,并做好相應(yīng)的施工處理工作。拋石擠淤法的優(yōu)點在于,操作方便、動作快捷。在施工時需盡量保證施工地點能夠滿足材料使用的需要,并結(jié)合正確的順序完成施工,這樣能夠避免因拋石厚度失衡而造成工程質(zhì)量降低,若從成本和料源考慮也可運用鋼渣代替片石擠淤。
3粉噴樁加固處理技術(shù)
(1)在粉噴樁施工前期需要做好材料準備工作,主要是針對技術(shù)資料而言,需具備工程地質(zhì)報告,土工試驗報告,室內(nèi)配比試驗報告,粉噴樁設(shè)計樁位圖等相關(guān)資料。
(2)保證施工場地的整潔、無異常物質(zhì)。遇到場地低洼時需做好回填粘性土;遇到施工場難以達到機械行使的需要時,需要增加砂土或碎石墊層。
(3)粉噴樁使用到的水泥性能應(yīng)該達到工程設(shè)計的標準,并且配備相關(guān)的產(chǎn)品合格證,以及施工現(xiàn)場的檢驗合格才可使用。禁止運用受潮、結(jié)塊變質(zhì)的加固料。
(4)準備必要的施工準備,并做好組裝與維護工作。
(5)粉噴樁的施工工藝制定需要參照配比和施工參數(shù)相互符合的,試樁通常為5根,這樣能夠確找出鉆進和攪拌速度,以及噴氣壓力、噴粉量等等。
4井點降水處理技術(shù)
4.1井點降水處理技術(shù)特征
對于地下水水位較高的區(qū)域,常常會對排水給施工帶來很大的阻礙,這時就需要積極采取井點降水法,這種方式常常具有很好的性價比。遇到降水深度過大,土質(zhì)質(zhì)量差的情況時,需要對井點降水法比集水坑法的作用進行綜合分析評比,尤其是在降水,工期、資金等指標做好對比工作。井點降水法的不足之處在于橋涵多,工期短時需要增加井點設(shè)備,投資金額也增多。
4.2實例分析
本次研究的某公路工程公路,其第二合同段地質(zhì)為濕陷性黃土,且地下水位較高,地面到達980～160cm則有地下水。在地質(zhì)面積里設(shè)置了8座小橋涵,而一道3m涵洞因為在設(shè)計早期,地質(zhì)勘查問題使得橋涵基礎(chǔ)埋深達到了地面3m以下,因此難以制定軟基處理措施。在施工過程中將軟基處理措施劃定為屬于換填軟弱土,且適當增加片石砼。參照具體工程的施工環(huán)境與工期長短,使用了環(huán)形布置的單層輕型井點設(shè)備,單級離心泵則屬于主要的抽水設(shè)備,結(jié)合基坑地面實施開挖線,長度為1.5m;并設(shè)置了適當?shù)募偣?總長在45m;總管主要是由無縫鋼管組成,用直徑為10cm;井點管主要由無縫鋼管構(gòu)成,數(shù)量共24根,長為6m,直徑為4cm,井點管的間距控制在3m,在地面的埋深度在5m;對井點管下端的1.5m面積內(nèi),參照梅花形態(tài)布置濾孔,直徑為1.5cm。包裹著銅絲細濾網(wǎng),細濾網(wǎng)包裹著塑料紗布粗濾網(wǎng),用鐵絲綁扎粗濾網(wǎng)外部,最后用粗麻環(huán)繞起來;離心泵、射流器、循環(huán)水箱構(gòu)成了一個抽水機。
井點降水法施工工藝流程包括了:施工準備--安裝井點系統(tǒng)--抽水--挖基--基礎(chǔ)施工--井點系統(tǒng)去除環(huán)節(jié)。
施工準備分地表清理、施工放線、設(shè)備檢查等,而井點設(shè)備是檢點。安裝井點降水設(shè)備需把井點溝槽挖出后設(shè)置總管,并且結(jié)合井點管邊沖孔布置井點管,并灌填干凈粗砂形成一道濾層;利用彎頭把總管、各井點管組合起來再布置抽水設(shè)備。水電接通時需進行試抽、檢查,以保證設(shè)備使用性能的正常。抽水需順利進行,并對附近的地面變化進行觀察,發(fā)生變化時需要對抽水量調(diào)整。通常出水按先大后小,先濁后清情況進行。遇到施工附近存在建筑物,可布置回灌井點避免沉降。抽水時需要試挖基坑一點,劃定水位下降情況。在水位低于施工水位時對抽水馬力調(diào)整,盡早做好挖基工作?；A(chǔ)施工需盡早完成,并針對性的回填,接著講井點系統(tǒng)拆掉,對總管和井點管進行清理。結(jié)合實際的工程施工結(jié)構(gòu)看,筆者總結(jié)出了若工程施工時期劃定的妥當,且周圍的施工環(huán)境,及施工設(shè)備都能夠準備好,運用井點降水法對構(gòu)造物軟基挖進行處理常常會起到重要的效果,不僅能夠達到工期和效益雙贏的局面,還能保證基礎(chǔ)施工達到理想的質(zhì)量效果。
參考文獻
[1]孫家駟.公路小橋涵勘測設(shè)計[M].北京:人民交通出版社,2002.
