论软弱地基处理方法

冉俊峰

【摘要】软弱地基是一种不良地基，其具有强度及承载力低、高压缩性、透水性小等特点。工程建设中经常因软弱地基造成路基强度低，构造物坍塌变形等问题，因此需采取处置措施，进行地基处理，提高路基强度，降低软弱土的压缩性，减少基础不均匀沉降，从而提高工程质量，获得良好的经济效益和社会效益。本文根据软弱地基的成因，结合实际状况，提出了一些处置措施。

【关键词】软弱地基；处置措施； 承载力；排水固结

【中图分类号】U416.1 【文献标识码】A

1 软弱地基的种类及工程特点

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。复杂的成因造就了他们在性能上的复杂性，共性特点为高压缩性、承载力低、稳定性差、含水量高、易出现液化。

2软弱地基设计原则

2.1软弱地基设计原则

⑴应调查收集沿线的地形、地貌、工程地质、水文、气象、地震等资料，按现行的《公路工程地质勘察规范》（JTG C20-2011）的相关规定，采用适宜的勘探方法进行综合勘探试验和现场原位测试，并进行统计分析，合理确定软土物理力学性质指标。

⑵路线设计应避开软土分布广、厚度大、处置困难的地带，综合考虑当地气候特点、地形地貌、地质、水文、筑路材料等条件，通过综合分析和路线方案比较，合理选用主要技术指标。

⑶路线设计还应兼顾构造物的位置，避开软土厚度达、土层结构复杂、岸坡稳定存在隐患的部位。

⑷软土地基应根据地调相关物理指标，针对部分性能不满足《公路路基设计规范》（JTG D30-2015）中关于稳定安全系数容许值及工后沉降的进行处置设计。

2.2软土地基的处置措施

软

CⅠ-2

土地基的处治，本着因地制宜、就地取材、经济合理的原则，先地上后地下，不同地段，不同地质条件分别考虑。

⑴浅层换填

对于表层软土层厚小于3m的路段采用浅层处置。结合工程实际，换填材料可选用砂、砂砾、碎石等进行换填处理。

⑵排水固结法（预压法）

①单纯预压＋砂砾垫层＋土工格栅：主要适用于施工期较长，且通过预压处理可以满足路堤稳定与工后沉降要求的一般填方路堤。

②预压＋地下排水体（袋装砂井或塑料排水板）+砂砾垫层＋土工格栅：为迅速排出地下水，加速地基固结，预压前往往在地基中加入竖向排水体。竖向排水体常用的有袋装砂井和塑料排水板。国内采用的袋装砂井直径一般7cm，采用洁净中粗砂，含泥量要求不大于3％。塑料排水板可以说是袋装砂井的替代品，其计算原理、处理效果基本相同，造价相差不大，但目前国内塑料排水板的生产存在一些质量不过关的现象，施工质量也较难控制。

排水固结法处置软土地基应结合实际，平衡经济、环保选用适合工程的处置措施。

⑶复合地基法

①浆喷桩（水泥搅拌桩）：浆喷桩是利用水泥等材料作固化剂，利用深层搅拌机械和原位软土进行强制搅拌，经过一系列物理、化学作用形成一种强度高、变形小和水稳性好的混合柱状体，由此桩体与周围软土形成复合地基，可以提高地基承载力，减小地基沉降，增强地基的稳定性。该法工程费用较高，施工质量不易控制，在处治深层软土时，往往达不到预期的效果。

②挤密砂桩和碎石桩：通过振动下沉金属管，将投入管中的砂砾或碎石挤入软弱地基中，形成大于沉管直径的密实柱状体。其对饱和软粘土的作用主要表现为置换作用和排水固结作用，对砂性土的作用主要表现为挤密和消散孔隙水，加快地基固结作用。

