关键词 高速公路;软土地基;沉降计算;地基处理
中图分类号U416 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2010)25-0143-02
0 引言
我国幅员辽阔,地质地貌条件多样,大量的高等级公路要经过软土区,由于软土路基的含水量、孔隙比大,同时其压缩性高,渗透性、承载力差,软土路基的沉降及其侧向变形尤为显著,且延续时间长。因此,在软土地基上修筑高速公路,往往会导致路基失稳或过量沉降。根据以往高等级公路的经验,很多问题都集中在软土路基的地段[1]。软土路基沉降分析与研究对高速公路建设有非常重要的意义。
国内外现有沉降计算理论及存在的问题:已有的沉降理论计算公式方法很多[2],包括分层总和法、e-lgp曲线法、司开普顿-比伦法、以及拉姆等人提出的应力路径法等,都是根据太沙基一维固结理论,引入不同的简化假定来计算地基的主固结沉降量,而未包括次固结沉降和瞬时沉降。瞬时沉降占地基总沉降量的比例相当大,其理论计算方法主要有:1)根据土体不排水变形模量按照线弹性理论计算,也包括阿波洛尼娅等人经有限元分析提出的修正方法;2)拉姆等人提出的应力路径法;3)徐少曼提出的根据二轴不排水试验的归一化曲线进行计算。其中,唯有拉姆等人提出的应力路径法考虑了加载方式及速率的影响,但其主要为室内试验,且试验的工作量大,还要有很高的试验技术,因此很难应用到实际工程中。
1软土的工程性质及沉降机理
软土是指滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。
1.1软土的工程性质
软粘土的性质与一般粘性土不同,通过对软土的物理力学性质指标进行统计并根据大量的工程实践,总结出软土主要的物理力学性质有:
1)天然含水量高;2)压缩性大;3)渗透性小;4)抗剪强度低;5)流变性十分显著;6)显著的结构性;7)构造较复杂;8)粘粒含量较高,且常含有有机质;9)一般具有较大的吸力或吸附力[3]。
1.2软土的沉降机理
当土工建筑物通过路基底面将荷载传给地基,使地基内部产生了应力和变形,从而导致基础下沉,工程上将通过向下传递荷载引起基础下沉称为基础的沉降。地基受力所引起的变形包括形状变形和体积变形。本文研究的沉降主要是指由正应力作用引起的体积变形。基础的沉降量及沉降差,首先与土体的压缩性有关,其次与作用在基础上的荷载大小和性质有关。
分析地基的沉降包括两部分内容:1)地基压缩变形的绝对大小,即沉降量的大小;2)地基压缩变形随时间的变化,即沉降速度。通常认为土体的变形是孔隙内水和气体体积变化引起的。水和气体的移动速度决定土体变形速度。
在外力作用下土体的沉降变形可分为3个阶段:首先是土体承受荷载的瞬间产生的瞬时沉降变形;其次是在外力作用下孔隙水从土体中排出,土体逐渐产生体积压缩变形。当施加在土体上的全部应力都由土颗粒承受时,达到不变的有效应力状态,土体的排水固结完成。
2软土地基处理
2.1影响沉降的因素
地基沉降变形的影响因素主要归结为人为因素和自然因素两大类。人为因素主要包括地加载方式、加载速率及基处理方法等;自然因素主要包括地基土参数的不确定性、应力路径与作用过程对变形的影响、土体的本构特性、地下水位变化及温度变化等。多种因素共同作用导致地基沉降变形,包括:
1)软基土材料参数的不确定性;2)土体的本构特性;3)应力路径与应力历史对变形的影响;4)地下水位变化对路基沉降的影响;5)温度对软土路基沉降的影响;6)路堤填筑速率对软土路基沉降的影响;7)路堤填土高度对软土路基沉降的影响;8)路基侧向位移对沉降的影响。
此外,地表水的冲刷、植被、土体中水分迁移对沉降变形亦有影响。
2.2常用地基处理方法
地基处理的方法很多,可以从不同角度来分类,一般是根据地基处理的原理来进行分类,高速公路软基处理有其自身的特点[4]。
1)换土垫层,此种方法可以分为:机械换土法、爆破挤淤法、抛石挤淤法、砂垫层法;2)强夯法;3)侧向约束法;4)土工织物加固法;5)排水固结法,此法可分为:堆载法、路堤荷载压重法、降水预压法、真空预压法;6)水泥土搅拌法;7)高压喷射注浆法;8)灌浆法;9)综合处理方法,常用的方式有[5]:砂垫层与固结排水法并用、反压护道法与竖向排水法并用、填土预压法与反压护道法、填土预压法与砂子加实桩法并用、填土预压法与竖向排水井法并用、缓冲填土加载法与竖向排水井法并用、袋装砂井和塑料排水板并用已在软基加固工程中得到广泛应用。
3结论
通过对软土路基沉降分析与研究,简述了软土路基的工程性质,以及沉降机理,介绍了工程中常用的沉降计算与固结理论,分析软土路基沉降因素,介绍工程中软土地基处理的常用方法。由于软土路基的特殊工程性质,在工程中就必须掌握各种软基处理方法的使用条件,因地制宜,采取切实可行的处理办法。
参考文献
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[3]张诚厚,袁文明,戴济群.高速公路软基处理[M].北京: 建筑工业出版社,1997.
【关键词】公路施工；软土路基；处理方法
1.软土地基处理的相关概述
我国公路事业的不断前进，公路建筑施工技术以得到空前未有的结果。随着软土地基处理技术的不断发展给我们的公路工程建设事业带来了一股新的动力，不仅使我们从中获得了巨大的经济效益与社会效益，而且也使得我国整体的公路地基处理技术发展来到了一个更高的水平。近几十年来，我国在引进了国外比较先进的软土地基处理方法的同时，逐步发展了符合我国国内具体公路工程地质条件的软土地基处理方法。譬如：我们对国外的强夯置换法、振冲法、深层搅拌法、土工合成材料、强夯法、高压喷射注浆法、EPS超轻质填料法等许多地基处理技术进行了引进与发展。而其他一些在我国已经应用的技术也得到了更多的创新和提高（比如排水固结法、土柱和灰土桩法、砂柱法等），同时我们也工程实践中自主发展了一些新技术（例如真空预压法、锚杆静压桩法、低强度桩复合地基法、刚性桩复合地基法等）。
2.常见公路软土地基处理方法及适用范围
2.1换填法
换填法就是将基础地面以下不太深的一定范围内的软弱土层挖去，然后以质地坚硬、强度较高、性能稳定、具有抗侵蚀性的砂、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、矿渣等材料分层充填，并同时以人工或机械方法分层压、夯、振动，使之达到要求的密实度。成为良好的人工地基。当地基软弱土层较薄，而且上部荷载不大时，也可直接以人工或机械方法（填料或石填料）进行表层压、夯、振动等密实处理，同样可取得换填加固地基的效果。
2.2碎石桩法
利用一个产生水平向振动的管状设备在高压水流作用下边振边冲，在软弱粘土中成孔后，再往孔内分批填入碎石等坚硬材料制成一根根柱体，由碎石桩体和桩间土组成复合地基，从而提高原有地基承载力，减少沉降量，这种加固地基技术叫作振冲置换或碎石桩法。此种方法由挤密砂体的振冲技术演变发展而来，其主要作用是置换部分软土，形成一个类似于钢筋混昆凝土复合结构，由于此种方法不受地下水位影响，且造价低，又能减少路基沉降。所以在高等级公路建设中越来越受到普遍重视。
2.3排水固结法