【關(guān)鍵詞】軟土土地 地基橋頭跳車 影響 控制
中圖分類號：TU471.8文獻標識碼： A 文章編號：
一．引言
交通是經(jīng)濟發(fā)展的先行官，國家也越來越重視道路的建設(shè)。伴隨著我國公路建設(shè)的飛速發(fā)展，也有越來越多的公路投入使用。但是調(diào)查顯示橋頭跳車的現(xiàn)象已經(jīng)十分的普遍，高速公路尤為突出。特別是軟土地基處顯得格外嚴重，已經(jīng)嚴重的影響到道路的行車舒適度，也存在安全隱患。這不僅僅增加了交通管理部門的道路維護成本，由于其頻繁的修理施工，還嚴重影響到了道路的正常運營。在我國南方，軟土地基路很多，所以橋頭跳車更為嚴重。車輛行駛到橋頭時會有明顯的顛簸，由于其沖擊力大所以對橋的損壞十分嚴重，不僅如此對車輛本身的損壞也十分明顯，這就不僅僅直接縮減了公路的使用年限而且損害了公共效益。
二．橋頭跳車的危害性
橋頭行車受到很多因素的影響，其行車機理比較復雜。橋頭搭板的長度不同對道路及車輛的影響度會不同，還有車輛的類型，重量不同也會有不同的影響，當然車速也是一個很重要的因素。如果發(fā)生橋頭跳車現(xiàn)象，車輛在通過橋頭時會發(fā)生跳動以及沖擊．由于其沖擊力又可以形成對橋梁及道路的附加衙載，對路面以及橋頭搭板都有很大的損壞作用，與此同時對車輛的損壞也是很大的，嚴重影響大車輛的使用壽命。除此之外，橋頭跳車導致車輛突然發(fā)生顛簸，會影響駕駛員的正常駕駛，也會導致乘客身體及心理的不適，嚴重的甚至有可能造成交通事故。由此可見橋頭跳車的危害是十分大的，必須引起有關(guān)部門的高度重視，駕駛員也必須重視這一問題，在行駛至橋頭時要適當減速。
三．橋頭跳車的原因分析
橋頭跳車不僅僅是一種安全隱患，而且還無形之中增加了有關(guān)交通管理部門的維修費用。橋頭跳車不僅僅降低了行車的速度，而且還對橋梁的路面造成了巨大的沖擊荷載力，嚴重的可以造成橋面搭板的脫落。其形成原因是多方面的，影響因素也是多方面的，包括自然環(huán)境的因素，也包括人為的原因。比如路基下沉，路堤變形、橋臺的形式、搭板的長度等等都會對其有很大的影響。我們在此主要介紹以下幾種較為重要的影響因素。
1. 橋頭跳車的一個重要原因是由于其土質(zhì)不良而產(chǎn)生的路基下沉。通常來說低洼地帶的地下水位都比較高，而橋基往往位于這些低洼溝壑地帶，其土質(zhì)酥軟，橋基填料物質(zhì)量不高，當這些填料物在受到較大壓力是極易被壓縮變形，導致路基的下沉。再加之橋頭路基填筑的高度一般都較高，會承受較大的壓力，在車輛及橋身的長久負荷下，極容易引起橋頭地基的下沉。就從施工的角度而言，由于橋頭一般處于河道或溝壑帶，其施工空間的限制比較大，大型機械無法使用，所以在這種條件下橋頭路基的壓制工作質(zhì)量會大打折扣，一般而言很難使橋頭地基的堅實度達到標準的要求，正是因為如此在橋梁通車以后，經(jīng)過長時間的輾壓，以及維護期的加長，很容易出現(xiàn)橋頭路基下沉，這樣就形成了橋頭跳車。
2．我們知道任何物體都具有其固有的壓縮徐變性質(zhì)，理所當然路基填筑物也具有這種性質(zhì)。就是因為這個原因，即使橋頭路基已經(jīng)得到了很充分輾壓，其堅實度也達到了應(yīng)有的標準。但是在橋梁通車以后，隨著時間的不斷推移，橋梁長時間的承受巨大的壓力，這種壓力最終也是通過橋梁傳遞到了橋頭路基，這時物體的固有壓縮徐變性質(zhì)就會顯現(xiàn)出來，路基因為受到長時間的壓縮變形下沉，最后形成橋頭跳車。這也是形成橋頭跳車的不可忽視的重要原因。
3.在施工時橋涵和路堤的結(jié)合部位會不可避免的存在一定的縫隙，正是因為如此雨水會源源不斷的沿這這個縫隙向下滲透，下滲的雨水會對橋頭路基產(chǎn)生巨大的破壞作用，其主要的破壞作用表現(xiàn)在對路基填充物產(chǎn)生侵蝕和軟化作用，特別是那些輾壓不夠的部位侵蝕作用更明顯，長時間的侵蝕最后導致填方體的變形。再加之外部強大的車輛荷載沖擊力，就會極容易造成橋頭路基的下沉，形成橋頭跳車現(xiàn)象。
4.施工時其施工程序不對，施工質(zhì)量不達標，是形成橋頭跳車的最直接的原因，比如橋梁的臺背填筑速度過快，缺乏相應(yīng)的輾壓，其臺背下沉的速度也會比較快。再如橋頭臺前護坡墻砌筑不合格或是時間不及時，那么就極容易以引起整個土體滑移的問題出現(xiàn)，這樣的滑移就會直接危害橋梁的基礎(chǔ)。一般而言再給臺背進行填土時，由于在這個階段一般施工時間都會比較緊，再加之施工空間受到嚴重的限制，自然其施工質(zhì)量很容易出現(xiàn)問題，這種問題出現(xiàn)后極易引起橋身變形，形成橋頭跳車。
5．軟土路基十分常見，再加之橋頭路基一般位于河道溝壑低洼帶，地下水位高，橋基承受能力有限，極容易出現(xiàn)軟土下沉，最終形成橋頭跳車。
四．防止橋頭跳車的有效措施
1.軟土地基處理方法
我們在施工的過程中經(jīng)常會碰到軟土地基，軟土地基由于其固有的軟弱性，使得其地基不夠堅固，如果處理不恰當那么地基的局部承載力不足，導致地基的沉降，引起橋頭跳車現(xiàn)象。再者軟土地基土壤含水量過高，正是由于局部地段含水量過大，極易造成地基軟彈，甚至出現(xiàn)翻漿等現(xiàn)象。所以為了防止橋頭地基下沉拉裂而造成橋頭跳車現(xiàn)象的出現(xiàn)，就需要采用有效的措施對軟地基進行適當?shù)奶幚?，使其變得足夠堅?通過提高軟地基的固結(jié)度和穩(wěn)定性，來減少橋頭跳車。在此我們需要根據(jù)施工地軟土的具體性質(zhì)及施工期限的要求采用不同的軟土地基處理方法，其主要方法有以下幾點：
（1）真空預(yù)壓結(jié)合塑料排水板處理軟土地基，這種方法主要適用于淤泥土質(zhì)，因為淤泥土質(zhì)強度極低，淤泥的可壓縮性高，極易導致自己下沉，在這種地段采用真空預(yù)壓結(jié)合塑料排水板處理方法，使排水板低端穿過淤泥層，梅花形的布置，這樣施工后再通過沉降觀測，采取相應(yīng)的措施可以取得良好效果。
（2）堆載預(yù)壓處理軟土地基，這種方法主要適宜我國東南沿海分布比較廣泛的海相，湖相等深厚軟粘土層，這種土層壓縮性大，強度低，空隙大，滲透性大，采取這種方法可增加土層密實度，減低壓縮性，這種方法是工程上應(yīng)用比較廣泛的，效果明顯。
（3）水泥攪拌樁處理軟土地基，適用于處理粉土，黃土以及固結(jié)的淤泥這類土質(zhì)，這種方法主要是在冬季施工，低溫對處理效果具較大的影響。
（4）預(yù)應(yīng)力管樁處理軟土地基，采用這種方法，通過在樁頂澆灌妝帽等方法形成樁網(wǎng)結(jié)構(gòu)，使上部壓力比較均勻的傳到持力部位，可以有效的提高地基的承載力，控制沉降。
2.減輕橋坡堆土質(zhì)量，控制橋坡沉降。橋的質(zhì)量過大也是橋基沉降的一個重要原因，為此我們要盡可能的減輕橋坡的堆土質(zhì)量，以減輕橋的整體質(zhì)量，減少橋自身對橋基的壓力，其最主要的方法是使用輕質(zhì)土來堆填橋坡，可以有效減輕橋的質(zhì)量。
3.控制回填土施工質(zhì)量，減輕橋坡沉降，回填土的施工質(zhì)量對橋有直接的影響，其橋基回填土的施工質(zhì)量直接關(guān)系到橋基的沉降問題，我們在施工時必須注意的是要合理的選擇回填土的材料以及配料，選擇合適的壓實機械，并且按照科學的施工方法施工，來提高壓實度，保證施工的高質(zhì)量。
