李　斌

摘要：文章以對軟土地基處理措施的理論研究及多個軟土工程項目的實(shí)踐為依據(jù)，以具體工程的處理為背景對現(xiàn)行工程中幾種常見的軟土處理措施作了相關(guān)闡述，謹(jǐn)供參考。

關(guān)鍵詞：大面積深厚層軟土地基；地基處理；地基條件；工程費(fèi)用；機(jī)具來源

中圖分類號：TU447文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-2374（2009）09-0156-02

一、工程概況

本工程位于福建省福清市境內(nèi)，為國家二級鐵路工程，目前處于施工設(shè)計階段，其重點(diǎn)路基工程為軟土路基等。正線軟土路基控制工后沉降不大于30cm；集裝箱裝卸線軟基控制工后沉降不大于20cm；其余貨物線及場坪軟基控制工后沉降不大于50cm。

本線軟土均分布于海積平原區(qū)，層厚0～23米不等，主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)：③淤泥或淤泥質(zhì)黏土：基本承載力σ0=40～50KPa，天然容重γ＝16.3g/cm3，內(nèi)聚力C＝3.5KPa～6.0KPa，內(nèi)摩擦角φ＝2.5°～4.0°，固結(jié)不排水剪φcu=12°～15°，壓縮模量Es＝1.5MPa～2.0MPa，垂直固結(jié)系數(shù)Cv=1.9～4.3×10-3cm2/s，水平固結(jié)系數(shù)Ch＝1.6～3.1×10-3cm2/s，有機(jī)質(zhì)含量=4%～8%，攪拌樁樁周極限摩阻力fi＝6.2KPa～8.5KPa。

二、根據(jù)地質(zhì)條件不同進(jìn)行地基分區(qū)處理及處理方案的優(yōu)選

現(xiàn)行工程項目施工中對軟土地基的處理措施大致可以分為以下幾種：

1．換填法：其是指將路基范圍內(nèi)的軟土挖除，用穩(wěn)定性好的土、石進(jìn)行回填。當(dāng)軟土距地面近，厚度較薄，甚至地面上有魚塘、蝦池或稻田，往往表面有腐泥，可直接將這些腐泥、軟土挖掉，換填以優(yōu)質(zhì)砂礫或適宜的選料，以徹底消除其隱患。對于清除表層腐泥時，可采用高壓水泵直接將泥漿抽掉，當(dāng)?shù)孛鏇鰰窀珊?，再鋪筑路基土，其按排淤方式可分為開挖換填法、拋石擠淤法和爆破排淤法3種。

2．土工格柵加強(qiáng)法：采用編織式土工布和土工格柵，鋪設(shè)于軟基表面，可單獨(dú)使用，也可以聯(lián)合使用，更多的是在深層處理后鋪設(shè)，在地面先填以厚約30cm中粗砂，以增加土工格柵和土工積物摩阻力，可充分發(fā)揮它們調(diào)整應(yīng)力的作用，一般在鋪設(shè)時采用張拉施工，并將兩端錨固為佳。

3．排水固結(jié)法：其包含排水系統(tǒng)（塑料排水板）與加壓系統(tǒng)（堆載預(yù)壓法），該法是先對地基設(shè)置豎向排水體，然后利用對地基進(jìn)行加載預(yù)壓，使土體中的孔隙水排出，逐漸固結(jié)，地基發(fā)生沉降，同時強(qiáng)度逐步提高的方法。

設(shè)置排水系統(tǒng)主要在于改變地基原有的排水邊界，增加孔隙排水的途徑，縮短排水距離。塑料排水板作為垂直排水通道，其濾水性好，可確保排水效果；還有一定的強(qiáng)度和延伸率，可適應(yīng)地基變形的能力強(qiáng)；插放時地基擾動小，施工方便。有了排水系統(tǒng)后就要有相應(yīng)的加壓系統(tǒng)，有了壓力差，水才會排除去，地基才能得到固結(jié)。加壓系統(tǒng)的原理是通過在土基上堆載一定的附加荷載，使軟弱地基的空隙水逐漸得到排除，以達(dá)到重新固結(jié)，增加軟土的密實(shí)度，從而提高地基的承載能力，軟基的加固效果實(shí)在，消除工后沉降的作用明顯，當(dāng)工后沉降仍不滿足要求時，還可采用等載或超載預(yù)壓的辦法，只要保證有足夠的預(yù)壓期，便可不用或少用其他附加的排水固結(jié)措施，從而節(jié)省大量的工程處理費(fèi)用。