排水固结法是先在地基中设置砂井等竖向排水体，然后利用建筑物本身重量分级逐渐加载，或是在建筑物建造以前，在场地先行加载预压使土整体的孔隙水排出，逐渐固结地基发生沉降，同时强度逐步提高的方法。排水固结法就是在饱和软粘土地基在荷载作用下，孔隙中的水被慢慢排出，孔隙体积慢慢地减小，地基发生同结变形。同时随着超静水压力逐渐消散。有效应力逐渐提高，地基土的强度逐渐增长。
2.4水泥搅拌桩法
美国最早使用搅拌桩法水泥搅，拌桩法（喷浆法和喷粉法，也称湿法和干法）已成为高速公路软土地基处理中一种常用的方法。
3.选择公路软土地基处理方法时应考虑的因素
3.1道路形状
在公路施工中，路堤设计的高度与宽度是要考虑的重要因素，因为他们直接影响运用何种施工处理方法。如采用换填法时，宽而低的路堤易发生局部破坏；反之窄而高的路堤，下面易被换填。在设计高度大而稳定有危险的情况下，采用压重法将受到限制。还有路堤越宽越高，则地基产生压力球的根部越深而引起深处粘土层沉降。
3.2道路的条件
对于等级较低的公路来讲，可以先进行了路面的路基铺设，等沉降过程结束后。再进行正式路面的铺设；而对于高等级公路的施工，平整度是一项要考虑的标准，因此这就需要在公路施工过程中采用有效的沉降处理办法。
3.3施工周围的环境影响
公路施工中要考虑的环境因素也有很多，比如周围环境中的噪音、地下水的变化、振动地基等等都是要考虑的。而在一些特殊的环境中，还要有特殊的因素对施工产生影响。比如在地基特别软弱的情况下，如果路堤高度较高，就会引起施工周围地基的隆起或沉降。要避免这种类似现象的发生，就要考虑控制剪切变形的方法，如果有些情况下，这种方法不能实施，就要考虑是否可以运用高架构造来代替路堤以克服环境因素所带来的困难。
3.4道路所在地段
在公路施工中，一般地段上，剩余沉降即使大到一定程度，只要不均匀沉降不大，路面基本上不会丧失其平整度。但与构造物相连地段，剩余沉降将造成错台。而且若路基稳定性不够。桥台将受到大的土压力作用引起侧向位移的事故屡见不鲜。因此，构造物邻接地段的处理措施非常重要。
4.存在于公路软土地基的处理方法
4.1地基处理理论落后于实践
从实践一理论一再实践的角度看，实践先于理论是一般规律，对土木工程更是如此。但重视理论研究，用理论指导实践也是很重要的。对地基处理各种工法及一般理论缺乏深入系统的研究是发展中存在的问题之一。
4.2公路施工中违背因地制宜的原则
公路施工中，施工当地的地质特点决定了施工所要采用的方法。因此在选用软土地基处理方法的时候要考虑施工地的条件，不能盲目施工。比如在公路施工中，遇到饱和软粘土地基，那我们就不适宜采用振密、挤密等方法进行加固了。要严格按照公路地基处理原理与实际施工的地质条件，采用合适的地基处理方法。目前在公路软土地基处理方法的运用过程中，缺乏对于不同技术方案的比较与优化，有的时候所采用的最终方案不是最优的。这样有的时候虽然解决了问题，但是耽误了工期，造成了可以避免的浪费。无形中增加了公路施工的建设成本。
4.3施工机械的发展水平影响了技术实施的效果
近年来，我国公路地基处理施工机械发展很快，许多已形成系列化产品。但这些与我国公路工程建设的需要相比较，差距还很大。以深层搅拌法为例，不能很好保证公路施工质量不仅与施工单位素质有关，也与目前应用的施工机械水平有关。简陋的机械要保持稳定良好的施工质量是困难的。
4.4施工质量控制严格程度影响了技术实施运用的效果
公路施工工程，事关重大，因此施工质量是不能忽视的重要问题。禁止使用粉喷深层搅拌法。这种举措不是在否定深层搅拌法本身在公路地基处理过程中的不成熟，而是一种保护公路工程施工质量的举措。因为有些施工单位在粉喷深层搅拌施工过程中质量控制不严以及施工机械方面存在的一些问题。再加之偶尔一些单位偷工减料现象的发生，使得很多类似的相关技术手段得不到良好的实施。
关键词：软基；沉降；数值模拟
中图分类号：U412.36+6 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）38-0165-02
软土主要是由天然含水量大、压缩性高、承载能力低的淤泥沉积物及少量腐殖质所组成的土[1]。目前软土地基的常见的处治方法有：桩基法、换填法、灌浆法、排水固结法、排水砂垫层法和加筋法等，针对具体的软基地段，一般会采取两种或多种结合的处治方法。在建的南宁外环高速公路途径多处沼泽地、鱼塘和小河流所在的软土区域，由于地质情况较为复杂，给公路建设的施工带来很大的麻烦。针对该段软基深度不均匀，且处于填挖结合部，为了更好地减少不均匀沉降，采用砂垫层+加筋法进行处治。本文以在建的南宁外环高速公路上K20+400段软土地基的处治为例，为加筋+砂垫层法处治软基提供理论上的依据。
一、软土地基概况
本文所研究的软基路段位于南宁外环高速土建№2合同段K20+400处，经现场踏勘可知此处之前为一处鱼塘，处治前有少量积水，为沼泽地带；下覆基岩主要为第三系泥岩，覆盖层为第四系冲积层[2]；表层冲积粉质粘土呈软塑状，黄色，土质不均匀，混有细砂，层厚2.5m～7.5m不等，平均厚度约为6m。
二、加筋法处治过程
软土地基的常见的处治方法有：换填法、水泥搅拌桩法、碎石桩法和加筋法[3-6]，针对本段软土地基的实际情况，采取加筋法予以处治。图1即为采用加筋+砂垫层法处治软基的横断面设计图。
1.铺设土工布。先将软基段表层0.6m的软土清理掉，下面预先铺设一层土工布，防止软基中的水渗透到上层路基里面，起到隔水作用，土工布左右两端各预留2m的反包段，反包到上层填筑的砂砾层上，起到一定的固定作用。土工布采用交通部行标SNG-400型无纺土工布，断裂强度≥12.5KN/m，CBR顶破强度≥2.1KN，垂直渗透系数≥0.3cm/s，撕破强度≥0.33KN，幅宽≥6.0m，土工布幅间采用缝合连接，叠合长度不应小于30cm。
2.设置砂砾垫层。砂砾垫层为排水通道，宜采用级配良的砂砾，其泥含量小于3%，渗透系数为6×10-2～6×10-3cm/s，砂砾垫层地面要求略向路基边缘倾斜，并以震动压路机碾压压实。
3.铺设土工格室。为了防止软基不均匀沉降和方便上层路堤土的填筑，在碾压好的砂砾垫层上面铺设一层土工格室。采用交通部行标GC50型增强土工格室，格室高度5cm，格室片单位宽度的断裂拉力≥300N/cm，断裂延伸率≤3%，连接处连接件的抗剪切力≥1500N，网格尺寸25cm×25cm，格室片厚度≥1.5mm。土工格室铺设必须垂直于路堤方向展开，每1m用U型锚钉进行锚固，接缝应尽可能靠近路基中部，不可设在路堤边坡范围内。铺土前必须检查土工格室有无破损，如有破洞、撕裂等现象应立即处理。
4.土工格栅的铺设。在土工格室上进行路堤的填筑，填筑厚度0.5m后，在上面铺设一层土工格栅，铺设时应将格栅拉紧，不允许有皱褶，需严格按照有关规范操作。土工格栅左右两侧应各自预留1.5m的反包段，待填筑上层0.5m的土层后，反包在上层的填土上，在一定程度上可以改善边坡外侧土体的特性，延缓和阻止浅层滑坍的发生。根据本段填土高度的情况，铺设两层土工格栅加以防护。
三、加筋+砂垫层法的数值模拟