五．結(jié)束語
軟土路段施工難度較大，再加之軟土自身的特性以經(jīng)決定了其不穩(wěn)定性的存在，所以在這種路段出現(xiàn)橋頭跳車的現(xiàn)象較多。我們要解決跳車這一問題，不僅僅要認真分析對待施工地的自然環(huán)境，在理論上做好準備工作，認真對待，從設(shè)計著手，考慮周全之后定出完整的設(shè)計方案。與此同時施工的監(jiān)理單位以及施工單位要不斷的加強提高高質(zhì)量的意識，嚴格照圖要求來施工，監(jiān)理要嚴格履行監(jiān)理工作的程序，努力控制好每道工序，保證每一道工序的質(zhì)量能夠過關(guān)，只有這樣才能從根本上解決橋頭跳車的問題，其各方責任重大且意義深遠。
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關(guān)鍵詞：軟弱土基 沉降 機理 施工控制
中圖分類號：TU7 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3973(2011)006-007-02
20世紀九十年代以來，我國公路建設(shè)進入跨越式發(fā)展階段，截止到2010年底，我國公路網(wǎng)通車總里程達到398萬公里，其中高速公路7.4萬公里。但是我國地域遼闊，有大量的公路穿過軟土地區(qū)。由于軟土地區(qū)的地質(zhì)條件十分復雜，給公路建設(shè)及建成運營帶來很大的難題。軟土含水量高、孔隙率大、抗剪強度小、承載力低，在自身變形和車輛荷載的作用下，常常會引起道路的沉降變形，嚴重影響了道路的使用質(zhì)量。
長期以來，在高速公路建設(shè)的實踐中逐漸形成了比較成熟的軟土地基處理方法和施工技術(shù)。但是，路基的工后沉降過大這一問題并未完全得到解決。工后沉降過大，地基強度和變形不能滿足設(shè)計要求，導致路面平整度差和橋頭跳車現(xiàn)象嚴重，極大地影響工程的經(jīng)濟效益和社會效益。因此，研究探討公路軟土地基沉降變形機理及施工控制是非常有必要的，對保證公路建設(shè)質(zhì)量、正常運營以及延長公路的使用壽命具有重要的意義。
1 軟土及軟土地基的工程特性
軟土一般是指天然含水量大、壓縮性高、承載力低的一種從軟塑到流塑狀態(tài)的黏性土系，主要包括淤泥、淤泥質(zhì)土。軟土在工程分類中，屬于細粒土的中、高塑性黏性土，其塑性指數(shù)大、固結(jié)強度低，具有觸變性，流變性顯著。此外，軟土還有滲透性很小，壓縮固結(jié)過程緩慢，抗剪強度低，工程固結(jié)排水不暢等特點。
軟土地基是一種不良地基，主要由粘粒含量多的松軟土、孔隙大的有機質(zhì)土、泥炭以及松散砂等土層構(gòu)成。其強度增長緩慢，承載力低，具有滲透性小、觸變性及流變性大等特點。公路軟土路基的地下水位高，填方和構(gòu)造物穩(wěn)定性差，容易發(fā)生沉降變形。為了解決軟土路基存在不均勻沉降或沉降過大的工程問題，需要對地基進行加固處理。
2 公路軟土地基沉降特性研究
在公路建設(shè)中，沉降變形是由于軟土地基處治不當而引起的常見問題。當?shù)鼗谕獠亢奢d作用下產(chǎn)生過大的沉降變形時，會影響道路的使用質(zhì)量和安全。特別是產(chǎn)生過大的不均勻沉降時，路面會發(fā)生開裂破壞，由于橋面與路堤的差異沉降形成錯臺，加上車速太高，很容易引起橋頭跳車?；蛞驗槁访鎸挘行牡某两盗看笥趦蓚?cè)，會引起路面下涵管彎曲，涵身、通道凹陷等危害。針對這些問題，在公路建設(shè)前有必要對軟土及公路軟基沉降的特性做一些深入的研究。
2.1 軟基沉降變形機理及組成
軟土的壓縮性是構(gòu)成路基沉降的主要原因。興建高等級公路時通常需要在軟土地基上填筑一定高度的路堤，地基內(nèi)部會因為路堤荷載作用產(chǎn)生應(yīng)力和固結(jié)變形。軟土路基的總沉降變形量S=Si+Sc+Ss，其中S；為瞬時沉降，即由于剪切變形引起土的側(cè)向擠出而產(chǎn)生的附加沉降；Sc為地基的排水固結(jié)沉降量，即主固結(jié)沉降；Ss是因土骨架蠕變而產(chǎn)生的次固結(jié)沉降。對于一般粘性土來講，主固結(jié)沉降是軟土地基沉降的主要組成部分。
高速公路軟基的沉降量包括施工期間沉降和工后沉降。
施工期沉降是指路基填土產(chǎn)生的荷載通過基礎(chǔ)傳給地基，在地基內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力和變形，從而引起基礎(chǔ)的下沉，這部分沉降主要為瞬時沉降和主固結(jié)沉降。
工后沉降：施工完成以后，由于公路軟弱土基深厚固結(jié)速度慢，在路堤自重和路面荷載下作用下延續(xù)施工期間未完成的固結(jié)沉降，這種新沉降是路基在相應(yīng)的車輛荷載作用下產(chǎn)生的附加沉降。對于較厚的軟土層，在路基填筑至設(shè)計高程以后的幾年內(nèi)，主固結(jié)引起的沉降變形是主要的。
2.2 公路軟土地基沉降變形特點及變形規(guī)律
沉降變形量的大小與土的壓縮性、地基上荷載的性質(zhì)和大小有關(guān)。由于軟土具有壓縮性高、滲透性小、抗剪強度低等特點，軟土路基在荷載作用下引起的路基沉降，一般具有沉降量大，側(cè)向變形大，變形時間長的特點。根據(jù)軟土路基沉降變形的機理和特點以及大量的沉降觀測資料，可以總結(jié)出軟土路基在沉降變化過程中基本上會經(jīng)歷發(fā)生-發(fā)展-穩(wěn)定-完成四個階段。
3 公路軟土地基沉降的施工控制
目前，工程上較常用的地基處理方法有排水固結(jié)法、樁體擠密加固法、換填法等。
3.1 排水固結(jié)法
公路軟基處治措施中，排水固結(jié)處理方法具有經(jīng)濟適用、穩(wěn)妥可行、施工簡便等優(yōu)點。排水固結(jié)法包括排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)兩部分。其基本原理是利用地基排水固結(jié)特性，通過施加預(yù)壓荷載擠密地基，并增設(shè)土層的垂直和水平排水通道，使土體中的孔隙水排出，加速地基的固結(jié)。排水固結(jié)法可同時解決軟土地基的沉降和穩(wěn)定問題。最常見的排水固結(jié)法包括塑料排水固結(jié)法、砂墊層法以及土工織物法。
3.1.1 塑料排水固結(jié)法
塑料排水固結(jié)法主要用于處理深層處理軟土地基，是一種利用塑料排水板作為豎向排水通道，通過加載預(yù)壓提高地基承載力的一種的先進加固軟土地基的方法。塑料排水固結(jié)法主要的施工工藝流程包括：清理整平場地、鋪設(shè)排水砂墊層、在軟基中插設(shè)塑料排水板、加載預(yù)壓、卸載。塑料排水板的施工應(yīng)加以重視，最好采用靜壓法施工，以防止擾動軟土引起強度的破壞。
塑料排水板由于具有成本低、性能好、施工效率高、對土的擾動小、可用輕型機械在軟土上施工等優(yōu)點，迅速在國內(nèi)得到推廣。
3.1.2 砂墊層
