滨海软土地基处理方法探讨

马朝文　吕　伟

摘要：文章首先阐述了软土地基尤其是滨海软土地基的特点，对目前常用的软土地基处理方法以及新技术进行了分析，从中比较、选择适合滨海软土地基处理的方法，经过在深圳滨海大道的实际应用，得到了令人满意的结果，并强调以现场原位试验来确定软土工程力学性质，将更符合工程实际。

关键词：滨海道路；地基处理；软土；软土地基

中图分类号：U416.1 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2009）01-0079-02

随着沿海城市经济的快速发展，对高等级道路的建设需求也不断地加大。但由于沿海道路地质形成的特殊性，沿线路基下经常存在深厚的软土层，这极大地影响了道路的长期稳定和安全使用，使得滨海道路建设的难度加大。因此，滨海软土地基处理技术的研究对沿海道路的建设十分重要。

一、软土的概述

淤泥及淤泥质土总称为软（粘）土。它是在静水或非常缓慢的流水环境中沉积，经生物化学作用形成，天然含水量大于液限、天然孔隙比大于1.0的粘性土。当天然孔隙比大于1.0而小于1.5时为淤泥质土；当天然孔隙比大于1.5时为淤泥。软土广泛分布在我国东南沿海、内陆平原和山区，如天津、上海、杭州、宁波、温州、福州、厦门和广州等沿海地区，以及昆明和武汉等内陆地区。

天然软土具有下列特征：

1．含水量高：淤泥和淤泥质土的含水量多为50%～70%，液限一般为40%～60%，天然含水量随液限的增大而增加。

2．孔隙比大：天然软土的孔隙往往要比同一垂直压力下的重塑土的孔隙比高出0.20～0.40。

3．渗透性小：其渗透系数值一般在1×10^-4～1×10^-8cm/s之间。而大部分淤泥和淤泥质土地区，由于该土层中夹有数量不等的薄层或极薄层粉砂、细砂、粉土等，故在垂直方向的渗透性比水平方向要小。

4．压缩性高：淤泥和淤泥质土的压缩系数a1-2一般为0.7～1.5MPa-1，最大达4.5MPa-1，且随着土的液限增大，压缩性增大。

二、常用软土地基处理方法

软土地基是指在地基敷设的自然地面下存在含水量丰富、孔隙比大和承载力低的地基。软土地基加固就是将低承载能力和大压缩性的原状土加固到足以承担地基所需的强度和工后沉降要求，有时也为了减少地基的渗透性。为了达到上述目的，通常有两类方法：一类是对天然地基土体进行土质改良；另一类是在天然地基中插入（也包括置换）材性较好的材料，如砂石、土工合成材料、混凝土、钢管等。土质改良的方法可分为下述几类：预压使软粘土产生排水固结；振密、挤密松散土体；灌入固化物使之与天然地基土体形成复合土体，如水泥土；冻结或烧结天然土体以改善其物理力学性质。

目前工程中常用的地基处理方法有如下分类：

1．置换。置换是用物理力学性质较好的岩土材料置换天然地基中部分或全部软弱土或不良土，形成双层地基或复合地基，以达到提高地基承载力、减少沉降目的。置换属浅层处理法，适用于软弱土层位于地基表面且最大深度一般在3m，最大不超过5m的情况。

2．排水固结。排水固结是指土体在一定荷载作用下固结，孔隙比减小，强度提高，以达到提高地基承载力，减小工后沉降的一种方法。

3．灌入固化物。灌入固化物是向地基中灌入或拌入水泥，或石灰，或其他化学固化材料在地基中形成复合土体，以达到地基处理的目的。

4．振密、挤密。振密、挤密是指采用振动或挤密的方法使土体进一步密实以达到提高地基承载力和减少沉降的目的。主要包括下述地基处理方法：表层原位压实法、强夯法、振冲密实法、挤密砂桩法、挤密碎石桩法（括振冲挤密碎石桩、振动沉管挤密碎石桩、冲锤成孔挤密碎石桩和一千振成孔碎石桩等）、孔内夯扩挤密桩法、爆破挤密法、土桩和灰上桩、以及夯实水泥土桩法等。

5．加筋。加筋是在地基中设置强度高、模量大的筋材，以达到提高地基承载力、减少沉降的目的。强度高、模量大的筋材可以是钢筋混凝土，低强度混凝土，也可以是土工合成材料等。

6．冷热处理。冷热处理是通过冻结，或焙烧、加热地基土体改变土体物理力学性质以达到地基处理的目的，主要包括：冻结法、烧结法。

三、滨海软土地基处理技术常用方法

1．袋装砂井预压法。在软土地基上填土时，由于土体固结排水所需的时间和渗透路径长度的平方成正比，在地基中设置连通的排水体可以大大缩短预压固结所需的时间，因此通常在预压时先在地基中设置砂井之类的排水体，然后分级加载预压，我们将这种方法称为排水固结法。

2．塑料排水板法。随着塑料工业的发展和科技的进步，在软基处理过程中，出现了一种代替袋装砂井的新材料，即塑料排水板。塑料排水板的作用与原理和袋装砂井相同，设计时可将塑料排水板的断面换算成相当直径的袋装砂并。与袋装砂井法相比塑料排水板法具有插板机械轻、效率高、对土扰动小、造价低等优点，因此，近几年来在公路、铁路、水电、港口、机场、建筑等工程中得到了广泛的应用。

