浅谈公路工程软土地基的处理

浅谈公路工程软土地基的处理

1 绪论

近年来随着我国社会主义市场经济快速稳定的发展，国家对基础设施的投资力度不断加大，我国的公路建设进入了一个大发展的时期。以大量的高速公路为代表，全国各地兴建了众多的高等级公路；同时，各地的县乡级公路建设也有了长足进展。这些公路建设对推动我国经济的发展，满足人们群众日益增长的需求，无疑有着巨大的作用。我国是个幅员辽阔、地理条件复杂多样的国家。软弱地基是每条公路或多或少都能够碰到的问题。

万丈高楼平地起，基础是关键。因此软弱地基处理十分重要。由于地基的危害性十分隐蔽且十分大，一旦出现问题返工时工作量大，损耗十分巨大，尽管在设计中根据当地实际情况采用了合理的地基处理方案，但是由于施工过程中管理不善，造成地基处理失败或是未达到预期效果，因此软地基处理施工控制是重要的一环，在施工中必须确保施工质量，科学地做好施工组织设计，加强工地现场技术管理，尤其要严格按照不同处理方法的各自有关操作规程实施，认真做好工程质量检查和验收工作，充分利用试验手段测出各种参数，控制工地现场施工。本文就以河北省保定至沧州公路沧州段高速公路软基处理的实际施工情况为例，详细的介绍软基处理施工各个环节中需要注意的事项及施工体会，为今后相关软基处理提供一些有价值的参考或是帮助。

2 软土的定义、成因类型及其特征

2.1 软土的定义

软土通常情况下指在滨海、湖泊、河滩上沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性强、抗剪强度和承载力低的软塑到流塑状态的细粒土，如淤泥、淤泥质土，以及其他高压缩性饱和粘性土、粉土等。淤泥和淤泥质土是指在静水或缓慢的流水环境中沉积、经生物化学作用形成的粘性土。这种粘性土含有机质，天然含水量大于液限。当天然空隙比e大于1.5时，称为淤泥；天然空隙比e小于1.5而大于1.0时，称为淤泥质土。当土的燃灼量（主要指水中植物一体）大于5%而小于60%，而天然孔隙比大于1.5时成为有机质土；大于60%时，天然孔隙比一般大于5的称为泥炭。

但国内铁路、建筑、港口、公路部门对软土的定义还没有统一的标准，不同的专业

技术部门的解释也不尽相同。有的把软土视为软粘土的简称，有的把软土视为整个软弱土层的简称，有的把软土视为软弱土基的简称。

铁路工程设计技术手册《桥梁地基和基础》中对软土的解释为：软土是指在静水或缓慢的流水环境中沉积，经生物化学作用形成的饱和软弱粘性土。

人民交通出版社版《铁路工程地质手册》中对软土的解释为：软土含有大量亲水的胶体颗粒，具有海绵状结构，因此，其孔隙比大、含水量高透水性小、抗剪强度低、压缩性大。

中国建筑工业出版社版《工程地质手册》对软土的解释为：软土是指天然含水量高、压缩性高、承载力低的一种软塑到流塑状态的粘性土，如淤泥、淤泥质土以及其它高压缩性饱和粘性土和粉土等。

《岩土工程勘察规范》中规定天然孔隙比大于或等于 1.0，且天然含水量大于液限的细粒土应判定为粘土，包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭土等，其压缩系数大于0.5MPa-1 ,不排水抗剪强度小于30kPa.