③CFG桩和预应力管桩：二者实际上均为刚性桩，处治深度较深，处治效果基本相同，但施工工艺、工期、质量控制及造价上有较大差异

复合地基法处置较深层软土地基应结合实际，平衡经济、环保选用适合本工程的处置措施。

3软弱地基处理实例

乾塘至龙头道路工程根据地勘相关数据全线处于软土与可液化砂土互层之上，从路基的安全性角度讲，软土的影响是从建设一开始就存在的，而可液化砂土的影响是一种潜在的可能，是在震动条件下产生的，存在偶然性，加之全线软土普遍较厚，是影响路基安全稳定的主要因素，因此在选择方案时，优先考虑对软土的处理，处理方案及措施以处理软土为主，兼顾砂土液化。

⑴浅层换填（H≤3m）

表层软土层厚的路段采用浅层处置。结合工程实际，经济比选采用开挖换填碎石的方案。此方案施工较简便，使用效果较好。

⑵袋装砂井设计(3m＜H≤5m)

袋装砂井施工易于控制，且已有很多成功经验，因此本项目当软土厚度3m＜H≤5m时选用预压＋袋装砂井＋砂砾垫层+土工格栅方案

①袋装砂井直径采用7cm，间距根据各路段计算情况确定，一般为1.1m～1.5m，砂井长度由沉降计算结果确定，原则上全部穿透软土层，并打入持力层≥0.5m。

②袋装砂井在平面上呈正三角形布置，布置范围至路基坡脚外或锥坡坡脚外2m。袋装砂井处理段采用等载或超载预压，预压期180天。

③材料要求：

袋子：选用聚丙烯或其他适用的编制袋，抗拉强度要求能保证承受砂袋自重，装砂后渗透系数不小于砂的渗透系数。

砂：采用洁净中、粗砂，要求含泥量不大于3％，细度模数不小于2.6，渗透系数不小于5×10^－3cm/s。

⑶水泥搅拌桩设计(5m＜H≤20m)

项目区软土含水量高、强度低，砂石桩成桩条件不够，本区在浆喷桩的应用上有较为成熟的经验，因此针对软土厚度5m＜H≤20m时采用水泥搅拌桩。

①水泥搅拌桩采用浆喷桩。桩直径0.5m，桩间距根据各路段计算情况确定，一般为1.2m～1.5m。桩的长度由沉降及稳定计算的结果确定，原则上全部穿透软土层，并打入持力层≥0.5m，主要用于处理深度小于20m且天然含水量≤70%的软土地基。

②浆喷桩在平面上呈正三角形布置（布置区域边线与构造物基础轮廓线平行）。布置范围至路基坡脚外或锥坡坡脚外，并增加1排桩。

③浆喷桩处理段采用等载预压，预压期90天。

④桩身设计无侧限抗压强度为：R₂₈=0.6MPa，R₉₀=1.2MPa。

⑷CFG桩设计(20m＜H)

复合地基刚性桩法方案比选表

方 案	CFG桩	预应力管桩
适用条件	大型构造物基底或深厚层软土路段。
作用机理	桩体中掺适量石屑、粉煤灰和水泥加水拌和，制成一种粘结强度较高的桩体，与桩间土和褥垫层一起构成CFG桩复合地基。	通过锤击（或以高压射水辅助）将各种预制好的桩体或钢管桩打入地基，或采用重力法将之压入土中。挤密形成刚性桩复合地基。
方案比较	现场制桩，质量相对较难控制。工期较长，但造价相对较低。	可提前预制，施工工期较短，施工质量易于控制，但造价高昂。
采用情况	推荐方案	比较方案

CFG桩较为经济，以及项目区的成熟案例，本项目当软土厚度20m＜H时采用CFG桩。

CFG桩桩径0.40m，桩距1.5～2.0m，在平面上呈梅花形布置。CFG桩要求桩端落在持力层上，以充分发挥桩体强度的作用，所以一般应根据软土层厚度确定桩长；桩体设计强度为R₂₈=6MPa。CFG桩设计复合地基承载力200KPa，设计单桩承载力400KPa。CFG桩施工完成后，铺设50cm 中粗砂垫层，以形成复合地基。

参考文献
[1] JTG D30-2015，公路路基设计规范（s）；

[2] JTG C20-2011，公路工程地质勘察规范（s）；