從施工和經(jīng)濟(jì)角度考慮，插塑料排水板和堆載可以同時施工，易于大面積地基處理，且技術(shù)可靠、工藝簡單，對地層的擾動較小，用塑料排水板堆載預(yù)壓法處理軟弱土層，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)資料進(jìn)行計算：填土高度2.5m≤h≤4m時，等載預(yù)壓厚度一般為0.25m～1.0m，超載預(yù)壓厚度一般為0.32m～1.5m；塑料排水板長12m～15m，間距1.2m。應(yīng)在處理區(qū)場地整平后，在灘涂面上鋪設(shè)一層土工布和0.8m厚的碎石墊層，再插打排水板。排水板采用SPB—IB型標(biāo)準(zhǔn)排水板，寬度100mm，厚度為4mm，呈梅花形布置，間距1.2m。排水板的深度應(yīng)穿透淤泥層的底面，堆載高度取2m，但該方法施工周期較長。

4．真空預(yù)壓法：其原理是在需要加固的軟土地基的地表上設(shè)置密封裝置，抽出密封膜內(nèi)的地下水及空氣后形成從地表下一定范圍內(nèi)的真空度，在大氣壓力作用下使該范圍內(nèi)的軟土層得到排水沉降后固結(jié)，取得真空預(yù)壓的效果，在密封膜上再加填土堆載，該地基將在真空預(yù)壓及堆載預(yù)壓的雙重作用下加快固結(jié)。

具體是在地基的表面先鋪設(shè)砂墊層，然后埋設(shè)垂直排水通道（袋裝砂井或塑料板排水井），再在砂墊層面鋪設(shè)一封閉薄膜使其與大氣隔絕，薄膜四周埋人土中，通過砂墊層內(nèi)埋設(shè)吸水管道，用真空裝置進(jìn)行抽氣，使其形成真空，當(dāng)抽真空時，在砂墊層、垂直排水通道先后形成壓差，在此壓差作用下，土體中的孔隙水不斷由排水通道排出，從而使土體固結(jié)，同時利用高速公路自身修筑的路堤路基，在砂墊層上再分層鋪筑路基，該部分堆載預(yù)壓結(jié)合真空預(yù)壓對加速軟粘土的排水固結(jié)，減小工后沉降起到積極作用。由于真空度產(chǎn)生的土體內(nèi)的負(fù)壓力使路堤向內(nèi)側(cè)收縮變形與堆載產(chǎn)生的正壓力使路堤向外側(cè)擠出變形正好相互抵消，從而使路堤保持相對穩(wěn)定，與一般的超載預(yù)壓相比，其工序減少了超載土方的填土和卸土工作。

施工要求：（1）待真空度達(dá)到設(shè)計要求后，及時填筑路堤，使真空與堆載聯(lián)合作用，形成超載。抽真空完成后應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)控路基水平位移和空隙水壓力的變化，防止路堤失穩(wěn)；（2）在路堤的逐層填筑施工時，填筑第一層填土?xí)r要十分小心，密封膜和膜上的保護(hù)層不能弄破。第一層填粘土，壓實(shí)后厚度30cm左右；鋪完碾壓仔細(xì)檢查確認(rèn)不漏氣后，一面抽氣，一面正常填筑路基；（3）抽真空與堆載形成聯(lián)合作用，當(dāng)膜下真空度穩(wěn)定在80KPa、填土厚度超過4m或真空卸除后，沉降速度控制在豎向位移<10mm/d，水平位移5mm/d。當(dāng)連續(xù)4晝夜實(shí)測地面沉降小于2mm/d，或地基固結(jié)度已達(dá)到設(shè)計要求85%時，經(jīng)驗收即可終止預(yù)壓、停泵、卸載，卸載24h后測量地表回彈。

5．水泥攪拌樁加固法：其特點(diǎn)是可以最大限度利用原土，較大地提高地基土強(qiáng)度、增大變形模量，施工質(zhì)量易于控制。攪拌樁直徑500mm，間距1200mm×1200mm，正方形布置，樁長12mm～15m，用32.5R硅酸鹽水泥，樁體水泥摻量12%，水泥用量約45kg/m，要求水泥土樁體90天后無側(cè)限抗壓強(qiáng)度≥0.8MPa。

施工要求：（1）攪拌樁施工前應(yīng)根據(jù)設(shè)計進(jìn)行工藝性試樁，確定滿足設(shè)計的各項工藝參數(shù)，如鉆進(jìn)下沉速度、鉆桿提升速度、攪拌轉(zhuǎn)速等，試樁數(shù)量不得少于2根；（2）施工中應(yīng)保持?jǐn)嚢铇稒C(jī)底盤的水平和導(dǎo)向架的豎直，攪拌樁的垂直偏差不得超過1，樁位偏差不得大于50mm；成樁直徑和樁長不得小于設(shè)計值；（3）對樁身上部1/2～1/3樁長且不小于5m范圍，應(yīng)采用復(fù)攪措施，將此范圍內(nèi)的水泥漿分兩次噴人，使攪拌效果達(dá)到最佳。

