软土地基处理方法及施工工艺浅析

侯忠材

摘要：地基问题的处理恰当与否，不仅直接影响建筑物的造价，而且直接影响建筑物的安危，即它关系到整个工程的质量、投资和进度，因此其重要性已愈来愈多地被人们所认识。本文主要对软土地基处理方法及施工工艺进行了分析探讨。

关键词：软土地基；处理方法；存在问题；施工工艺

中图分类号： TU471.8 文献标识码： A

引言

软土地基一般指由吹填土、杂填土、淤泥质土等构成的压缩层或者其他高压缩性土层所组成的地基,其存在不稳定性。软土路基拥有强度低、固结慢、变形大等特点,因而常使地基上工程出现裂缝、下沉,甚至是破坏。因此,在软土地基上建造建筑物或施工,要求对软土地基进行处理,主要是使地基工程性质得到改善,满足建筑物对地基稳定和变形的要求,消除存在的不利影响。

一、我国软土地基的现状

在我国沿海地区及内陆平原或山间盆地都广泛分布着不同类型的软土，其主要特点是地基承载力较低，荷载作用下变形较大，这给公路修建带来了许多工程问题。而不同地区的软土形成机理不同，特点和性质各异，对于公路的作用也有所差别。同时建好或修建中的公路由于各种原因使得路基强度较低，发生路基沉陷、路面脱空或路面变形过大等病害，特别是桥头、通道台背等与路基接头处两者沉降量不同，直接影响路面的平整度、线型的平顺和路面结构的稳定。对于高速行驶的车辆来说，其安全性、经济性、舒适性均受到影响，大大降低了高速公路的实用性，同时，给养护部门也带来了诸多不便。因此选择合适的软土路基处理方法已成为保证高速公路的质量和充分发挥其优越性的重要因素之一。

二、现有软土地基处理方法存在的问题

现有的软土地基处理方法繁多,有的技术已比较成熟,在实践工程得到广泛的运用;有的处理技术还在探索和研究阶段。目前,地基处理技术存在以下问题,并有待进一步解决。（1）未能因地制宜选用合理的地基处理方法,存在一定的盲目性。（2）施工单位素质成为地基处理的重要影响因素。施工队伍缺乏必要的技能,有时存在偷工减料现象,这些都严重影响软土地基处理的质量。（3）施工机械的优良直接影响地基处理的水平和质量。目前,我国地基处理施工机械不能满足现代工程建设的需要,因而简陋的机械难以保持稳定良好的施工质量。（4）地基处理技术理论与实践发展不一致。土木工程的实践先于理论是一般规律,但重视理论研究,用理论指导实践也具有重要意义。

三、软土地基处理方法及施工工艺

1、换填土法

当淤土层厚度较簿时，可采用淤土层换填砂壤土、灰土、粗砂、水泥土及采用沉井基础等办法进行地基处理，鉴于换砂不利于防渗，且工程造价较高，一般应就地取材，以换填泥土为宜。可将软土全部挖除，使路堤筑于基底或尽量换填渗水性土。这种方法适用于软土厚度小于2m的路堤。换土法要回填有较好压密特性土进行压实或夯实，形成良好的持力层，从而改变地基承载力特性，提高抗变形和稳定能力，施工时应注意坑边稳定，保证填料质量，填料应分层夯实。

2、表层处理法

表层处理法适用于地表面极软的情况下，该法是通过排水、敷设或增添材料等方法，提高地表强度，防止地基局部剪切变形，保证施工机械作业：同时尽可能把填土荷载均匀地分部于地基上。这类处理方法又分为：砂垫层法、表层排水法等等。

2.1砂垫层法

对于地基上部软土层极薄且含水量大时，要在软土地基上敷垫0.5-1.2m左右厚的砂砾垫层。这样可以达到固结软土层，使砂砾层既起到上部排水层作用，又起到填土内地下排水层的作用，在确保降低填土内水位的同时，又为施工机械提供了良好的通行条件，在施工中要注意以下问题：（1）妥善处理砂砾垫层的端部。若用透水较差的粉土作填料时，其砂砾垫层的坡脚要宽出0.5-1.0m，免得被覆盖，一旦被覆盖，就有可能防碍侧向排水，因此对砂砾垫层的端部要妥善处理。（2）砂砾垫层施工时应设放样板。摊铺作业一般采用自卸汽车与推土机联合操作，要尽量做到均匀一致。（3）与其他方法并用。在极软地基上，若仅考虑砂砾垫层来确保大型机械的通行，往往需要较厚的砂砾垫层，这样就会提高工程造价，这是很不经济的，所以常于表层排水或敷垫层材料等方法并用。