砂墊層主要用于淺層處理，工作原理是在軟土地基頂面鋪設(shè)排水砂墊層，利用其良好的透水性，使軟基在填土荷載作用下加速排水固結(jié)。砂墊層適用于軟土層不厚、砂資源豐富且工期不緊的情況下。
3.1.3 土工織物法
土工織物中一般具有強度高、延伸率低、抗腐蝕耐久性好等優(yōu)點，在公路軟土地基處理工程中得到了大量應(yīng)用。通過土工織物在軟土地基中的加筋作用以及良好的抗拉強度、徐變特性，使復合土體具有較高的抗剪強度和變形模量，另外使其上部施加的荷載能均勻分布在地層中。所以，當軟土地基在上覆荷載作用下可能產(chǎn)生剪切破壞時，土工織物能有效阻止破壞面的出現(xiàn)，最大限度地防止滑移、塌方、沉陷等現(xiàn)象的發(fā)生。
土工織物法通常用在軟土、沼澤地區(qū)及地下水位較高、地基濕軟的情況。對于高填方路堤適當分層墊隔，排水加固效果更好。
3.2 樁體擠密加固法
樁體擠密加固法主要包括粉體噴射攪拌樁法和碎石樁法。其工作原理是在軟土地基中注入樁體，通過樁體對土層的擠密作用，使得樁體和軟土形成復合地基。復合地基的強度和穩(wěn)定性較原有軟基有很大的提高。
粉體噴射攪拌樁法就是利用深層噴粉攪拌機把水泥等粉體與軟土強制拌和均勻，利用粉體固化劑與軟土發(fā)生的一系列反應(yīng)，生成一種加固體并與軟土基形成復合地基，能有效提高地基承載力，減少沉降。粉噴樁加固法適用于施工期限較緊，后期沉降要求很小的橋頭地基以及軟土層較厚地基。由于施工速度快、處理效果好、工后沉降小等優(yōu)點，近年來粉體噴射攪拌樁法在高等級公路工程的軟基處理中得到了廣泛的應(yīng)用。
碎石樁是指用振動、沖擊或水沖等方法在軟弱地基中成孔后，投入足夠的碎石，形成大直徑密實樁體。碎石樁是一種粗顆粒土樁，作為軟基加固處理方法，主要起到擠密、復合地基和排水通道的作用。
3.3 換填法
換填法的基本原理是將軟弱土層全部挖除，然后用用砂、碎石、礦渣或其他合適的材料進行填筑，以提高地基的承載力。換填法一般適用于處理淺層非飽和軟弱土層、素填土和雜填土。從經(jīng)濟合理考慮，淺層地基深度通常不超過3m。換填法常用機械碾壓、平板振動和重錘夯實進行施工。
3.4 施工中的穩(wěn)定措施
由于軟土基多為高路堤，填筑高度比較大，因此其穩(wěn)定性成為重要問題。除了采取以上處治方案以外，在施工中還應(yīng)注意控制填土速率以及加強觀測工作。根據(jù)軟土路基沉降機理和特點，在設(shè)計和施工中選擇合理的施工工藝，并確保施工質(zhì)量，保證路基沉降的穩(wěn)定性。
4 結(jié)論
(1)軟土地基是一種不良地基，研究公路軟土地基沉降變形機理及施工控制，對保證高速公路建設(shè)質(zhì)量、正常運營以及延長公路的使用壽命具有重要的意義。
(2)對于公路軟基的處理要結(jié)合具體條件選擇合理的處理方案，使施工方案技術(shù)上先進、經(jīng)濟上合理。
參考文獻：
[1]董澤，進韓敏，軟土路基沉降計算及其施工控制[J]，科教文匯，2008(12)
[2]周珊珊，高速公路軟土地基沉降影響因素研究及灰色預(yù)測[D]，中國地質(zhì)大學(北京)碩士學位論文，2007
關(guān)鍵詞：公路施工；軟土地基；質(zhì)量控制
一、軟土地基影響因素
軟土是指濱海、湖沼、谷地、河灘沉積的天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低的細粒土。具有天然含水量高、天然空隙比大、壓縮性高、抗剪強度低、固結(jié)系數(shù)小、固結(jié)時間長、靈敏度高、擾動性大、透水性差、土層層狀分布復雜、各層之間物理力學性質(zhì)相差較大等特點。
1、地基狀況
土質(zhì)條件的影響。黏性土：一般采用的方法是壓實法。在施工中采取的處理方法對地基的擾動必須盡量小。砂性土：采用擠實砂樁法或振動壓實法對可能發(fā)生液化的砂性土進行改善，這主要是因為黏土一經(jīng)擾動，強度降低很多。
地基構(gòu)成情況。在軟土層較淺的情況下，需要進行簡單的表層處理。重要的構(gòu)造物基礎(chǔ)常用開挖換填法。若軟土層較厚，應(yīng)使用其他方法配合表層處理法，具體分析如下：夾有砂層且厚度較?。?m～6m以下）的軟土層，采用表層處理法、荷載壓重法等，即使是7cm的砂層也是有效排水層，在土質(zhì)調(diào)查中不要遺漏。軟土層厚且無砂層的情況，因排水距離長，因此固結(jié)沉降需較長的時間，同時強度也將增長。
2、公路等級要求的道路性質(zhì)
對于設(shè)計要求的公路道路等級越高，平整度要求也越高，越需要采取強而有力的軟地基沉降處理措施。反之，公路等級較低時，可先鋪簡易公路路面，等待地基沉降結(jié)束后，再鋪常規(guī)的公路路面以達到節(jié)約資金的目的。
公路道路的形狀。路堤的設(shè)計寬度與高度也是選擇處理方法時要考慮的重要原因。一般來說，采用換填法時，對于寬而低的路堤容易出現(xiàn)局部破壞的現(xiàn)象；在設(shè)計高度大而穩(wěn)定性不足的情況下，采用壓重法將受到較大的限制；此外設(shè)計的路堤越寬越高，則地基產(chǎn)生壓力的底部將越深，而引起深處黏土層沉降也越大。
3、公路施工的周圍環(huán)境
公路施工中對周圍環(huán)境的影響，如處理地基時的振動、噪聲及地下水的變化和多余的泥水散落等，因此在選擇軟地基施工方法時必須詳細的加以考慮。
對于路堤高度較高而地基特別軟弱的情況：在施工過程中，周圍地基可能會經(jīng)常發(fā)生大的隆起或沉降。因此，假如在路堤坡腳附近有民房和重要建筑物時，應(yīng)充分考慮多方因素以減小總沉降量，同時控制剪切變形。如果工程中不能采用這類方法實現(xiàn)目的，應(yīng)考慮事先對可能受影響的建筑物或者民房加以保護，否則應(yīng)考慮以高架橋梁代替路堤的方法。
二、公路工程軟土路基施工技術(shù)應(yīng)用
1、碎石樁的壓密注漿技術(shù)
壓密注漿技術(shù)需要根據(jù)施工現(xiàn)場的情況，如地質(zhì)地貌、天氣等，要對相關(guān)因素進行收集分析計算，最終設(shè)計出最適合的方案。壓密注漿碎石樁技術(shù)使用的材料主要是碎石和水泥。具體做法是對已經(jīng)加固好的樁位投放碎石，然后使往樁里注入水泥，等到水泥凝結(jié)度達到初級的時候，再通過之前留下的管道向樁里注入水泥，這樣可以使碎石間的縫隙得到充分的銜接，使樁體四周的土質(zhì)變得更加的密實，采用壓密注漿技術(shù)還需要用到其他輔助技術(shù)來，利用鉆孔技術(shù)對地基進行鉆孔，然后將碎石等材料投入鉆孔中，再進行注漿，將水泥封在孔中，與周圍的土地形成復合地基。壓密注漿技術(shù)，加快了工作的效率，節(jié)省了人力物力，壓密注漿技術(shù)與碎石樁相結(jié)合的方法，因受外界因素的影響較小，所以適合于各種地形環(huán)境；這種施工技術(shù)，所需要的設(shè)備簡單，操作簡單，成本低，提升了路基的承載力。
2、置換法改善軟土路基
在道路施工過程中，表面處理技術(shù)只能改善軟土路基表面土體的工程力學性質(zhì)，而整個路基的耐久性卻難以保證，對道路的正常使用與養(yǎng)護造成了嚴重影響。用于處理軟土路基的置換技術(shù)主要就是通過將高強度土體替代軟土來增加軟土路基的承載力和穩(wěn)定性。利用爆炸技術(shù)和人工置換土體等強制置換土體是軟土路基主要的置換技術(shù)，軟土路基置換技術(shù)可徹底改變路基的土質(zhì)。在實際施工過程中的置換土體常常為粗粒土，在人工置換后還往往會將土體夯實。