1.模型的建立。采用FLAC3D有限差分程序建立数值计算模型，由于对称性，选取路基的一半作为研究对象。取一半路基宽度（X）为40m，路线走向方向（Y）取1m，深度方向（Z）取6m。在用差分软件对软基进行加筋+砂垫层法模拟时，是通过改变局部土层的土性参数来达到拟合的目的。土工格栅加筋采取加强加筋土体的岩性参数来实现；土工布及格栅的反包过程采取加强边坡浅层（2m）土体实现；砂垫层的模拟则采取改变软土体1m的土体强度。根据现场走访及勘察资料：取路基下伏的软土地基5m，路堤填高6m，路基宽度取30m，格栅加筋土体两层取2m，砂垫层厚度取1m，边坡坡度选取1：1.5。通过相关地质勘察资料，结合实际情况，给出软基加筋处治层的各层岩性特征参数如表1。
2.未加筋与加筋的沉降位移对比。运用差分软件模拟软基路段加筋处治时，可以设置监测点来监测各处的沉降位移变化，在已填筑完成的路基顶部自左向右每隔2m布置一个监测点，共9处；同时监测坡脚处及地基顶部中心点处的位移变化。下图1、2即分别为软基在处治前后路基顶部的沉降位移云图。
从上面两幅沉降云图的可以直观地得出：软基在处治后沉降云图上的颜色变淡且分布更为均匀，即表示在处治后路基顶部的沉降位移减小且不均匀沉降也随之较少，沉降影响深度也有显著的减小；同时坡脚外土体隆起量在处治后也有了明显的减小。通过路基顶部各水平监测点，得到了地基在未处治和处治后路基顶部的具体沉降位移情况，如下表2、表3所示。
通过表2、3路基顶处治前后的沉降位移，可得知软基未经处治时最大沉降达到565mm，且距离边坡越近的土体沉降越大；处治后路基顶部最大沉降位移为70mm，较之未处治时沉降有了大幅度的减小。在进行数值模拟时同时也监测了地基顶中心处和坡脚中心处的沉降位移变化情况，在未处治时地基顶处的沉降位移为21.5mm，坡脚处隆起位移为410mm；经过处治后地基顶部沉降位移为15mm，坡脚处隆起位移为8.6mm。将地基加筋处治前后路基地表的沉降位移绘成图5所示，可以很明显地看出：地基在处治前路基顶部沉降位移很大，且沉降很不均匀；处治后沉降位移变化明显减少，而且沉降比较均匀。
四、结论与建议
本文以实体工程为依托，采用有限差分数值模拟的方法，建立起软基加筋+砂垫层法的数值模型；再通过布设在路基顶的监测点，定量化的形式计算出软基在未经处治和处治后的沉降位移情况，得出的结论及建议如下。
1.软基在未采取处治时路基顶部的沉降很大，最大值达到565mm，地基顶处的沉降位移为21.5mm，坡脚处隆起位移为410mm；采取加筋+砂垫层法处治后路基顶部的最大位移为70mm，地基顶部沉降位移为15mm，坡脚处隆起位移为8.6mm。处治后路基顶部沉降位移显著减小，且变得更为均匀，即表现为不均匀沉降得到很大的缓解。
2.通过软基未处治和处治后的坡脚外隆起量的对比，得知在采取加筋+砂垫层法处治后，隆起量减小且更为均匀，由此可见在处治后边坡的稳定性达到加强。
3.有限差分数值分析法能定量计算出公路软基路段路基地表的沉降变形，为预测和控制地表沉降规律提供了可靠的科学依据
参考文献：
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[关键词]凤凰大桥 软土地基 工程施工方案
[中图分类号]TU471.8 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-1-226-2
0引言
广州市南沙区凤凰一、二、三桥工程连接南沙区黄阁、灵山、横沥和珠江管理区，位于南沙地区发展规划的中部组团，是连接黄阁、灵山半岛、横沥半岛以作珠江管理区的重要通道。路线总长7.4651km，其中桥梁总长约5.735km，道路长约1.730km。本项目是构成环大南沙“中环路”的重要组成部分。详见图1：地理位置图。
1地质概况
本标段地处三角洲平原，地形平坦，地势开阔，地面标高约3.67～8.60m，河床标高约-10.30～1.20m。
路线途经地区及其附近地层主要为第四系、第三系和燕山期花岗岩，其地层岩性特征分述如下：
（1）第四系（Q）：广泛分布于沿线地表，为第四系海陆交互相沉积层，由灰色，灰白色或褐黄色等淤泥、淤泥质土、粉细砂，粘土，亚粘土及砂砾、卵石、亚粘土等组成，厚度较大，约18.5～46.8m。（2）岩浆岩（γ52（3））：燕山三期花岗岩和时代不明小型石英斑岩体。在珠江三角洲平原区以残丘或部分台地及隐伏岩体产出。
上述第四系、燕山三期花岗岩为本路段主要地层岩性。
2凤凰大桥地区软土性质特点
凤凰大桥施工沿线特殊性岩土主要为软土，沿线软土主要由第四系沼泽相淤泥（层号为3）、淤泥质亚粘土（层号为3-1、6-1）及淤泥质粉砂组成，以淤泥及淤泥质亚粘土为主。根据勘探资料，对软土分布及赋存状态分类统计列表如下：
2.1软土主要物理力学性质指标
2.2静力触探及十字板剪切成果统计
根据上述统计资料不难发现，本项目的软土分布广泛，赋存厚度较大，具“含水率高、压缩性高、抗剪强度低、承载力低、透水性差”等特点。
3凤凰大桥沿线地质施工建议
本区域主要由桥梁、辅道路基工程工程构成。本标段全线地貌类型为平原，地处于平原松散岩组工程地质区。工程施工沿线广泛分布软土（淤泥、淤泥质土、淤泥质砂），巨厚层软土对辅道路基工程及构造物场地稳定性有所影响。在公路桥梁施工过程中，软土地基具有极大的危害性，如果在施工中没有妥善处理，会造成地基失稳，使公路桥梁出现道路沉降，缩短使用寿命，影响桥梁安全。
第四系覆盖层中对工程影响较大的主要是软土，本标段范围连续分布有软土层，对一般路基建议采用袋装砂井（塑料排水板）结合堆载（超载）预压进行处理，对桥台软基，建议采用粉喷桩或CFG桩进行处理。
4具体施工方法说明
4.1袋装砂井（塑料排水板）辅以堆载（超载）预压
袋装砂井（塑料排水板）辅以堆载（超载）预压即袋装砂井（塑料排水板）堆载（超载）预压法。袋装砂井（塑料排水板）堆载（超载）预压法是排水固结法中的一种软土地基处理方法。因为饱和软粘土地基在荷载作用下，孔隙中的水被慢慢排出，孔隙的体积慢慢地减小，地基就会发生固结变形，同时，随着超静水压力逐渐减退，有效应力逐渐提高，地基土的强度也在逐渐增长。根据固结理论，粘性土固结所需时间和排水距离的平方成正比，土层越厚，固结延续的时间越长。为了加速土层的固结，最有效的办法是增加土层的排水途径，缩短排水距离以减少排水时间。袋装砂井（塑料排水板）和砂垫层就是为此而设立的竖向排水和水平排水垫层。堆载是排水固结法的加压系统，它使地基土的固结压力增加而产生固结。
袋装砂井（塑料排水板）堆载（超载）预压法施工中，应注意以下几个问题：（1）定位要准确，砂井垂直度要好，这样就可确保排水距离和理论计算一致。（2）砂料含泥量要小，这对小断面的砂井尤为重要，因为直径小，长细比大的砂井井阻效应较为显著，一般含泥量要求小于3%。（3）袋中砂宜用风干砂，不宜用潮湿砂，以免袋内砂干燥后，体积减小，造成袋装砂井（塑料排水板）缩短与排水垫层不搭接等质量事故。（4）聚丙烯编织袋在施工时应避免太阳光长时间直接照射。（5）砂袋入口处的导管口应装设滚轮，避免刮破砂袋而漏砂。
4.2粉喷桩处理法。