2.2表层排水法

对土因含水量过大而导致的软土地基，在填土之前，地表面先开挖沟槽，排出地表水。同时降低地基表层的含水量，以保证施工机械通行。回填沟槽时，最好采用透水性好的砂砾或碎石为回填材料，这样可保证沟槽在施工中能达到盲沟的效果。（1）沟槽的布置沟槽布置要考虑利用自然坡度排水；填土沉降要考虑坡度的变化；不使来自四周挖方部位的地表水、渗透水侵入填土；沟槽的间隔要尽可能加密，以增大排水能力，即使有部分沟槽切断也不会防害整体排水。（2）沟槽的构造沟槽一般宽为0.5m，深0.5-1.0m。填土之前在沟槽内用透水性良好的砂砾(砂)回填成为盲沟。纵向盲沟一般沿道路纵向或中央纵向，开挖横向盲沟一般间距按10-15m内布置。在沟槽内埋设多孔排水管时，必须选用优质反滤层加以保护。

3、添加剂法

对于表层为粘性土的软土地基，可在表层粘土内参入添加剂，来改善地基的压缩性能和强度特性，提高填土稳定及固结的效果。添加材料通常使用生石灰、熟石灰和水泥。用石灰类作添加材料主要通过现场拌和或厂拌的方法，在降低土壤含水量和生产团粒效果外，还会对被固结的土随着时间的推移发生化学性固结，使粘土成分发生质的变化，从而促进土体稳定。在施工中应注意以下问题：（1）添加材料配比设计。添加材料的适当剂量，要根据所处理的土质、施工方法和试验配比的结果来判定。一般改良土、石灰土、水泥稳定土较为常用。改良土是利用现场地基土掺石灰(一般含石灰6%)后再次选用，其优点是施工方便，造价低。石灰土是用黄土掺石灰(一般含灰10%-12%)后使用其造价较改良土要高；水泥稳定土是用黄土掺水泥(一般含水泥3-5%)后使用，其造价较高，在秋、冬季雨天施工时，工期短时不得已采用，其优点是不需要太长的养生时间，就可以使地基固结达到施工要求的强度。（2）固结与养生。用水泥或熟石灰处理软土地基时，当拌和已结束即产生固结。用生石灰处理软土地基时，从拌和时的初步碾压到生石灰消解结束，要进行二次固结，若强度足够，可不必养生。但因土质或施工条件不同，被处理过的土质强度增长也不同，一般以养生一周后的强度为所要求的固结强度。（3）生石灰消解程度的判断。生石灰消解过程常伴随着体积膨胀，若在此期间进行碾压，就不可能获得预期效果，因此在固结时要掌握发热温度、准确判断消解结束时间。

4、置换法

本法是以优质土置换软弱土，确保填土稳定和减少沉降量。施工方法分为人工挖掘置换和机械挖掘置换。其施工比较容易，多数情况下能在短时间内达到所要求的目的，一般在工期紧的情况上使用。从可能性来说置换结果较优，置换材料应采用即使受到水浸也不致降低承载力的粗粒土，最好采用质量较好的砂砾或石渣，但必须进行充分压实，在施工中应注意以下问题：（1）妥善处理换填层的端部。最好不用透水较差的粉土填料，尽量采用水稳性好的路基填料，且注意侧向排水。（2）要注意充分压实，只有达到规定的压实度，才能保证路基的整体稳定性。（3）开挖范围必须要开挖至软弱土边缘或路基全宽，且要考虑压实机械的工作宽度；深度视下部土质和设计承载要求而定，一般不超过2.5m。

结束语

综上所述,本文以道路工程为例,讨论了几种常用软土地基处理方法及其复合处理措施。然而在实际工程中由于软土地基成因复杂和多变的地质条件,因此需要根据具体情况,采用合理的软土地基处理措施,并且从经济、技术、建设要求等多方面综合比较分析,选择最优处理方案。

参考文献

[1]《路基施工技术规范》.北京:人民交通出版社,2003.

[2]潘瑞春,黄瑞章,周新年,等.道路工程软土地基处理方案选择研究进展[J].公路交通科技,2012(10).

[3]蒙江涛.浅谈道路工程中软土地基常用的处理措施[J].技术与市场,2009,16(8).