3、軟土路基施工的凍結(jié)技術(shù)
凍結(jié)法在公路軟土路基施工中也是比較常見的，所需要的設(shè)備和材料包括制冷機、液化氮或者二氧化碳，凍結(jié)法首先要將液態(tài)的 C02進行膨脹，運用制冷裝置使軟土路基定型、冷凍，這樣可以有效的增加軟土的強度，凍結(jié)法液壓系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)可以使得液體在低溫的狀態(tài)下流動，從而加固土層的硬度。
4、加載技術(shù)改善軟土路基
加載技術(shù)處理軟土路基主要是采用人工壓實的方法來改善軟土路基的工程力學性質(zhì)。在實際工程中，應(yīng)采用重型壓路機對軟土路基進行反復的人工壓實工作，排出軟土路基中的水分降低水含水量，減小軟土路基中的孔隙，減小軟土路基的變形。在對軟土路基進行反復壓實的過程中應(yīng)該對其壓實工作的施工質(zhì)量進行檢測與監(jiān)督，以保證軟土路基的壓實效果。通過對軟土路基的反復壓實可將軟土路基壓制成符合道路工程施工要求的路基土壤。加載技術(shù)處理軟土路基簡單有效，降低施工成本，達到道路路基施工要求，已被廣泛的運用于我國的道路工程軟土路基施工處理中。
三、軟土路基施工質(zhì)量控制措施
1、對施工技術(shù)的有效管理措施。完善施工管理是軟土施工工程的一個重點內(nèi)容。良好有序的管理制度，能夠促進工程順利完成。在軟土施工中采取的措施需要我們結(jié)合實際進行探索。首先，嚴格劃分工作以及責任分配，由于軟土施工技術(shù)自身具有的特點，不同的部門應(yīng)該分管不同的技術(shù)步驟，并且出現(xiàn)技術(shù)困難時，相應(yīng)部門及時有效的予以處理。
2、對施工材料的管理措施。施工材料的好壞決定了工程的質(zhì)量，在軟土路基的管理中同樣也需要保證施工材料的質(zhì)量。軟土路基在現(xiàn)在的公路建設(shè)中有著舉足輕重的地位，在施工管理中應(yīng)重點關(guān)注。首先，在施工前，要嚴格保證施工材料的質(zhì)量，嚴格選擇符合資格的供應(yīng)商，堅決杜絕等腐敗問題的出現(xiàn)；其次，在施工過程中，要隨時監(jiān)督材料的使用以及進貨的過程，對材料進行抽樣檢查，防止不合格的材料被用在公路建設(shè)中，這將會威脅到人們生命財產(chǎn)的安全。在此，在工程驗收階段，需要對材料進行再次復核。做好每個環(huán)節(jié)的材料管理工作，使軟土路基達到我們的預(yù)期效果。
四、結(jié)束語
綜上所述，公路作為交通的主要方式，不僅關(guān)系到社會經(jīng)濟的發(fā)展，也和人的生活工作息息相關(guān)，在施工過程中安全問題是重中之重，為了避免在竣工后投入使用時造成不可估量的后果，在設(shè)計時就要注意各種問題，軟基處理技術(shù)的應(yīng)用可以使工程進展變得順利，也可以從很大程度上減輕工程量。
參考文獻
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關(guān)鍵詞：高速公路，軟基處理，卸載控制，固結(jié)度
中圖分類號：U412.36+6 文獻標識碼：A 文章編號：
1 引言
地基規(guī)范提出的卸載標準是：對以沉降控制的地基，經(jīng)預(yù)壓消除的變形量滿足設(shè)計要求且受壓土層的平均固結(jié)度達到80%以上時，可以卸載。朱向榮對超載卸除后地基的殘余變形進行了研究，結(jié)果表明，超載卸除后土層的殘余應(yīng)變與卸載時土層的平均固結(jié)度及超載比大小有關(guān)，當固結(jié)度相同時，土層的殘余應(yīng)變隨卸載量的增大而減小，當卸載量一定時，土層的殘余應(yīng)變隨平均固結(jié)度的提高而減小。
為了同時考慮卸除超載時地基達到的平均固結(jié)度和超載比對地基殘余變形的影響，較合理的是以有效應(yīng)力面積R作為超載預(yù)壓設(shè)計和卸載控制的標準。對一維壓縮情況，有效應(yīng)力面積比R的簡化公式為：
（1）
式中：Pf為永久荷載；為超載；為卸載前壓縮土層的平均固結(jié)度。
在工程實際操作中，卸載標準的確定一般均以現(xiàn)場監(jiān)測為準。在路堤工程中，確定卸載時間的監(jiān)測方法有平均速率法和工后沉降值法平均速率法指的是當荷載施加完成以后，路基中心的月沉降速率或連續(xù)兩個月沉降觀測值小于某一個限值時(京津塘公路為8mm/月，滬寧公路為5mm/月),即可卸載。工后沉降值法是通過沉降觀測資料預(yù)測最終沉降量，推算出的最終沉降量減去卸載時的實測沉降量應(yīng)小于容許工后沉降。
工程實踐已經(jīng)表明:采用工后沉降允許法和沉降速率法判定是否可以卸除超載均是可行的，在工程中可以互為補充，互為驗證。
2 現(xiàn)場超載預(yù)壓卸載控制
根據(jù)《公路軟土地基路堤設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ017-96）規(guī)定,在路面設(shè)計使用年限內(nèi)（通常為15年）,允許工后沉降為：一般路基段不得高于30cm、橋頭過渡段（約30 m長度范圍）應(yīng)小于10cm；沉降速率法卸載標準采用連續(xù)兩個月沉降速率小于5mm/月。本路段采用工后沉降允許法和沉降速率法雙層判定是否可以卸除超載預(yù)壓土，為了保證路基的穩(wěn)定性，更好的防止高速公路在今后使用過程中跳車現(xiàn)象的出現(xiàn)，允許工后沉降在一般路基和橋頭過渡段一律采用小于10cm；沉降速率法采用連續(xù)兩個月沉降速率小于5mm/月。
湖北某高速公路路基采用超載預(yù)壓處理軟土路基，淤泥厚度4.1～5.2m，塑料排水板間距1.2m，處理深度10m，塑料排水板打穿淤泥層，填土高度7m，其中包括預(yù)壓土2m，土工格柵兩層，實際路堤填筑期9個月，設(shè)計要求預(yù)壓期6個月。
經(jīng)實測資料推算得到地基最終沉降后，那么在超載作用下地基應(yīng)該發(fā)生的沉降量至少是：St≥最終沉降量-容許工后沉降，對于該斷面St≥最終沉降量-容許工后沉降（228.60 mm），按雙曲線配合法計算可得預(yù)壓時間t為31天，即可得到超載預(yù)壓土的卸載時間。
根據(jù)本路段的卸載控制標準，雖然至2月9日工后沉降以滿足卸載要求，但從表1可看出，二月月沉降量達18.2mm，路基沉降仍未穩(wěn)定，如果在這個時候卸載，有可能由于路基縱向沉降不均勻而導致路面開裂，截止至最后監(jiān)測日，本斷面已連續(xù)兩個月月沉降量在5mm以內(nèi)，已滿足卸載要求，可以卸載。預(yù)壓期為163天，設(shè)計要求預(yù)壓期6個月，基本一致。
表1 斷面預(yù)壓期月沉降信息表
3 固結(jié)度分析