粉喷桩也称加固土桩，是属于深层搅拌法加固地基方法中的一种形式。它是利用石灰和水泥等材料作为固化剂中的主剂，采用预制的搅拌机械将软土和粉体状固化剂进行就地强制搅拌，通过利用软土和固化剂二者之间产生的化学变化和物理反应，使软土形成一定强度的优质地基，增强软土硬结程度，保证软土的整体性和水稳性。在高速公路施工中，一般在淤泥土质和含水量较高的粘性土路段中使用较多。通过固化剂对软土的作用，解决软土地基的易沉降问题，粉喷桩法最适用于加固各种饱和软粘土。粉喷桩加固是基于水泥加固土的物理化学反应过程，通过搅拌使水泥和土发生水解和水化反应，形成水泥水化物而构成凝胶体，使土团凝结而形成整体稳定的结构。
4.3CFG桩处理法
CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称（即cement fIying-ash gravel pile）。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩，和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。CFG桩复合地基通过褥垫层与基础连接，对于软土层地基来说，CFG桩复合地基可保证桩间土始终参与工作。由于桩体的强度和模量比桩间土大，在荷载作用下，其桩顶应力比桩间士表面应力大。CFG桩可将承受的荷载转向较深的土层中传递并相应减少了桩间软土承担的荷载。在采用CFG桩处理办法时要注意以下两点：（1）冬期施工时混合料入孔温度不得低于5℃，必须对桩头和桩间土应采取保温措施。（2）施工垂直度偏差不应大于1%；对满堂布桩基础，桩位偏差不应大于0.4倍桩径；对条形基础，桩位偏差不应大于0.25倍桩径，对单排布桩桩位偏差不应大于60mm。
5结束语
软土分布广泛，赋存厚度较大，具“含水率高、压缩性高、抗剪强度低、承载力低、透水性差”等特点，对一般路基工程，上文提及了有效的处理办法。对桥台软基，CFG桩处理或粉喷桩处理可以解决这一软土施工难题。同时建议路基及桥台软基处理宜同步进行。当工程进度一旦受到软土结构影响时必须马上联系专业人员对其进行处理，不要盲目采取措施，影响工程质量。
参考文献
关键词：高速公路；软土地基；加固
中图分类号：U416 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）18-0106-02
0 引言
随着我国经济体制的改革，交通运输经济已经进入一个全新的发展时代，同时提高了对公路的质量要求。公路的质量，路基的好坏起着至关重要的作用，在施工过程中如不重视路基的处理，会直接影响到竣工后公路的运营状况及其使用寿命。
1 软土路基成因及其软土路基特征
所谓软土，比规范中的定义广泛，包括强度达不到设计要求的湿粘土，淤泥及淤泥质土在工程上统称为软土，亦指高压缩性的软弱土层，软土的主要成分是粒及粉粒，常成絮状结构，含水量高。孔隙比大、透水性差、抗剪强度低、灵敏度高。路基强度及稳定性与路基干湿状态密切相关。路基干湿状态是由土中含水量的高低决定的，而含水量的高低取决于各种湿源的作用和延续时间。由于路面宽、路基低、排水设施不全或失效，使得雨水和生活污水向路基内渗透、地下水位升高，路基长期处于潮湿状态，加上土的水稳定性差等原因，导致路基软化。在荷载的作用下，地基承载力低，容易发生失稳事故。地基沉降变形大，不均匀沉降也大，而且沉降稳定历时较长。所以在软弱路基设计和施工处理过程中，必须通过详细的研究，掌握软土的性质和土层特征（特别是软土的强度和变形动态变化规律），采取合适的工程措施，才能防止路堤塌方、失稳及桥台破坏、路面开裂、桥头跳车等等问题。
2 高速公路软土地基处理方法
2.1 抛石挤淤 适用范围：路基位于水塘、鱼塘、藕田、泥砂、流砂或不易抽干水或无法挖除淤泥或淤泥较深或水不能自流的地方。
处理方法：在其上面直接抛填大块径不易被水侵泡软化的石块，石块块径控制在50-80cm之间，并在大块石缝隙内填筑20-50cm的不易被水侵软化的小块石，抛填高度控制在常水位以上50cm左右，铺平后，用轮式压路机或拖式压路机振动压实，直到淤泥被挤出路基坡脚外，没有明显的再下沉现象为止；如果抛填深度较深，一定要分层抛填压实，其每层厚度控制在50-80cm，整段处理完后，在其上面铺一层10cm厚的碎石有必要时加铺一层土工格栅，再进行填筑土石方，并把此过程称为路基的原地面处理。
作用：由于抛填了大块径的石块,可将路基底的大部分淤泥挤出，在路基底部形成一个坚硬的骨架结构,并在大石块间填筑了小的石块，通过压路机振动碾压，石块与石块间嵌固的更紧，整体承受荷载的能力增强，对今后承受路堤的整体压力能起到很好的作用。
2.2 敷设盲沟 适用范围：一般水田或淤泥深度在2米以下的稻田或不易自流干水的地方。作用：通过敷设盲沟，能大大降低土体的水位，能将土体内的大量水分排入盲沟，并通过盲沟排出路基以外，并通过日晒，使土体达到比较干的状态。
盲沟的结构形式有两种：矩形盲沟和梯形盲沟。
处理方法：首先沿公路横向每10米间距用人工或机具挖成矩形沟或梯形沟，对软土层在1.5米以上的采用150×150cm的盲沟；对软土层在1.5米以下的可根据情况采用其他几种形式。其次，沿公路纵向设置纵向盲沟，其间距控制在10米左右；第三，在挖好的盲沟中填充块径在30-50cm的不易被水泡软化的石块，填满后在其上面铺设10cm的碎石,并在碎石上铺一层土工布，防止盲沟内水上溢,防止土尘下漏，堵塞盲沟，影响排水效果；第四，在上面回填一层土石混和料，摊平压实直至合格。把此过程称为路基原地面处理。
2.3 换填软土 适用范围：路堤填方高度小于3米且软土层不厚，一般软土层厚度在1.5米以内的软土地基段。处理方法：将深度在1.5米以内的软土挖掉运往弃土场堆放或倾倒，然后利用挖方出来的好料或从借土场取来的好料进行分层回填压实直至合格。施工时要特别注意天气的变化，要求每个换填段必须在同一个工作日完成，对面积大或长度长的段落要求必须分段进行换填，否则未完成遇雨将全功尽弃。同样将此过程称为路基的原地面处理。作用：通过换填好的填方材料，经过压实达到路基基底的承载力要求，能有效承受车辆荷载的作用力和路堤的自重，是最简单的施工方法。
2.4 碎石桩 适用范围：软土深度在15米以内且路基处于高填方地段。作用：①挤密作用，对土体产生两个方向的横向挤压力。一个是成桩过程中沉管对周围土层产生较大的横向挤压力；另一个是在填入孔内碎石振动挤压时对土体周围产生的横向挤压力，使桩周围的孔隙减小，增加密实度；②消散孔隙水，加快地基固结。碎石桩的材料可使桩因土体的渗透能力高出很多的优势，能形成竖向排水管，让土体内的水排出地面，排出路基外，加快路基排水固结。
施工方法：
①碎石桩的几大控制指标：平面位置——应按正三角形或梅化形部置；桩的直径——多数采用50-100cm；桩的长度——其长度不能大于15米；桩的部置范围——一般不少于路基款度的1.2倍。
②用于碎石桩径相同或接近的钻孔机按照事先部置好的位置进行钻孔，并清除孔内的泥浆或水，边倒入碎石边进行振动使碎石达到密实。
③在碎石顶设置一层30-50cm的碎石垫层,使附加应力合理地传递到复合地基上。
由于此种施工较为复杂，且费用较高，在软土地基处理中较少应用，而多用于涵洞的软弱地基处理上。
3 高速公路软土地基加固方法