《海口工程技术规范》（1982）中软土定义为：淤泥、淤泥质土以及天然强度低、压缩性高、透水性小的一般性粘土。

《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》（JTJ17-96）对软土的定义为：滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高和抗剪强度低的细粒土。

《公路工程名词术语》（JTJ002-87）对软土定义为：软土主要是天然含水量大，压缩性性高，承载能力低的淤泥沉积物极少量腐殖质所组成的土。

第九届亚洲地区土力学基础工程会议上，M.Kaman在地基总报告中把高速公路路基软土定义为：标准贯击数小于4、无侧限抗压强度小于50kPa、含水量大于50%的粘性土和标准贯击数小于10、含水量大于30%的砂性土统称为软土。

无论软土还是软土地基，在工程设计和施工时不要拘泥于他们的定义，只要路堤或其他荷载在土基尚有可能出现有害过大的变形与强度不足的问题，都应认真进行沉降、稳定验算。凡不满足设计指标时均应进行处理，决不能仅凭土名来确定是否需要进行处治。

在工程实践中，人们对软土的含义已基本取得共识，对软土地基的鉴别通常按照天然含水量、相对含水量、天然孔隙比，渗透系数、压缩系数和十字板剪切强度等指标综合鉴定，见表1所列。

表1 软土鉴别指标表

2.2 软土地基的成因类型及特征

软土是自然历史的产物,是随着古地理、气候、沉积环境的变化而形成的。我国地域辽阔，从沿海到内地、由山地到平原，各地区的软土由于形成的环境、年代、地址等条件千差万别，其分布、厚度、性质也各不相同。同时，软土水平方向上的差异性和垂直方向上的不均匀性，造成各地区随表现出的抗剪强度、压缩性和透水性等的特性也不一样。因此，对软土进行科学的归纳、统计和分类，有利于指导软土路基的设计与施工。

根据成因学的基本原理，把某特定地质时代相同沉积环境下形成的、在工程性质上存在一定内在联系的、具有特性相似的土体划分为一个工程地质单元，从而形成一个独立的统计单元体。根据地质成因所划分的地质单元作为独立的统计单元体，在设计上假设为均匀的。这个独立的统计单元体，既可以是一个单独的土层，也可以是自然属性相近的几个土层的集合体。尽管是根据相同成因来划分的统计单元体，但由于成因相近而软土形成的小环境的差异，如水流大小、速度、频率不同，所携带物质的多少、性质不同，所沉积场地的形态等不尽相同，加上勘测、测试本身因素势必造成成因相同的软土在性质上的不均匀性和各相异性。反映在土工试验结果上，同一工程地质层其物理力学参数测试值在一定范围内波动，个别甚至偏差、离散较大，偶尔出现一定的随机现象，也是自然的。这是应使用概率论原理、数理统计学的方法来统计处理这些实测指标。因此，在高速公路软土地基路堤设计时，对土体各项物理力学参数的选取，首先应分析其成因，以地质成因为基础，以概率论和数理统计为方法，以计算机为工具手段来获取。

我国沿海地区、内陆平原以及山区沟谷等广泛分布有各式成因的软土，因此，工程设计中按地域地质特点将软土分为五个类型，分别为滨海沉积、湖泊沉积、河滩沉积、

谷地沉积和沼泽沉积五大类。五种类型的软土沉积特征见表2所列。

表2 五种软土的特征

土、粉性土。这五种类型的软土特征见表3。

表3 五种软土的特征（按土质分类）

综上所述其基本物理、力学特性如下：

1）具有高含水量、低密度、低强度、高压缩性、低透水性和中等灵敏度的特点。其含水量一般在34%~72%之间，孔隙比一般在1.0~1.9之间，饱和度一般大于95%，液限一般在35~60，塑性指数为13~30，天然容重约为15~19kN/m3 ，压缩系数为大于0.5~1.0MPa,渗透系数为10-8~10-4cm/s,灵敏度为4~8，其快剪粘聚力在10KPa，快剪内摩擦角在0度~5度之间。因此，该类土的压缩沉降量大，排水固结缓慢，地基稳定性差。

2）具有一定的结构性。即具有触变性和蠕变性。其絮状结构的主要作用是增大了土骨架的刚度。因此其力学性质与应力水平密切相关。应力水平较低时，土会呈现良好的力学特性；应力水平超过某临界值时，土的结构性破坏，力学性质明显恶化。