固結(jié)度是評價地基處理效果和預(yù)估工后沉降的主要依據(jù)，圖2為由實測孔壓計算的斷面單層填土固結(jié)度和總固結(jié)度與時間、填土的關(guān)系圖。從圖中可以看出，固結(jié)度總的變化規(guī)律：隨著填土的增加，固結(jié)度也隨之增大，加載期固結(jié)度增長速度明顯比停載期快；在加下一級荷載時，其固結(jié)度基本上都在70%以上，說明土體固結(jié)較快，從總固結(jié)度變化曲線可以看出，在施工前期，土體固結(jié)度增長較快，說明前期固結(jié)沉降量較大。
對比理論計算和實測固結(jié)度發(fā)現(xiàn)，理論計算固結(jié)度盡管在加載期或預(yù)壓前期比實測固結(jié)度小，但在預(yù)壓后期（預(yù)壓3個月以后），理論計算固結(jié)度都比實測固結(jié)度大，說明土體經(jīng)預(yù)壓后，其固結(jié)系數(shù)隨時間和固結(jié)度的增加而不斷減小，對比地基處理前后土工實驗，其實測結(jié)果也證實了這一點。這是因為在加載前期，土體孔隙比較大，孔壓消散快，土體有效應(yīng)力增加較快，因此其固結(jié)較快即固結(jié)系數(shù)較大。隨著土體逐漸被壓縮，其孔隙比越來越小，孔壓消散速率越來越慢，土體有效應(yīng)力增長變慢，因此其固結(jié)也越來越慢即固結(jié)系數(shù)變小。
圖2 斷面固結(jié)度時程圖
4 結(jié)論
從工后沉降及固結(jié)度兩方面對超載預(yù)壓加固軟土路基進行了效果評價。結(jié)果表明，本標段預(yù)壓六個月后，固結(jié)度均達到90%以上、沉降速率和工后沉降均滿足卸載要求，可以卸載。
參考文獻
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張在喜，超載預(yù)壓加固軟土路基現(xiàn)場試驗研究[D]．中國科學院碩士學位論文，2003，55-58.
關(guān)鍵字：軟土；地基處理；技術(shù)方法
Abstract: the soft soil foundation treatment is a large project construction need to solve problems and deal with one of our country in recent years, with increasing the scale of investment in infrastructure and urbanization process speed limits, all kinds of buildings and infrastructure construction process, will meet of the soft soil foundation processing technology, at present, soft soil foundation treatment of new methods, new techniques, new technology many, but to the applied range of this method and the objects have no very clear requirements and definition, once the choice of technology produces deviation, the result will directly affect the safety of the building will be infrastructure for steady running, therefore, the soft soil foundation treatment technology analysis is very necessary.
Key words: soft soil; Foundation treatment; Technology and methods
中圖分類號：TU447文獻標識碼：A 文章編號：
1 引言
軟土地基處理是大型工程建設(shè)中需要解決和處理的難題之一，隨著我國近年基礎(chǔ)設(shè)施投資規(guī)模的加大和城市化進程的提速，各種建筑和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)過程中，都會遇到軟土地基的處理技術(shù)，目前，軟土地基處理的新方法、新工藝、新技術(shù)很多，但對方法的適用范圍和對象沒有很明確的要求和定義，一旦技術(shù)的選擇產(chǎn)生偏差，其結(jié)果會直接影響建筑物會基礎(chǔ)設(shè)施的安全穩(wěn)定和持續(xù)運行，因此，對軟土地基處理技術(shù)進行總結(jié)分析是很有必要的。
2 軟土的定義和基本特點
軟土泛指淤泥及淤泥質(zhì)土，是第四紀后期于沿海地區(qū)的濱海相、瀉湖相、三角洲相和溺谷相，內(nèi)陸平原或山區(qū)的湖相和沖擊洪積沼澤相等靜水或非常緩慢的流水環(huán)境中沉積，并經(jīng)生物化學作用形成的飽和軟粘性土，其主要組成成分是粘粒和粉粒等細小顆粒。軟土含水量一般在50%～70%之間，飽和度≥95%，天然空隙在1～2之間，具有很到的含水量和空隙性；在滲透性方面，軟土的滲透系數(shù)在i×10-4～i×10-8cm/s之間，滲透系數(shù)較小，且水平方向較垂直方向更甚，因此，在地基處理時需要很長的固結(jié)時間，隨著荷載的加大，常伴隨著較大的孔隙水壓力；在壓縮性方面，軟土的壓縮系數(shù)在0.7～1.5MPa-1之間，伴隨著荷載的增加，會經(jīng)歷很長時間的不均勻且較大的變形；在抗剪強度方面；軟土的抗剪強度小且與加荷速度及排水固結(jié)條件密切相關(guān)，不排水三軸快剪所得抗剪強度值很小，且與其側(cè)壓力大小無關(guān)。排水條件下的抗剪強度隨固結(jié)程度的增加而增大；同時，軟土還具有較顯著的觸變性和蠕變形。
3軟土地基的處理方法研究
3.1軟土地基目的
在軟土區(qū)域進行施工和建設(shè)，工程的質(zhì)量和穩(wěn)定性會受到一定的考驗。軟土地基在沒有很好的措施和技術(shù)處理的情況下，會造成地基的抗剪強度不足以支承上部結(jié)構(gòu)的自重及外荷載，使得地基出現(xiàn)局部或整體剪切破壞，同時，地基在上部結(jié)構(gòu)的自重及外荷載作用下，會造成不確定和不均勻的沉降變形，影響地基上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和正常使用，當沉降超出允許范圍時，會造成上部結(jié)構(gòu)的開裂和整體破壞，造成重大損失，形成安全隱患，因此軟土地基處理目的是利用換填、夯實、擠密、排水、膠結(jié)、加筋和熱學等方法對地基土進行加固，用以改良地基土的工程特性，提高地基的抗剪強度，降低地基的壓縮性，改善地基的透水特和動力特性，改善特殊土的不良地質(zhì)特性，使得地基能夠穩(wěn)定，變形能夠控制在合理的范圍內(nèi)，保證軟土地基上部建筑結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)定運行。
3.2 軟土地基處理方案研究