高速公路对地基变形量的要求很高，一般要求在使用期内路堤的工后沉降不超过30cm，路桥搭接处不超过10cm。大量的工程实践证明，软土地基加固工程成败的先决条件之一是地质资料的可靠性。地基加固的费用可占总投资的1/3，甚至更大，所以选取经济、有效的加固方案非常重要。要想确定科学合理的加固方案，除了设计上重视工程地质调查外，应尽可能采用精密和现代化的勘探仪器与手段，获得准确数据，综合考虑土的特性、产生压缩变形的机理、加固方案和质检的难易程度以及施工队伍的素质等条件。
软土地基加固处理技术比较复杂，地基的沉降过程长达几十年，为使软基加固处理取得长远的效果，应尽量采用理论上成熟、计算方法完善的加固处理技术。
经过多年的实践，可以得出如下经验：①强夯对于以泥炭为主的软土层，仍然是有明显效应的；②对于基础面积较小的软粘土地基，如柱基、墩基等，采用强夯，即使不能形成良好的排水通道，产生周围隆起，但也能达到强迫预沉降、强迫换土的效果。③软粘土采用强夯，最好配以较疏的砂井，而砂井的井径，尽可能采用较大直径，以加强压密排水效应。④软粘土采用强夯，孔隙压力消散迟缓，相邻夯点，先后夯击的间歇时间，常需达到3周~5周，如果平均按一个月计算，则整个施工期间，必须在3个月以上。
4 高速公路软基处理研究存在的问题及展望
目前公路软基处理的研究己经达到了相当的水平和规模。但从国内、外现有资料来看，仍存在着一些不容忽视的问题，因此，结合当前公路软基处理研究的现状,应在相应的方面加强研究。
4.1 数值计算技术没有充分表现出其优越性。因为以太沙基（Terzaghi）的经典土力学为基础的理论公式法仍被广泛应用，所以在实际工程应用的研究中应将深入开展软土地基沉降计算方法的研究和数值计算方法的实用研究作为今后的工作重点。
4.2 地基加固新技术的研究还不够，应加强复合地基的应用及其研究。对于软土层厚度较大，深层土体强度很难改善时，复合地基能将外力较合理地传递给全土层，并按桩（柱）体刚度和置换率的不同，承担不同的外力，减轻土直接受力的负担，不必对较难改善强度的深层软土进行加固处理，如采用深层搅拌桩、预制桩法均可形成复合地基，工程实践证明效果很好。
4.3 地基处理方案的决策分析研究不够，目前的方案选择基本上停留在人为凭经验选取阶段。应加强公路软基处理方案的决策分析，对软基处理方法进行优选。使目前人为定性决策方法数值化、科学化和智能化。①加强公路软基处理的系统化研究。近年来，大量出现的实例研究为系统性的理论研究提供了基础，应着手对这些实例研究资料进行系统化的研究，对软土的工程评价，处理方法的选择等都具有重要的理论和实践意义。②应用系统工程（system engineering） “量化评分”法进行软基处理方法的选择。因为不同地区的土层厚度、分布、质量有所差异的，地基处理在技术、造价、时间和施工难度上均是不同的，所以只有对具体的工程地基加固采用系统工程“量化评分”法进行分析、优选，才能收到较好的效果。如上海新港址软基处理方法选择，上港十四区对多个试验成果进行优选，均采用系统工程的量化分析理论，得到有关专家的好评。③提高公路软基处理研究的智能化水平，研究表明，在工程领域，寻求最优解往往很困难，获取满意解不失为一种合理的选择，人工智能方法是目前获取满意解最好方式之一。
4.4 地基处理方法的选择应与环保问题结合起来。
4.5 地基处理效果的检测技术有待进一步发展。
4.6 经济快速的处理方法是有生命力的处理方法。随着工程建设的高速发展，要求对地基的处理速度要加快，周期要缩短；再由于建筑市场的开发，往往经济实惠的方法较易被市场所接受。因此经济快速的加固方法仍然是今后发展方向。
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［论文摘要］地基处理的研究一直是土木工程的一个热点，常用的软弱地基处理方法分四大类，应综合考虑选择合理经济的方法。
我国《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2002）中规定，软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其它高压缩性土层构成的地基。它是指基本上未受过地形及地质变动，未受过荷载及地震动力等物理作用或土颗粒间的化学作用的软粘土、有机质土、饱和松砂和淤泥质土等地层构成的地基。
1.软弱地基加固处理方法
软弱地基的加固处理[1]，按其原理和作法的不同，可分为以下四类：
1.1排水固结法
排水固结法又称预压法，其包括堆载预压法、超载预压法、真空预压法、真空与堆载联合作用法、降低地下水位法和电渗法等多种方法；通过在预压荷载作用下使软粘土地基土体中孔隙水排出，土体发生固结 ，土中孔隙体积减小，土体强度提高，达到减少地基施工后沉降和提高地基承载力的目的。
1.2振密、挤密法
振密、挤密法有表层原位压实法、强夯法、振冲密实法、挤密密实法、爆破挤密法和土桩、灰土桩等多种方法；采用一定措施，通过振动和挤密使深层土密实，使地基土孔隙比减小，强度提高。
1.3置换及拌入法
置换及拌入法有换填垫层法、振冲置换法、高压喷射浆法、深层搅拌法、褥垫法等多种方法；采用砂、碎石等材料置换软弱土地基中部分软弱土体或在部分软弱土地基中掺入水泥、石灰或砂浆等形成加固体，与未被加固部分的土体一起形成复合地基，从而达到提高地基承载力减少沉降量的目的。
1.4加筋法
加筋法有加筋土法、锚固法、树根桩法、低强度砼桩复合地基法、钢筋砼桩复合地基法等多种方法。通过在土层埋设强度较大的土工聚合物、拉筋、受力杆件等达到提高地基承载力，减小沉降，维持建筑物稳定。
以上方法的原理、适用范围及工程实例可参考殷宗泽、龚晓南主编的《地基处理工程实例》[2]一书。
2.软弱地基处理方法的选择
在地基处理中，我们要遵循的原则是：技术先进、经济合理、安全适用、确保质量[3]。可根据以下条件进行选择：
2.1地质条件
不同的方法适用于不同的地质条件，可参看规范。
2.2设计施工条件
设计时应考虑工期及用料情况：工期不宜安排得太紧；时间充分，施工时地基稳定性好，遗留问题少。工程用料要求就地取材。施工时应采用科学的管理方法。
2.3场地环境条件
要考虑施工时对周围环境的影响。如：新填土会挤压原有道路、房屋，产生侧向位移或附加沉降；用砂桩、砂井时，施工有噪声，靠近居民点会扰民；采用降低水位法时，要考虑引起周围地基的下沉和对周围居民用水的影响故应预先调查或做隔水墙，并考虑施工后注水复原的问题；采用填土堆载时要有大量的土料运进运出工地，会影响交通和环境卫生；打石灰桩、灌注药物或采用电渗排水时，会污染周围地下水，应慎重对待。
2.4结构物条件
要考虑结构物的等级、结构体系、断面形状、位置、埋深、使用要求和建筑材料等因素对所选择加固方法的影响，特别是有地下结构物（地下室、涵洞、地铁等），或者结构物高低不同、沉降不均时，应当特别注意。
3.地基处理技术的创新
近几年来，世界各地因地制宜的发展了许多新的地基处理方法。
3.1。 添掺外加剂方面[4]
