談軟土路基處理的方法

宋 瀛 周 佳

(天津市市政工程設(shè)計研究院，天津 300051)

談軟土路基處理的方法

宋 瀛 周 佳

(天津市市政工程設(shè)計研究院，天津 300051)

從作用機理和適用條件兩方面論述了不同軟土路基處理方法的區(qū)別，重點講述了對于道路路基設(shè)計中較為常見的換填法、袋裝砂井或塑料排水板、水泥攪拌樁、一次預(yù)壓+水泥攪拌樁二次處理方法，并論述了軟土路基橫向與縱向處理的范圍以及不同軟基處理路段的過渡方法，對于軟土路基設(shè)計具有重要意義。

軟土路基，預(yù)壓排水法，水泥攪拌樁，CFG樁，適用條件

1 概述

軟土路基是指由淤泥及淤泥質(zhì)土、吹填土、雜填土或其他高壓縮性土組成的地基。這種路段常見的問題包括路堤的失穩(wěn)，橋頭跳車，不均勻沉降等。為了減少上述問題，需要進行軟土路基處理。常見的方法包括：換填法，預(yù)壓固結(jié)，CFG樁，水泥攪拌樁，管樁，反壓護道，鋪設(shè)土工材料等方法[1-5]。不同的處理方法是針對不同地質(zhì)條件的，因而研究何種情況下采用何種處理方法對于道路的設(shè)計具有重要意義。

2 軟土路基處理方法的區(qū)別

2.1 作用機理

常用的軟土路基處理方法包括換填，堆載預(yù)壓，水泥攪拌樁，CFG樁等復(fù)合地基等。這幾種方法的作用機理如下：

1)改換路基填料法：是將路基底面以下較小深度范圍內(nèi)的不良土層清除，再用具有較高強度和硬度，穩(wěn)定性好，抗侵蝕性較好的填料分層填筑；同時用人工或機械方法對路基分層壓實，夯實，振搗，使其滿足工程要求的處理工藝，適用于軟土厚度小于5 m的情況。

2)堆載排水預(yù)壓處理：如袋裝砂井或者塑料排水板+堆載預(yù)壓，通過排水固結(jié)法來使地基土抗剪強度提高的速率加快，使路基及其上構(gòu)造物利用自重分級逐漸施加，使軟弱土基的強度增加，從而適應(yīng)其上荷載的要求，最后達到設(shè)計指標。使用這種處理方式可使以下兩個方面參數(shù)得到較好的解決：a.穩(wěn)定方面，可使土基的抗剪強度提高速度加快，從而使地基的承載力和穩(wěn)定性得到提高。b.沉降方面，使土基的沉降在加載預(yù)壓期間得以完成或大部分完成，使其上構(gòu)造物在運營期間避免發(fā)生過大的沉降或沉降的不均勻。

3)復(fù)合地基：水泥攪拌樁，CFG樁，管樁等。在路基及其上荷載作用下，荷載由復(fù)合地基中的打入樁和樁間的路基土一起承擔(dān)；在復(fù)合地基設(shè)計時，要使加固樁之間的土體強度得到充分利用，使加固樁之間的土體對荷載的分攤作用充分發(fā)揮，從而優(yōu)化復(fù)合地基的承載能力。在承受外部荷載時，加固樁與其間土體的變形是較為同步并基本一致的。因此，復(fù)合地基的變形將小于天然地基，從而使地基處理的目的得以實現(xiàn)。

復(fù)合地基是由加固樁和樁間土兩部分復(fù)合而成，在其下仍有下臥層，在設(shè)計時，應(yīng)復(fù)核其下臥層的強度和形變等指標。

2.2 適用范圍

從各種軟土路基處理方法的適用條件來看，區(qū)別在于：1)軟土層厚度；2)是否存在箱涵，擋土墻或者橋臺等結(jié)構(gòu)物。對于一般路段，采用袋裝砂井(塑料排水板)+堆土預(yù)壓即可，對于土比較缺乏的路段還可采用水載。對于橋臺，箱涵等結(jié)構(gòu)物來說，一般采用復(fù)合地基，按照軟土地層的厚度來選擇水泥攪拌樁，是CFG樁還是管樁。對于24 m以上軟基，為了節(jié)省造價，當不采用管樁時，也可以采用CFG+預(yù)壓固結(jié)排水法，即先按照一般路段排水固結(jié)，然后再反開挖施工CFG樁，具體情況列于表1中。