目前，工程施工中軟土地基處理的方法很多，常用的方法有反壓法、換土墊層法、振密擠密法、強夯擠淤法、粉體攪拌法、土工合成材料加筋加固法、振動水沖法、預(yù)壓砂井法、拋石擠淤法、堤身自重擠淤法等
（一）反壓法。該方法較為傳統(tǒng)，也較為常用。主要用于對變形要求不高的堤防等水利工程和道路工程中，主要是通過在結(jié)構(gòu)的一側(cè)或兩側(cè)修筑反壓平臺，以防止地基基土被上部結(jié)構(gòu)自重壓力擠出，保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。基本原理是以反壓土體重量改變地基的應(yīng)力狀態(tài)和變形條件，它可以壓制地基因加荷的不均勻而出現(xiàn)的塑性擠出和地面隆起的趨勢，還能使軟土地基得到部分固結(jié)，從而提高了反壓平臺下面地基的強度，特別是對排水條件比較好的薄層軟土，效果尤為顯著。
（二）換土墊層法。其基本原理是挖除淺層軟弱土或不良土，分層碾壓或夯實土，按回填的材料可分為砂(或砂石)墊層、碎石墊層、粉煤灰墊層、干渣墊層、土(灰土、二灰)墊層等。干渣分為分級干渣、混合干渣和原狀干渣;粉煤灰分為濕排灰和調(diào)濕灰。換土墊層法可提高持力層的承載力，減少沉降量;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量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(zhì)土、松散素填土、雜填土、浜填土以及已完成自重固結(jié)的沖填土等)與低洼區(qū)域的填筑。一般處理深度為2m～3m。適用于處理淺層非飽和軟弱土層、素填土和雜填土等。
（三）粉體攪拌法。該方法主要是采用特制的設(shè)備和機具，將加固劑粉體材料(水泥或石灰)通過壓縮空氣的傳送，與地基土強行拌和，使之產(chǎn)生充分的物理、化學反應(yīng)后，形成一定強度的粉噴樁。這是一種改善土質(zhì)，提高地基強度的軟土地基加固方法，可以廣泛地適用于淤泥質(zhì)土，雜填土，軟粘土等地基加固。該方法的主要特點是原理科學、費用低廉、加固成本低。施工不需要水源，不需要排污，場地干凈;樁體強度高，與深層攪拌法相比較，在條件相同的情況下，粉噴樁施工效果較好，因為深層攪拌法是濕法施工，而粉噴樁是干法施工，是從地基土中吸取一定的水量，從而提高了地基的加固效果;無側(cè)向擠土問題。
（四）自重擠淤法。該方法就是把一定量和粒徑的塊石拋在需要進行處理的淤泥或淤泥質(zhì)土地基中，將原基礎(chǔ)處的淤泥或淤泥質(zhì)土擠走，從而達到加固地基的目的。通常將不易風化的石料（尺寸一般不宜小于30cm）拋填于被處理堤基中，拋填方向根據(jù)軟土下臥地層橫坡而定。最后在上面鋪設(shè)反濾層。這種方法施工技術(shù)簡單、投資較省，常用于處理流塑態(tài)的淤泥或淤泥質(zhì)土地基。
（五）旋噴法。該方法主要是利用旋噴機具造成旋噴樁以提高地基的承載能力，也可以作聯(lián)鎖樁施工或定向噴射成連續(xù)墻用于地基防滲。旋噴樁是將帶有特殊噴嘴的注漿管置于土層預(yù)定深度后提升，噴嘴同時以一定速度旋轉(zhuǎn)，高壓噴射水泥固化漿液與土體混合并凝固硬化而成樁。所成樁與被加固土體相比，強度大、壓縮性小。適用于沖填土、軟黏土和粉細砂地基的加固。對有機質(zhì)成分較高的地基土加固效果較差，宜慎重對待。而對于塘泥土、泥炭土等有機成分極高的土層應(yīng)禁用。
（六）強夯法。強夯法是將80KN的夯錘起吊到6～30m的高度，讓錘自由落下，對土進行夯實。經(jīng)夯實后的土體孔隙壓縮，同時，夯點周圍產(chǎn)生的裂隙為孔隙水的出逸提供了方便的通道，有利于土的固結(jié)，從而提高了土的承載能力，而且夯后地基由建筑物荷載所引起的壓縮變形也將大為減小。
（七）預(yù)壓砂井法。預(yù)壓法是在排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)的相互配合作用下，使地基土中的孔隙水排出，有效應(yīng)力增加達到硬化固結(jié)的目的。其基本做法如下：先將加固范圍內(nèi)的植被和表土清除，上鋪砂墊層；然后垂直下插塑料排水板，砂墊層中橫向布置排水管，用以改善加固地基的排水條件；再在砂墊層上鋪設(shè)密封膜，用真空泵將密封膜以內(nèi)的地基氣壓抽至80KPa以上。該方法加固時間長，抽真空處理范圍有限，適用于工期要求較寬的淤泥或淤泥質(zhì)土地基處理。流變特性很強的軟粘土、泥炭土不宜采用此法。
4 結(jié)論
軟土地基的處理是工程勘察設(shè)計和施工前期需要解決的重要問題。軟土地基處理的效果直接關(guān)系到施工的難度、成本的投入以及后期工程的運行安全、維護費用等。因此，根據(jù)工程地質(zhì)勘察隊軟土構(gòu)成的評定和分析，選擇合適的軟土地基處理方法顯得尤為重要。本文在分析軟土的構(gòu)成以及軟土地基處理目的的基礎(chǔ)上，對軟土地基的處理方法進行了總結(jié)分析，其結(jié)果對軟土地基的處理具有重要的指導意義。
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【關(guān)鍵詞】軟土地基；路基穩(wěn)定性；驗算
Checking of the stability of the soft soil subgrade
Mo yan-ying
（Qinghai traffic Vocational and Technical College in Xining 810001）
【Abstract】Highway subgrade should have sufficient capacity to maintain the stability of the foundation ， because it has the greater loads laid on the natural foundation . The soft clay ground of their own poor nature of the works may occur due to slide or larger depression after filling ， resulting in the destruction of the road embankment and pavement ， while it has to take appropriate measures to meet the general requirements of the stability. Checking the stability of soft clay ground in highway design is a key element， in this paper elaborated on several ways about checking the stability of the soft soil subgrade：stress method， the effective consolidation stress method， effective stress method etc.