以前的地基处理方法大多从机械设备着手，从而建立某种工法，而从材料入手提高地基处理质量和效果的较少。高性能土壤固化剂土壤混合后，特别是与高含水量和富含有机质的淤泥发生一系列物理化学反应，形成相互连接的网状结构，从而提高固化土的强度，减少地基变形。通过室内实验和现场试验证明，用高性能土壤固化剂作地基处理特别是对软弱地基的处理很有效，比普通水泥加固效果好的多，此项技术在国外应用已相当普遍已有很成熟的研究机构和公司，但在国内尚属起步阶段。
3.2 综合应用水平方面
重视多种地基处理方法的综合应用可取得较好的社会经济效益。
真空预压法与高压喷射注浆法结合可使真空预压应用于水平渗透性较大的土层，而高压喷射注浆法与灌浆相结合使纠偏加固技术提高到一个新的水平[5]。
单用动力固结法(俗称强夯法)处理饱和软粘土地基时却极易产生“橡皮土”现象，难以达到预期效果。为此，岩土工程界将强夯法和排水固结法结合起来，开创了“动力排水固结法”这项新技术[6]。
3.3.可持续发展方面
我国《建筑地基处理技术规范》JGJ79—2002已经将粉煤灰正式列为换填垫层法可采用的一种垫层材料。
渣土桩又称“孔内深层夯扩挤密桩”，是一种新型地基处理方法，其充分利用建筑垃圾，变废为宝，施工现场干净无污染。
地基处理技术还被用于防止有害物渗出液污染地下水以及防止其他已被污染区域地下水的流动造成污染扩散。近期出现的处理新技术是让被污染的地下水通过含有将地下水中有害物变性、吸收及降解的铁屑或碳颗粒的活性截水墙PRB使地下水得到净化[7]。
4．结语
我国地基处理技术发展很快，但还有许多方面需进一步研究：
（1）发展现场监测技术的研究。
（2）发展测试技术的研究
（3）促进地基处理理论方面的进一步发展。
（4）完善工法的质量检验手段。
（5）发展地基处理新技术，提高地基处理技术的综合应用水平的研究。。
（6）要因地制宜合理选用处理方法。正确评价各种地基处理方法的适用性。
（7）研制新机械新材料，提高施工工艺，实现信息化施工的研究。
（8）深化施工管理体制改革，重视专业施工队伍建设。
参考文献
[1] 顾晓鲁，钱鸿缙，刘惠珊，汪时敏.地基与基础[M] 北京:中国建筑工业出版社，2003，(15):576
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本文以某地桥梁工程为例，简要分析道路桥梁工程施工领域软土地基的施工处理。某桥梁工程施工地段地形平坦、地面标高约2.5m，同时分布着人工鱼塘，此外据勘察数据显示，该工程施工地段具有软土分布面广、厚度大、成因复杂、物理力学性质差等特点，其中该类软土主要由粉砂、粉质黏土、淤泥质粉质黏土、黏土组成。根据该道路桥梁工程施工段软土层的厚度差异，该工点可以划分成三大代表性分段，即DK0+38.4~276.5/DK0+276.5~709.7/DK0+709.7~834。该施工路段分布着空隙潜水，水位埋深约0.5m~2.0m。该施工路段选取DK0+000~850（全长850m）为实验区段，此外线形取直线，坡度0‰。根据TB100122001的有关规定及钻孔取样数据，该工程施工段的软土层被划分成四大主要层次，即黏土、淤泥质粉质黏土、粉质黏土、粉砂，同时根据土性的差异，粉质黏土又被细分成五大亚层，即粉质黏土夹薄层粉砂、黏土、黏土、粉土局部夹薄层粉砂、粉质黏土。
考虑到该土层地基的主要受力地层为前三层，即黏土、淤泥质粉质黏土、粉质黏土，因此所开展的划分土层试验仅考虑前三层，具体实验数据见表1。下沉区域分布在该软土地基的第一层与第二层间，因此需对第一、第二层土层进行压缩试验，此外试块分成原状土、重塑土两组，其中重塑土又称先前试验用土，即被处理过的土质。如果对压强进行增大处理，那么第一层土压缩比率的降幅较第二层土压缩比率大，此外就重塑土而言，重塑土均出现压缩比率降低的现象，可见道路桥梁施工过程势必引起严重的坍塌沉降问题。《××市公路桥梁设计暂行规定》认为：“路堤工后沉降应≤10cm，竣工初期年沉降速率应＜3cm，桥路过渡段路基工后沉降应＜5cm。”由此可见，该公路桥梁施工过程，必须对施工段软土地基的处理方案进行严格控制，以提高软土地基的处理效果。
2软土地基的处理方案
根据该公路桥梁工程的地基条件、施工条件、结构条件、环境条件，设计与施工方面提出该工程允许采取的软土地基处理方案包括粉喷桩、浆喷桩、砂桩、CFG桩、碎石桩、砂井、塑料排水板等，其中碎石桩、砂桩属兼复合地基及固结排水的软土地基处理方法；塑料排水板、砂井属加快固结排水型软土地基处理方法；粉喷桩、浆喷桩、CFG桩属复合地基加固型软土地基处理方法。
根据该道路桥梁工程地质勘测数据，设计与施工方最终针对该实验段提出如下处理方案，以提高软土地基的处理效果：针对DK0+38.4~105段，考虑到该试验段软土层较厚，外加该路段对沉降要求相当高，因此设计与施工方面决定采取CFG桩的复合地基加固方法；针对DK0+180~240段，考虑到该试验段的情况与上述试验段的情况大致相当，同时该试验段内通道的外开槽工程量相当大，因此同样采取CFG桩的复合地基加固处理方法；针对DK0+276.5~515段，考虑到该试验段的软土层相当厚，外加土质指标不容乐观，因此设计与施工方面认为采取塑料排水板+超载预压的方法或砂井的方法来处理该试验段的软土地基均可取，此外考虑到处理方法的经济性与技术性，设计与施工方面决定针对DK0+320~360段采取袋装砂井+预压的处理方法；针对DK0+815~833.95段，考虑到该试验段分布着明通道，因此设计与施工方面决定采取砂桩+等载预压的处理方法，以实现工后沉降量的减少及构造物安全性能及使用性能的提高。（本文来自于《中华民居》杂志。《中华民居》杂志简介详见。）
为确保道路桥梁工程始终保持良好的使用性能，必须对公路桥梁进行严格的观测。国内外大量工程案例表明，随着营运时间的增长，软土地区修建的道路桥梁或多或少会出现基础差异性沉降，进而引起结构物开裂，导致桥梁受损，可见软土地基处理后难免会出现程度各异的沉降问题，因此必须高度重视软土地基处理后的观测工作。针对该公路桥梁工程，后期观测工作主要包括沉降观测，即要求定期观测工程施工路段设点的沉降情况，如此根据观测结果，有效控制该路段工后软土地基的沉降量，进而提高路基的稳定性及加固效果。
3讨论
关键词：动力排水固结法；土体沉降；侧向位移；软土地基
在工程建设过程中经常会遇到不满足承载力要求及觉降变形要求的软地基，此时就必须对软地基进行处理，针对软土所有的含水量高，渗透性小等特点，动力排水固结法是较为经济适用的方法之一，排水固结是指给地基预先施加荷载, 以加快地基中水分的排出速度,同时在地基中设置竖向和横向的排水通道,排出软土中的孔隙水，使土体不断固结并发生沉降，同时提高土体的强度的一种地基处理方法，其具体的实现方法是将强夯法与排水系统相结合来处理软土地基，与其余的地基处理方法相比，动力排水固结法具有节约工期，造价低廉等优点，因而具备广阔的应用前景，下面本文就动力排水固结法来进行探讨并对其加固效果进行分析。
1 动力排水固结法加固机理