3）存在硬壳层。该硬壳层经过地表风化、淋浇作用形成，具有中等的压缩性、较高的强度、较强的结构性。因此在路堤高度为2~3m时，可充分利用硬壳而不作处

3 软土地基工程中出现的问题

公路建设中因地基问题引起的危害有以下三个方面：

1）强度及稳定性问题。由于公路等级高,填土厚度大,当地基的抗剪强度不足以承受路堤及路面外荷载时,地基可能会产生局部或整体的剪切破坏,造成路堤沉陷,塌方,失稳,桥台破坏。

2）沉降变形问题。当地基在上部荷载及外荷载的作用下产生过大的沉降变形时，会影响道路的正常使用。特别是产生过大的不均匀沉降时，路面会开裂破坏，构造物与路堤衔接处会产生不均匀沉降，加上车速太高，引起桥头跳车；由于路面宽，中心沉降偏大引起的涵管弯曲，涵身，通道凹陷，沉降缝拉宽而漏水，路面横坡变缓、积水等。

3）地震、车辆震动力等动力荷载可能引起地基土特别是饱和无粘性土的液化、失稳及震陷等。

显著变化，从而影响道路的正常使用。

4公路工程软基处理的方法

目前，软土地基加固处理的方法很多，各种方法都有他的适用范围。各具体工程的地质条件千变万化，对地基处理的要求各不相同。加上软土地基处理的工程费用是十分昂贵的，且一旦选择方案错误就达不到预期的效果，因此在选择不同的地基处理方案时，需要考虑：土的类别、处理后的加固深度、上部结构的要求、当地能提供的材料和机械设备、周围的环境因素、对施工工期的要求、施工队伍的技术素质、施工技术条件和经济指标等因素。进行综合分析后，根据安全可靠、施工方便、经济合理等原则选择一个最优的地基处理方案。

目前就公路上常用的并有一定效果的软土地基加固处理方法介绍以下几种：

4.1 换土垫层法

换土垫层发誓将基础底面下一定范围内的软弱土层挖去，然后分层换填强度较大的砂、砂砾、碎石、素土、灰土以及其他性能稳定和无侵蚀性的材料，并夯实（或振实）至要求的密实度为止。换土垫层常用作浅处理地基的方法，此法施工简便，造价较低，不需要特殊的施工机械。适用于软土层较薄且易于排水施工的情况。换土深度一般不宜

超过2m,通常在80cm左右。

4.1.1 抛石挤淤法

抛石挤淤采用不易风化的石料，片时大小随软土稠度而定。该处粉沙土具有流动性，故片石易稍小些，但不宜小于30cm，且小于30cm的粒料含量不得超过20%。

抛石从路基中部开始，逐次向两旁展开，使流泥向两旁挤出。上不用较小石块填塞，并用重型机械碾压密实。

抛石挤淤的施工方法比较简单，不用抽水，而且比较经济。

4.1.2 砂砾垫层法

主要原理是利用砂砾垫层良好的透水性的特点，在软土地基顶面铺设排水砂层，以增加排水面，使软土地基在填土荷载的作用下，加速排水固结，从而提高地基强度，满足稳定性的要求。

在碾压密实的片石上铺30cm砂砾垫层，分两次铺砂（分层厚度在15~20cm），并逐层压实。砂砾垫层材料采用中砂及粗砂，不准掺有细砂或粉砂，含泥量不能过多。

碾压施工时，砂垫层的最佳含水量一般控制在8%~12%。在施工过程中应避免对软土表层的过大扰动，以免造成砂和淤泥混合，影响垫层的效果。

4.2 土工织物法

土工织物法是在土体中埋置土工合成材料（土工织物、土工格栅等）形成加筋土层，可使荷载均匀分布、提高地基承载力，又不影响排水，从而减小沉降。

以下以土工格栅为例，说明土工织物在软基处理中的应用。

土工格栅是具有较高的抗拉强度和较低的延伸率的一种土工合成材料。其抗拉强度已经接近软钢，可广泛应用于软土地基的加固。但土工格栅优良加筋性能的发挥和工程加固效果的体现与土工格栅的施工工序及施工工艺水平有着密切的关系，如果施工方法不当，工艺粗糙，难以达到预期的效果。

