国内道路工程软土地基处理方法简介

陈赣浙

【摘 要】本文根据地基处理的加固原理，对目前国内道路工程软基处理方法进行分类介绍，并对各类软基处理方法进行适用性分析，最后扼要对软基处理技术的发展进行了展望。

【关键词】道路工程；软土地基；加固原理

0 引言

自改革开放以来，我国土木工程发展很快，其中道路工程建设规模日益扩大，而工程中往往会出现软土地基路段。由于软土地基具备高含水量、高压缩性，大孔隙比等缺点，严重影响道路的安全和稳定，往往需要经过地基处理形成人工地基才能满足道路对地基的要求。

地基处理是否恰当，不仅影响道路的安全和使用，而且对建设速度、工程造价有不小的影响。很多时候甚至成为道路工程建设中的关键问题。因此，采取必要的软基处理成为道路工程项目中的关键，提高软土地基处理水平，对加快基本建设速度、节约基本建设投资具有特别重大的意义。

1 软土及软土地基定义

1.1 软土

根据《城市道路路基设计规范》CJJ194-2013，软土的鉴别标准如表1：

1.2 软土地基

软土地基普遍定义是指由软弱土（如淤泥、淤泥质土等）构成的压缩层或者其它高压缩性土层所组成的地基，具有天然含水量和压缩系数高、天然孔隙比和沉降变形大、抗剪强度和承载力低、渗透系数小等特点。由于软土地基普遍存在不稳定性，易受扰动，它常常造成道路路基出现不均匀沉降，甚至是整体失稳破坏。在我国，软土地基比较集中于沿海滨岸、大江大河、各大湖泊周围。这些软土地基主要是在海岸、江河下游、湖泊周围渐渐沉积的。

2 道路工程软基处理方法分类介绍

国内道路工程软土地基处理方法的分类尚不统一，本文根据地基处理的加固原理，将常用地基处理方法分为7类。

2.1 换填垫层法

换填垫层法的基本原理是挖除浅层软弱土或不良土，分层碾压或夯实换填材料。垫层按换填的材料可分为砂（或砂石）垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土（灰土）垫层等。换填垫层法可提高持力层的承载力，减少沉降量；消除或部分消除土的湿陷性和胀缩性；防止土的冻胀作用及改善土的抗液化性。常用机械碾压。平板振动和重锤夯实进行施工。

该法常用于基坑面积宽大和开挖土方较大的回填土方工程，一般适用于处理浅层软弱土层（淤泥质土、松散素填土、杂填上、浜填土以及已完成自重固结的冲填土等）与低洼区域的填筑。一般处理深度为2～3m。此法适用于处理浅层非饱和软弱土层、湿陷性黄土、膨胀土、季节性冻土、素填土和杂填土。

2.2 振密挤密法

振密挤密法的原理是采用一定的手段，通过振动、挤压使地基土体孔隙比减小，强度提高，达到地基处理的目的。

该方法可细分为：①表层压实法；②重锤夯实法；③强夯法；④振冲挤密法；⑤土桩与灰土桩法；⑥砂桩；⑦爆破法。

2.3 排水固结法

排水固结法的基本原理是软上地基在附加荷载的作用下，逐淅排出孔隙水，使孔隙比减小，产生固结变形。在这个过程中，随着土体超静孔隙水压力的逐渐消散，土的有效应力增加，地基抗剪强度相应增加，并使沉降提前完成或提高沉降速率。

排水固结法主要由排水和加压两个系统组成。排水可以利用天然土层本身的透水性，也可设置砂井、袋装砂井和塑料排水板之类的排水体。加压主要有地面堆载法、真空预压法和降低地下水位法等。

该方法可细分为：①堆载预压法；②砂井法（包括袋装砂井、塑料排水带等）；③真空预压法；④降低地下水位法；⑤电渗排水法。

2.4 置换法

置换法的基本原理是以砂、碎石等材料置换软土，与未加固部分形成复合地基，达到提高地基强度的目的。

该方法可细分为：①振冲置换法（碎石桩法）；②石灰桩法；③强夯置换法；④水泥粉煤灰碎石桩法（CFG桩法）。

2.5 加筋法

加筋法的基本原理是通过在土层中埋设强度较高的土工合成材料、拉筋、受力杆件等提高地基承载力、减小沉降、维持建筑物或土坡稳定。

该方法可细分为：①土工合成材料；②加筋土；③土层锚杆；④土钉。

2.6 胶结法

胶结法的基本原理是在软弱地基中部分土体内掺入水泥、水泥砂浆以及石灰等固化物，形成加固体，与未加固部分形成复合地基，以提高地基承载力和减少沉降。

该方法可细分为：①灌浆法；②高压喷射注浆法；③深层搅拌法。

2.7 轻质路堤法

轻质路堤是采用轻质填料，通过减轻上部填土重量来降低地基中的应力水平、提高地基的稳定性和减少沉降的一种方法。主要分为EPS块体轻质路堤、泡沫砼轻质路堤、EPS颗料混合土轻质路堤和粉煤灰轻质路堤等。因其工期短、施工方便、对周围环境影响小及桥头段沉降过渡效果较好，在高速公路中得到越来越多的应用，城市道路中对于部分沿河填土较高的路段也在推广采用。

该方法除在浇注过程中对湿容重、流动度进行自检外，交工验收时还需对其抗压强度、顶面高程、厚度、轴线偏位、宽度等进行检验。轻质路堤的处理方法常用软基结构物路段；滑动后的修复路堤等路段，对于软土指标较差的拓宽高路堤也可采用。

3 道路工程软基处理方法适用性分析

软基处理技术种类的不断发展，为道路工程进行多方案比选提供了可能。下面对国内常用的7种软基处理方法对道路工程的适用性用图表的形式进行直观地比较（表2）。

道路工程中的软基处理方案选择是个多影响因素（工况、处理目标、气候、工期等）的分析过程，如果仅凭工程人员的个人主观经验，往往很难选择最优方案，存在一定的局限性和盲目性。因此，实际工程中需具体问题具体分析，用科学的方法选择出最优方案。

4 道路工程软基处理方法发展与展望

随着理论与实践经验的日积月累，道路软基处理方法不断更新，人们在原有的技术基础上，对传统常规的处理方法进行改造升级，或者在新的理论基础上形成一套新的处理技术。

当今社会大力提倡人与自然和谐发展，因此道路软基处理方案的选择不仅要考虑技术、经济指标，还要着重考虑环境指标。而且软基处理方案选择涉及到很多影响因素，应该是一个定性加定量分析的过程。但是现今工程技术人员在处理方案各影响因素的考虑上，往往存在着较强的主观性。对多方案比较时往往只是进行简单的技术、经济、环境比较，基本都是是定性分析，定量分析几乎没有涉及。工程技术人员对软基处理方案的选择，还处于通过经验进行决策的阶段。

因此，展望未来，我们应该在道路工程软基处理方法日新月异的同时也需要逐步形成一个较为系统的、科学的理论来指导处理方案的选择，这样才能使先进的理论更好的为实际道路工程建设进行服务。

【参考文献】

[1]龚晓南.地基处理技术及其发展[J].土木工程学报，1997，30（6）：3-11.

[2]郑俊杰.地基处理技术（第二版）[M].华中科技大学出版社，2009.

[3]郑刚，等.地基处理技术发展综述[J].土木工程学报，2012，45（2）：127-146.

[4]黄瑞章.道路工程软土地基处理方案选择研究[D].福建：福建农林大学，2013.

[责任编辑：王楠]