3．强夯置换法。强夯法又名为动力固结法或动力压实法。这种方法是反复将重锤（一般为10～40t）提到高处使其自由落下（一般落距为10～40m）夯击地基，从而使地基的强度提高、压缩性得到降低的方法。

4．土工合成材料法。土工合成材料是以人工合成的聚化物为原料制成的各种类型产品。可置于岩土或其他工程结构内部、表面或各种结构层之间，具有过滤、防渗、隔离、排水、加筋和防护等多种功能，发挥加强、保护岩土或其他结构功能的一种新型岩土工程材料。

5．粉体喷射搅拌桩。粉体喷射搅拌桩是利用水泥作为固化剂，通过特制的搅拌机械将粉状固化剂喷入软土地中强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理、化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的桩体，并与桩间土体共同作用组成复合地基。

四、滨海软土路基处理新技术

1．工程概况

深圳市滨海大道跨越低台地、古砂堤、海湾潮间带、水下浅滩及海积平原等多个地貌单元，工程地质条件复杂，根据地形、地貌、地层结构及工程地质条件复杂程度，将全线划分为工程地质3个大区。现分区简述如下：

Ⅰ区地貌单元为低台地及古砂堤。地层结构自上而下为人工填土，植物层，海积粗砂，冲、洪积粘土，坡、残积粘土及残积砾质粘土，总体上讲工程地质条件较好，除人工填土和植物层需清除（或处理）外，其余地层的允许承载力在160～220kPa之间。

Ⅱ区区段长7.25km，位于深圳湾北岸潮间带及水下浅滩，根据淤泥层的生成环境、淤泥层的工程性质及地层厚度和层次构造，Ⅱ区进一步划分为四个亚区，Ⅱ1、Ⅱ3亚区的厚度相近，而Ⅱ3亚区下伏层中有冲、洪积淤泥质上分布。II 2的厚度最厚，Ⅱ4亚区因其淤泥层厚度明显薄于其他亚区而划出。

Ⅲ主要为鱼塘，原始地貌为海积平原，地层结构依次为人工填土，海积淤泥层，海、冲积砾砂，残积砾质粘土。海积淤泥层厚度2m左右，工程性质比Ⅱ2亚区好。

2．地基处理方法

滨海大道地基处理主要采用土工布+砂垫层+塑料排水板+超载预压排水固结方法处理。依据滨海大道工期、路堤填土高度和淤泥层厚度的不同，确定近期主路基范围超载预压排水板间距为1.2m，超载量为1.30～2.0m不等。近期的主路基和绿化带范围排水带间距为主盲沟，横断面方向按50m间隔设次盲沟，主次盲沟交汇处设集水井。

滨海大道地基处理采用土工布+砂垫层+塑料排水板+超载土预压排水固结法，施工顺序为：围堰土堤、横隔堤—场地清理—土工布铺设—铺砂垫层—排水板作业—主次盲沟、积水井设置—路基土填筑—超载土填筑—超载土卸除。

滨海大道地基处理设计技术控制指标：

（1）工后沉降量：一般路基20cm；桥头接坡高填土路基15cm。工后不均匀沉降差1.0×10-3。

（2）施工期及固结历时：近期实施的主路基范围按14个月考虑；远期实施的主路基及绿化带范围按5年考虑。

3．效果检验

为掌握超载预压排水固结的效果，在超载预压期间，在现场进行十字板和静力触探试验，钻探采用原状土样在室内进行物理力学性试验，同天然状态的各项性能指标对照，滨海大道超载预压排水固结效果显著，达到了预期的目的。

五、小结与建议

1．道路工程地基处理技术方法多种多样，应因地制宜，做出正确的选择，以便在保证工程质量的同时尽可能降低工程造价。因此本文针对滨海软土地基的自身特点，在现有的软土地基处理方法中，经过比较选择了适合滨海软土地基处理的方法，并经在深圳滨海大道的实际应用，得到了令人满意的结果。

2．塑料排水板超载预压排水固结法处理滨海大道软基，从十字板强度测试成果，静力触探试验成果和钻探原状土样的物理力学性试验成果表明，淤泥层的平均含水量已由89.1%减小到52.9%，压缩系数由2.28MPa-1减小到1.18MPa-1。十字板、静力触探和抗剪强度指标增长2～3倍，滨海大道软基处理效果十分明显。

3．软土是一种具有特殊工程性质的土类，其物理力学指标，成因类型的微变都对工程建筑有较大的不良影响。现行规范均把软土作为一个独立的土类进行规定，对工程实践有重要的指导作用。但由于软土的成因复杂，钻探取样困难，运输和室内制样扰动大，常使其物理力学指标失真。本文强调应以现场原位试验来确定其工程力学性质，将更符合工程实际。

参考文献

[1]龚晓南．高等土力学[M]．浙江大学出版社，1994．

[2]深圳市标准．深圳地区地基处理技术规范(SJG04-96)[M]．深圳市建设局，1996．

[3]叶书麟．地基处理工程实例应用手册[M]．北京：中国建筑工业出版社，1998．

[4]刘玉卓．公路工程软基处理[M]．北京：人民交通出版社，2002．

作者简介：马朝文（1973- ），男，湖北公安人，供职于无锡华岩勘测设计有限公司，中级职称，研究方向：岩土工程；吕伟（1977- ），男，江苏丰县人，供职于江苏徐州工程勘察院，研究方向：岩土工程。