当土体受到夯击时，在强大的冲击能量作用下，土体被压缩，土体中的气相体积减少、孔隙水压力增大，同时，夯击点周围的土体出现裂缝，致使土体的渗透性能发生变化，在超孔隙水压力作用下，气体和孔隙水沿着这些裂缝排出土体旧。但是，由于这些裂缝并不是规则和连续贯通的，因而气体和孔隙水的排出并非很畅通，土体受扰动后强度降低，且需经很长时间才能恢复。所以，强夯加固效果不佳，动力排水固结法，是在对土体进行强夯之前将塑料排水板插入土体至强夯影响达到的深度，即在土体中增加了一个垂直的排水通道。当土体受到冲击荷载时，土体中的孔隙水压力增加，孔隙水可渗透到塑料排水板内，沿塑料排水板排出土体．通过缩短排水距离加快了孔隙水压力的消散和地基的沉降，防止土体产生液化，从而达到加固地基的目的。
2 工程概况
某工程建筑占地面积12.8 万平方米，地震设防烈度为7 度，场地地基分布有第四纪海陆沉积的耕土，淤泥，粉粘土及细中砂组成的软土层，具体的土层分布见表1所示
若不对该软土地基进行处理，则在建筑荷载及软土自重的双重作用下，临近地面18 米内土层可能会出现较大的沉降变形，相应的会给建筑桩基造成较大的负摩擦影响，使建筑出现沉陷事故，考虑到本工程的复杂程度以及软土层含有砂层，易于进行排水固结法的施作，故最终选择动力排水固结法对本工程的软土地基进行加固。
3淤泥软基处理方案设计
本工程淤泥质软土具有孔隙比大、含水量高、结构性强，灵敏度高等特点，软土地基稳定问题和次固结变形问题非常突出。经过经济技术对比分析，选择对地基土体扰动小(与强夯
法比)、工期短(与静力排水固结法比)、费用低的动力排水固结法处理方案。将强夯法的夯击机具与排水固结法中快速的排水体系有机结合起来进行软土地基处理，但又不是“插板+强夯”的简单组合(叠加)。通过设置水平排水体系和竖向排水体系，改善地基土的排水条件。软土在适量的静力(覆盖)、变化的动力荷载及其持续的后效力作用下，形成高水平的孔隙水压力梯度，在人工排水体系及土体微裂隙排水系统下，孔隙水压力发生多次升降，随着孔隙水不断排出，孔隙水压力逐渐消散，有效应力不断增长，孔隙体积减小，土的抗剪强度提高，工后沉降大大降低，地基土达到超固结状态。
4 地基处理方案设计
结合本工程地质情况与《地基处理手册》的有关规定，本工程拟采用水平及竖向排水系统，水平排水系统包括以下各部分：
1）砂垫层，采用中砂及石粉进行铺设，厚度选为0.8 米。
2）排水盲沟，采用布包碎石制成，在场地的中轴线处设一纵向的排水盲沟，并沿场地的横
向每隔一定距离（本工程选为50米）设置一横向排水盲沟，盲沟的坡度一般取为1%-2%，其底面最高处应低于砂垫层的底部10cm。
3）集水井，集水井是用于汇集横纵盲沟的排水量，故一般设置于纵横盲沟交接处，采用Φ12@200 箍筋与Φ12 纵筋形成钢筋滤水笼，滤料采用外填的砾石，滤网采用铁纱网或塑料网，滤水笼高于填土顶面的高度不应小于30cm，集水井的底部应低于盲沟至少30cm。集水井中的水采用抽水泵抽出，排至场地范围外50m 处，在完成地基的夯实后应持续抽水20天。横向排水系统采用SPD-II型排水板，插板机选用液压式，导管采用菱形导管，排水板的插入深度应到达淤泥层以下，间距不大于一米。考虑到本工程地质特性，拟采用少击多遍，逐级加能的强夯方法，先采用点夯式进行强夯，然后再采用普夯式进行强夯，点夯的间距按5mX5m 的正方形布置，夯击能由800 kN・m 逐步加大至1500kN・m，夯数次数选为两次，普夯的夯击能为1000 kN・m，夯数选为3次，在夯击的的过程中，应始终保证夯坑周围部分不会出现明显的隆起。在第一遍点夯击结束后应填入相应厚度的填土料，一般选用含砂量较多的土料，不得使用含生活垃圾的土料，在夯击整体结束后，采用振动式压路机对地基土进行碾压。
5填土垫层设计
在软黏土顶面设置一定厚度的表层硬壳层或者填筑一定厚度的填土作为施压垫层，作用是避免夯锤与软土直接接触，避免软土层产生较大的剪切变形；同时保证土体在动荷载作用下孔隙水压力的上升，随后在动静荷载联合作用后，孔隙水压力快速消散。施压垫层厚度≥1．0 m，采用砾质黏土或山土，也可采用砂或石粉；当采用晾干后再填筑的冲填土(含水量≤16％)时，要求其含泥量≤18％。
6 施工检测结果
在强夯完成后，对强夯后的地基土进行及时的监测，同时采取钻探取样的方法，对样品进行各方面的强度及荷载试验检测，地基处理效果分析如下：
3.1 孔隙水压力
在加固区内的不同深度处埋设孔隙水压力传感器，以实时监测各土层水压力随时间的变化情况，以此确定最佳的夯击间歇时间及加固深度。
3.3动力排水固结法处理地基前后土体的物理力学性能比较在经过动力排水固结法对地基土进行处理后，将处理前后的土体的物理力学性能进行了对比分析，分析结果如表3所示：
由表中可以看出，在经由动力排水固结法进行地基处理后，各层地基土的含水量降低，隙比减小，粘聚力及内摩擦角增大，压缩系数降低，压缩模量增大，这说明了动力排水固结法不仅可以对浅层的软土地基进行加固，也使得较深层的粉砂层土质得到了一定的加固效果。
7加固深度变化规律分析
动力排水固结法处理软基时，软土上部静力覆盖垫层削弱了冲击力对淤泥土层的扰动、侧向挤出和剪切破坏作用，对土的结构起到了很好的保护作用，同时保证施工机械和人员的行走安全。在夯击过程中，夯击能由浅向深传播和扩散，由于阻尼作用，夯击能的作用深度范围，称为影响深度，即此深度范围内孔压、土压、土体强度均有明显的变化深度。跟据研究，软黏土的有效加固深度指达到承载力设计要求与完成主固结沉降和减小次固结沉降确定的深度。由于软土含水量高、结构性强、灵敏度高，采用“先轻后重、逐级加载，逐层加固”的施工工艺，在浅层土体在静力和动力残余后效力作用下，孔隙水压力消散，土层固结。加大夯击能量，使夯能向深层传播，促使深层淤泥排水固结。因此，在夯击过程中，随着夯击遍数和夯击能量的增加，其影响深度也在不断扩大果。
8 结语
动力排水固结法可以有效的提高地基承载力，大幅度减小地基土质的含水量，降低孔隙比，增大土体粘聚力，同时动力排水固结法又具有成本低，施工简便以及效果显著等优点，这使得动力排水固结法在软土地基片时工程中具备了良好的应用前景，但由于当前还没有一套成熟的动力排水固结法理论体系，故而在当今的工程实际应用中还存在着诸多的问题，尤其在动力排水固结的计算方法上，很多工程人员因作了过多的简化而导致工程实施结果与计算出入很大，另外，土中的孔隙水具备粘滞特性，而我们在设计过程中则是将它作为理想流体考虑，这些都会导致设计方案与实际的相偏离，如何解决这些问题，从而做出一套较完善的动力排水固结方案的理论体系，仍是一个值得广大工程技术人员深入研究的课题。
参考文献
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关键词：软土路基处理方法道路设计
Abstract: This paper confirms the design procedure standard, soft foundation treatment methods from the soft soil foundation and the design procedure standard and talks about ideas and design process of soft soil treatment, methods of soft soil subgrade treatment.