表1 各種方法適用范圍

2.3 設(shè)計思路

根據(jù)《公路路基設(shè)計規(guī)范》的要求，按照道路等級確定相應(yīng)的工后沉降標準。然后結(jié)合該工程地質(zhì)的實際情況及不同路段的要求，根據(jù)本文表1選取合適的處理方法。根據(jù)土工試驗可算得路基極限填土高度，對于高于此值的路段，在設(shè)計時應(yīng)按照工后沉降和填土穩(wěn)定性來進行設(shè)計確定相關(guān)參數(shù)。

地基穩(wěn)定性驗算采用圓弧滑動中的估計有效應(yīng)力法，按施工期和運營期的荷載分別計算穩(wěn)定安全系數(shù)。如采用固結(jié)有效應(yīng)力法(固結(jié)快剪指標)，其安全系數(shù)大于1.20，如采用改進總強度法，安全系數(shù)大于1.30。地基沉降量主固結(jié)沉降采用分層總和法。路基橫斷面上某點的施工結(jié)束后沉降等于該點在路面設(shè)計和運營年限內(nèi)地基產(chǎn)生的沉降總量減去該點在路面和路基施工期的沉降量。對于復(fù)合地基則可按照地基承載力來確定樁徑，樁間距等相關(guān)設(shè)計參數(shù)。

3 結(jié)語

1)常用的軟土路基處理方法包括：換填法，水泥攪拌樁，CFG樁，管樁，反壓護道，鋪設(shè)土工合成材料等方法。

2)不同的處理方法對應(yīng)著不同的適用條件，本文從路基荷載，軟土性質(zhì)來論述了換填法，袋裝砂井或塑料排水板，水泥攪拌樁，一次預(yù)壓+水泥攪拌樁二次處理方法，CFG樁，袋裝砂井(塑料排水板)+水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)，管樁等方法的適用范圍。

3)本文論述了軟土路基的橫向、縱向處理范圍的原則，以及不同軟土處理方法如何設(shè)置過渡段等相關(guān)技術(shù)問題。

4)本文的研究內(nèi)容對于道路特殊路基設(shè)計具有一定的指導(dǎo)意義。

[1] 徐澤中.公路軟土地基路堤設(shè)計與施工關(guān)鍵技術(shù)[M].北京：人民交通出版社，2007.

[2] 章丹峰，鄧 浩，楊 彬.堆載預(yù)壓法加固軟基效果評價與測試分析[J].地下空間與工程學(xué)報，2006，2(8):1399-1402.

[3] 王春波.天津濱海新區(qū)吹填土固化技術(shù)及固化機理研究[D].天津:天津城市建設(shè)學(xué)院碩士學(xué)位論文，2007.

[4] 齊宏偉，王 印.CFG樁復(fù)合地基承載力計算方法分析[J].華北科技學(xué)院學(xué)報，2004，1(3)：46-49.

[5] 潘林有,謝新宇.用曲線擬合的方法預(yù)測軟土地基沉降[J].巖土力學(xué),2004,25(7):1053-1058.

Discussion on soft foundation treatment method

Song Ying Zhou Jia

(TianjinMunicipalEngineeringDesign&ResearchInstitute,Tianjin300051,China)

From the mechanism and applicable conditions two aspects discussed the difference between different soft soil foundation methods, mainly discussed the more common replacement method, bagged sand well or plastic drainage board, cement mixing pile, one preloading + cement mixing pile secondary treatment methods, and discussed the transverse and longitudinal treatment range of soft foundation and the transition methods of different soft foundation treatment sections, had important significance for design of soft foundation.

soft foundation, preloading drainage method, cement mixing pile, CFG pile, applicable condition

2015-01-06

宋 瀛(1982- )，男，工程師； 周 佳(1983- )，女，工程師

1009-6825(2015)08-0153-02

U416.1

A