【Keywords】Soft clay ground； Atability of subgrade； Checking
1.引言
軟土是指濱海、湖沼、谷地、河灘沉積的天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低的細粒土。在這種細粒土軟弱地基上修筑路基，往往會發(fā)生路基失穩(wěn)或過量沉陷，導致公路破壞或不能正常使用的情況，大大降低公路的使用效果。我國公路行業(yè)規(guī)范對軟土地基未作定義。日本高等級公路設(shè)計規(guī)范將其定義為：主要由粘土和粉土等細微顆粒含量多的松軟土、孔隙大的有機質(zhì)土、泥炭以及松散砂等土層構(gòu)成。地下水位高，其上的填方及構(gòu)造物穩(wěn)定性差且發(fā)生沉降的地基。
2.臨界高度的計算
軟土地基的臨界高度Hc，是指天然地基狀態(tài)下，不采取任何加固措施，所容許的路基最大填土高度。
2.1 均質(zhì)薄層軟土地基
此時圓弧滑動面與軟土層底面相切，則
式中： ——容許填土的臨界高度，m；
c——軟土的快剪粘結(jié)力，kPa；
——填土的容重，kN/m3；
——穩(wěn)定因數(shù)，其值與路堤坡腳 及深度因素 值有關(guān)?？刹閳D2-1而定。查圖時路堤高度為待
定值，需用試算法假定 ，計算 （ 為
軟土層厚度），據(jù)以查圖。
2.2 均質(zhì)厚層軟土地基
由于 值很大， 值向無窮大數(shù)值接近，取 ，故
鑒于填土的容重，一般為17.5～19.5 kN/m3，所以工程中可近似取 。
對于非均質(zhì)軟土地基的填土臨界高度，涉及因素較多，實際計算時可根據(jù)穩(wěn)定性分析結(jié)果而定。
圖2-2 軟土地基穩(wěn)定性計算模式
3.路基穩(wěn)定性的計算方法
軟土地基的路堤滑動成圓弧滑動面，穩(wěn)定性驗算方法采用圓弧條分法，根據(jù)計算過程中參數(shù)選擇不同，可分為總應(yīng)力法、有效固結(jié)應(yīng)力法、有效應(yīng)力法等。
3.1 總應(yīng)力法
當采用總應(yīng)力法時，地基的抗剪強度采用總強度 ，或采用直剪快剪指標的 、 值，而路堤填料的抗剪強度則用直剪快剪指標，如圖2-2，此時安全系數(shù)的表達式為：
式中： ——各土條在滑弧切線方向的下滑力總和；
——地基土內(nèi)（AB?。┛辜袅Γ?/p>
——地基土內(nèi)（BC?。┛辜袅?，
——滑裂體某一土條的（下標可為 或 ）總重力， ，kN；
——土條底部滑裂面對水平面的夾角；
——土條底部滑弧長，m；
——滑裂面半徑，m；
——當?shù)?土條的滑裂面處于地基土層內(nèi)時，該土條滑裂面所處地基土層的天然十字板抗剪強度；
、 ——當?shù)?土條的滑裂面處于地基內(nèi)（AB弧）時，分別為該土條所在土層的快剪（直剪）粘聚力 （kPa）及快剪內(nèi)摩擦角 ；
、 ——當?shù)?土條的滑裂面處于地基內(nèi)（BC弧）時，分別為該土條滑裂面所處路堤填料的粘聚力 （kPa）及快剪內(nèi)摩擦角 ；
——當?shù)?土條的滑裂面在路堤填料內(nèi)時，若該土條滑裂面與設(shè)置的土工織物相交，則P為該層土工織物每延米寬（順路線方向）的設(shè)計拉力；
——某些外力（如水平向地震力產(chǎn)生的對滑裂面圓心的滑動力矩）。
總應(yīng)力法中的抗剪強度指標可由十字板原位測定，也可從靜力初探的 換算取得。在不少地區(qū)有經(jīng)驗公式可供參考?？倯?yīng)力法計算的 值主要是為快速施工瞬時加載情況下提供的安全系數(shù)，而從未考慮在路堤荷載作用下，土層固結(jié)所導致的土層總強度的增長。
3.2 有效固結(jié)應(yīng)力法
有效固結(jié)應(yīng)力法可以求固結(jié)過程中任意時刻已知固結(jié)度的安全系數(shù)，但它本身不計算固結(jié)度，只是把固結(jié)度作為已知條件。在路堤荷載作用下，達到某一固結(jié)度時，滑裂面上某一土條底面所出土層的軟土抗剪強度有兩部分組成，其一為未加荷前的土層天然強度 ，其二為路堤填筑后，固結(jié)過程所增加的強度 。此時安全系數(shù) 的計算如下式：
式中： —— 或 ；
——地基的固結(jié)度；
、 ——當?shù)?土條的滑裂面處于地基內(nèi)（AB?。r，分別為該土條所在土層的快剪（直剪）粘聚力 （kPa）及快剪內(nèi)摩擦角；
、 ——當?shù)?土條的滑裂面處于地基內(nèi)（AB弧）時，分別為該土條所在土層的固結(jié)快剪（直剪）的內(nèi)摩擦角及滑裂面所處位置的固結(jié)度；其他符號意義同前。
在上述計算公式中， 是一個土基在路堤自重作用下，固結(jié)過程中土基強度雖路堤附加有效固結(jié)應(yīng)力增長的增長率，因而可以采用固結(jié)快剪（直剪）指標。此時的安全系數(shù)是考慮了固結(jié)作用，但是屬于瞬時破壞的情況；也可以有效抗剪指標 ，但此時的安全系數(shù)表示考慮固結(jié)，且破壞是緩慢發(fā)生的（滑裂時有剪切引起的孔隙水壓力能消散）。用有效抗剪強度指標比固結(jié)快剪指標所算得的安全系數(shù)應(yīng)大一些。
值得注意的事，當固結(jié)度較小時，用有效固結(jié)應(yīng)力法計算的安全系數(shù)不一定比用快剪指標的總應(yīng)力法計算的安全系數(shù)大。
3.3 有效應(yīng)力法（準畢肖普法）
畢肖普假定條件切向分力為零（即土條間合力方向為水平），我國學者對畢肖普法求安全系數(shù) 的公式進行了改進后，提出的準畢肖普法，其公式為：
式中： ——地基的固結(jié)度；
——第 土條浸入地下水位以下的浸水深度，m；
——水的容重；
、 ——分別為土條內(nèi)路堤部分的高度和容重。
準畢肖普法的優(yōu)點：不需要事先知道孔隙水壓力 ，符合有效應(yīng)力原理，同時也考慮了地下水位對 的影響，但必須對每層土做三軸試驗，在公路工程中要獲得有效指標 和 需做大量的試驗。此時可用固結(jié)快剪指標代入準畢肖普法中進行計算，一般固結(jié)快剪指標稍低于有效剪切指標，據(jù)它來設(shè)計是偏于安全的。
結(jié)語：
對于薄層軟土，原則上應(yīng)清除換土；軟土層較厚時，如果填土高度 超過軟土所容許的填筑臨界高度 ，換土量較大，應(yīng)采取加固措施。軟土地基的加固方法很多，對于路基而言，由于填筑面積較大，要根據(jù)需要和可能，選擇技術(shù)經(jīng)濟條件許可的最佳方案，擇優(yōu)而定。比較簡易的加固方法是鋪筑砂石墊層、修建反壓護道、采用柴排等；必要時也可以考慮設(shè)置砂、石灰樁、水泥攪拌樁等加固措施。
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