6．復(fù)合地基法：其可以分為兩種，一種是碎石樁，它是利用振沖器，在高壓水流下邊沖邊振在軟土中成孔，并分段在孔內(nèi)充填碎石形成碎石樁柱體，與擠密土體成為復(fù)合地基；另一種是粉噴樁、旋噴樁：它是用水泥（石灰或粉煤灰等）作為固化劑，通過深層攪拌機(jī)械，在地下深層將水泥等漿液或粉體經(jīng)攪拌后通過化學(xué)和物理作用形成的樁體。并與樁周的加強(qiáng)土體形成復(fù)合地基，以增加地基承載力、壓縮模量和抗剪力，可承擔(dān)外部較大的荷載，其具有施工速度快、加固深度大、效果好、對周圍環(huán)境污染少等特點(diǎn)。

為了保證樁基質(zhì)量，在施工前應(yīng)做好地質(zhì)勘探并取出當(dāng)?shù)赝翗?，做室?nèi)最佳配合比試驗，以確定合理固化劑摻人量，在施工時要保證樁基位置、數(shù)量、長度，以及材料質(zhì)量和用量、攪拌次數(shù)和沖振情況，同時還要作取芯檢查或其他測試的手段如觸探、荷載試驗以了解其加固效果。

結(jié)合上述幾種軟土地基處理措施的適用范圍，分析上述工程具體的地質(zhì)條件，發(fā)現(xiàn)此工程場地普遍存在0m～23m不等的淤泥或淤泥質(zhì)黏土，如不進(jìn)行預(yù)處理，勢必產(chǎn)生較大的沉陷，設(shè)計中針對各個地塊不同的使用要求將采用不同的處理辦法，因地制宜，當(dāng)路基沉降或穩(wěn)定不能滿足要求時，應(yīng)進(jìn)行基底處理，一般地段軟土路基采用挖除換填普通土、中粗砂（或砂夾碎石）墊層和土工格柵相結(jié)合以及打插塑板排水固結(jié)結(jié)合真空預(yù)壓等處理措施；當(dāng)軟土較厚、填方較高無法滿足穩(wěn)定及沉降要求時應(yīng)用水泥攪拌樁加固。

由于港區(qū)正線及集裝箱裝卸線下基底軟土較厚，排水固結(jié)法無法滿足鐵路路基穩(wěn)定和沉降要求，必須采用水泥土攪拌樁復(fù)合地基處理，集裝箱裝卸場地基采用真空—堆載聯(lián)合預(yù)壓，大型貨場地基處理采用堆載預(yù)壓結(jié)合強(qiáng)夯處理，其余預(yù)留場地僅采用插塑板排水固結(jié)處理。

三、結(jié)語

軟土地基有極大的危害性，如果不處理或處理不當(dāng)，就會造成地基失穩(wěn)，使構(gòu)造物沉降過大或不均勻沉降，對構(gòu)造物造成不同程度的危害，各種地基處理方法都有它的適用范圍、局限性和優(yōu)缺點(diǎn)，加之此工程情況復(fù)雜、工程地質(zhì)條件千變?nèi)f化、各個工程間地基條件差別很大，具體工程對地基的要求也不同，而且機(jī)具材料等條件也會因工作部門不同、地區(qū)不同而有較大的差別。

因此，對每一個工程都要進(jìn)行具體細(xì)致分析，應(yīng)從地基條件、處理要求、工程費(fèi)用以及材料、機(jī)具來源等各方面進(jìn)行綜合考慮，以確定合適的地基處理方法。在確定地基處理方法時，可根據(jù)工程具體情況，對幾種地基處理方法進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)以及施工進(jìn)度等比較。

參考文獻(xiàn)

[1]鐵路特殊路基設(shè)計規(guī)范（TB10035-2006）[S]．北京：中國鐵道出版社，2008．

[2]公路路基施工技術(shù)規(guī)范（JTJO33-95）[S]．北京：人民交通出版社，1995．

[3]葉書麟．地基處理工程實(shí)例應(yīng)用手冊[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，1998．

[4]趙維炳，唐彤芝，等．控制工后沉降處理深厚軟土地基[M]．北京：人民交通出版社，2006．

作者簡介：李斌（1978－），男，福建松溪人，供職于工程師福建鐵四院勘察設(shè)計研究院有限公司，研究方向：鐵路特殊路基處理設(shè)計。