Keywords: soft soil subgrade; treatment method; road design;
中图分类号：U213.1文献标识码：A 文章编号：
前言
正所谓天然强度低、压缩性高、透水性小的软弱土层即软土路基。根据孔隙比及有机质含量，结合含水量、压缩系数、渗透系数、快剪强度及天然容重等，可将软土划分为软粘性土、淤泥质土、淤泥、泥炭质土及泥炭 5 种类型。在道路设计过程中，会遇到很多软土地基。
1 软土地基的确认及设计程序
在软土地基上进行路基填筑设计时，先以不考虑处理的原地基进行设计，内容是在给定的设计条件（路面结构、宽度、设计荷载等）下，按直接在土层上填筑方式以计算稳定和沉降量，了解在不处理的地基上进行填土施工的安全性以及铺装后产生的沉降量是否小于容许值。一旦填土施工的工后沉降大于容许值时，则表面原地基不能满足设计使用要求，需进行软基设计处理，应针对具体问题选择处理方法，再进行稳定和沉降计算，直至软基设计方案满足设计使用要求。填土稳定计算和沉降计算的设计条件为：
1.1 地基条件
区分软土地基的生成、成层状态、排水条件、各层土质常数（压实特性和强度特性等）。
1.2 施工条件
如填土形状、工程规模、进度、填土材料的常数（单位体积重和强度特性等）、沿线环境及与用地有关的限制条件等。
1.3 道路条件
如道路等级、技术要求、容许工后沉降量、必要的安全率等。掌握以上设计条件后先通过定性判断对本项目采用浅层处理方案，再依据定量计算确定换填处理深度、材料等。针对区域内地质勘察的不同结果，表明其软弱土质随着地段的不同有着明显的区别，这就要求在进行软基设计处理时，将路段按地质情况的不同加以区分。
2 工程设计标准
软土地基处理的目的是同时满足稳定性要求和沉降要求，而对于拓宽工程而言，沉降 （差异沉降） 控制成为软基处理需解决的最关键问题。因为相对于新软基上路堤填筑而言，加宽路堤变形控制要求更高，除要求控制总沉降和工后沉降外，最重要的是控制工后差异沉降。拓宽路基处新老路基的差异沉降的控制标准，规范规定 “原有路基与拓宽路基的路拱横坡度的工后增大值不应大于 0.5％”，但是并未明确可用于设计计算的差异沉降值。
从工程使用而言，对工后容许的差异沉降的确定，最主要应满足路面结构的功能性要求以及结构性要求，路面的功能性要求也即保证车辆高速行驶中的平稳、舒适、安全以及路面排水顺畅，而结构性要求最直观的即为保证路面不开裂。为慎重起见，本次设计对此进行专题研究，通过调研和计算分析，从路面结构的功能性要求和结构性要求两方面着手，分析软土地基上容许的差异沉降。
3 软基处理方法
3.1 PTC 桩复合地基
预制混凝土桩基工程与一般基础工程相比，具有桩材质量好、施工快、工程地质适应性强、 场地文明等优点。根据目前我国预应力管桩生产的实际情况，管桩按混凝土强度等级分为预应力混凝土管桩（代号PC）、预应力高强混凝土管桩（代号PHC）和预应力混凝土薄壁管桩（代号PTC） 。
预应力管桩在工业与民用建筑中应用广泛，且已形成比较成熟的理论，设计主要以承载力和沉降控制。当道路填土较薄，填土荷载较小时，承载力一般能满足要求，设计以沉降控制为主，即以沉降控制复合桩基理论进行设计计算；而当填土较高，填土荷载较大时，除了控制沉降外，还应复核承载力是否满足要求。
由于预应力管桩造价较一般的水泥土桩要高，同时桩身强度大，承载力高，因此在设计中采用充分发挥桩同工作和疏化桩距的方法来进行复合地基的设计，采用疏桩结构是其最大的特点，也是其在设计方法上区别于一般传统的道路地基处理方法的特性所在。考虑到振动对老路堤的影响，本程采用静压施工方法。从减小挤土效应考虑，采用开口型桩尖。考虑到接头的质量可靠性及施工速度较快（以便能顺利压桩）等原因，要求采用机械快速接头。为了调整桩土应力比，充分发挥桩的作用，在桩顶设置级配碎石砂加筋褥垫层 50cm，夹两层双向钢塑复合土工格栅。 坡体上 PTC 桩桩顶加筋垫层 30cm 夹单层双向钢塑复合土工格栅。为了防止应力集中而产生较大的桩顶刺入，在桩顶设置桩帽，桩帽为双面配筋的现浇钢筋混凝土板，桩帽与桩为现浇混凝土连接。
3.2 水泥粉煤灰碎石桩（CFG 桩）复合地基
CFG 桩即水泥粉煤灰碎石桩由碎石、石屑、粉煤灰，掺适量水泥加水拌和，用各种成桩机制成的具有可变粘结强度的桩型，桩、桩间土和褥垫层形成复合地基。桩体中的粗骨料为碎石；石屑为中等粒径骨料，可使级配良好。根据工程实际情况，水泥粉煤灰碎石桩常用的施工艺包括长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩、振动成管灌注成桩。考虑到挤土效应对老路堤的影响，本工程设计采用长螺旋钻管内泵压施工工艺。目前，CFG 桩复合地基主要用于高层建筑和超高层建筑中。它粘结强度可以说是复合地基的代表。褥垫层是 CFG 桩复合地基和基础的连接纽带。不论桩的持力层是一般土层还是坚硬土层，该桩都可以保证桩间土始终参与工作。由于桩体的强度和模量比桩间土大。因此，在承受荷载时桩间土表面应力比桩顶应力小。桩可将承受的荷载向较深的土层中传递并相应减少了桩间土承担的荷载。这样， 复合地基的承载能力会大幅度提高。
3.3 小直径钻孔灌注混凝土桩复合地基
钻孔灌注混凝土桩在工业与民用建筑中应用广泛，且已形成比较成熟的理论，设计主要以承载力和沉降控制。在道路地基处理工程中，其设计计算方法与上述预应力混凝土薄壁管桩相同。但是，预应力混凝土薄壁管桩具有一定的挤土效应，且对施工场地有一定的净空要求， 而钻孔灌注混凝土桩具有无挤土效应，场地适应性强，桩身质量可靠等特点。因此，在工程中钻孔灌注混凝土桩主要应用于桥头段及其他对挤土效应需严格控制的地段，或高压线等附近静压管桩施工受干扰的地段。
3.4 双向水泥搅拌桩处理路基
双向水泥搅拌桩利用水泥（或石灰）等材料作为固化剂，通过特制的双向搅拌机械，在地基深处，就地将软土和固化剂强制搅拌，固化剂和软土之间产生一系列的物理和化学反应后硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的桩体。相对于其它软基处理方法，水泥搅拌桩不仅可以提高软土地基的承载力和减少软土地基的沉降。同时其施工工期短、功效高、
造价较低，故在软土地基处理中得到广泛的应用。
4 软基处理方案
软土路基处理方法按处理深度分为浅层处理和深层处理。深层处理（深厚软弱地基）常采用塑料排水板，粉喷桩法等，而浅层处理常采用换填法，换填法通常用于软土路基分布范围较小，深度≤3m 的情况，换填法处理基本原理是挖除浅层软土或不良土，换填砂砾，并分层碾压夯实。该方法可以提高持力层的承载力，减少沉降量，具有施工工艺简单，投资少的特点，是施工中经常采用的方法。换填料可视具体情况选用粘性土、改良土或其他适宜材料，垫层材料可选用砂、碎砾石、改良土等。根据项目地质勘查结果，某项目①层软土埋深普遍小于2m（多为0.6~1.5m ），而②、③层不良土质（土质稍差，粉质粘土、粉土，含水量较大）埋深较大。某项目道路为开发区园区道路，主要为企业服务，道路标准低，工期要求紧，如果换填厚度超过 3m，从经济上来说不可取，设计中从路基工作区受力的角度确定换填深度。
路基在工作过程中， 同时受到由路面上传递下来的车辆荷载，以及路基和路面的自重作用，车辆荷载产生的垂直应力 δ1随深度的增加而减小，自重应力 δ2则随深度的增加而加大，因此，车轮荷载在土基中产生的应力 δ1与土基自重应力之比亦随之急剧变小。 如果此比值减小到一定数值，如 10~20%，即在某一深度 Za 处，行车荷载在土基中产生的应力仅为土基自重应力的 1/5~1/10，与土基自重引起的应力相比，车辆荷载在 Za以下土基中产生的应力已经很小，不会产生对软弱土基的压缩，可忽略不计。一般后轴重 100kN 作用深度为 1.9~2.4m，即道路换填深度（包括路堤填筑高度）不宜小于此值。因为路面材料的强度及单位体积的重力比土基的大，路基工作区的实际深度随路面强度的增加而减小，但均应使天然地基下部土层能满足路基工作区的设计要求，如采用碎石垫层等。
5 结 语
软土地基处理问题的研究与设计合理与否，势必会直接影响到道路修筑后的行车质量。由于天然地基的构成往往是复杂而不均匀的，且对地基的变形或破坏的机理尚未确定合理而正确的计算方法，因此不能拘泥于或过分地相信设计的安全率和沉降量，最好通过工程的全过程建立动态观测。
参考文献
[1]梁显超.公路软基处理技术分析[J].中国新技术新产品，2009，（09）：74~75.
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