4.2.1 土工格栅加固土的机理

土工格栅对土的加固机理存在于格栅与土的相互作用之中，这种相互作用可归纳为三种情况：1)格栅表面与土的摩擦作用。2）土对格栅的被动阻抗作用。3）格栅孔眼对土的锁定作用。以上三种作用均能充分约束土颗粒的侧向位移，从而大大增加土体的自身稳定性，达到提高地基承载力和减少沉降的目的。

4.2.2 土工格栅类型

根据施工场地条件和地表地形地貌不同，路基基地用土工格栅加固分为两种类型。

1）筏垫式：场地开阔，较平坦，坡脚无冲刷要求以及施工车辆机具不能直接在软基上行走时，可将格栅垫层直接铺筑在软土地基表面，形成一筏片式垫层，垫层厚0.5~1.0m，铺土工格栅1~3层。

2）基床式：当路基基底表面高低不平或有淤泥时，可将格栅加筋层置于暗基床内，基床厚度0.5~1.0m，铺格栅1~3层。

4.2.3 土工格栅的施工工艺流程

筏垫式工艺流程为：平整场地、准备格栅→铺土工格栅→连接固定格栅→回填土料→回填料找平→回填料压实→检查压实度

基床式工艺流程为：开挖基床→铺砂垫层、准备格栅→铺土工格栅→连接固定格栅→回填土料→回填料找平→回填料压实→检查压实度

4.2.4 土工格栅施工工艺及要求

4.2.4.1开挖基床：

基床开挖尺寸应不小于设计要求，同时做好基坑防水、排水措施。基床开挖后应及时铺设砂垫层。

4.2.4.2铺砂垫层：

砂垫层表面要平整，表面局部允许高差不大于10cm。

4.2.4.3铺土工格栅：

①土工格栅的纵轴向应力与主要受力方向（即路堤横断面方向）一致;

②土工格栅沿纵轴向不易设置接头缝，如避免不开，搭接长度不一小于0.3m，且用铅丝帮扎牢固；

③土工格栅的铺设平顺无扭曲，与下层密贴好。

4.2.4.4连接、固定土工格栅：

①土工格栅沿横轴向（非主要受力方向）的接缝采用塑料袋绑扎，无需搭接要求，绑扎间距1.0m；

②铺好的土工格栅每隔1.5~2.0m用勾头钉（钢筋弯成）固定于地面，以使铺好的格栅平顺并与地面密贴。

4.2.4.5回填土料：

①铺好的土工格栅应及时回填覆盖防止日晒老化。回填土料的粒径不得大于碾压层厚的一半；

②回填时，车辆不得在铺好的格栅上行走；

③填土顺序应先填土工格栅的两端，并形成纵向站台或交通道，然后再依次扩大。

4.2.4.6回填料找平：

回填料的表面应用机械或人工找平，局部高差不大于5cm。

4.2.4.7回填料碾压：

碾压顺序先由两端向路堤中心碾压，严禁出现反向顺序，压路机应顺路堤纵向行使，严禁出现横向行使碾压。每个碾压层应检查压实度，一般要求密实度在85%以上。

4.3 竖向排水体法

竖向排水体法是排水固结法的一种，它由排水系统和加压系统两部分组成。设置排水系统主要在于改变地基原有的排水边界条件，增加孔隙水排出的途径，缩短排水距离。该系统油水平排水垫层和竖向排水体构成。通过预压荷载，使被加固土体中的孔隙水排出，有效应力增加，土中空隙体积减小，密度加大，土体强度得到提高，从而达到减少地基工后沉降和提高地基承载力的目的。在竖向排水体中用得较多的是普通砂井法、袋装砂井法和塑料排水板法。

4.3.1 普通砂井

普通砂井法是在软土地基中先钻成一定直径的孔眼，然后灌以粗砂或中砂利用上部荷载的作用加速软土排水固结的方法。砂井的成孔方法可采用冲击成孔法或振动成孔法。砂井的排列形式一般采用倒三角形或正方形，其中以三角形排列较紧有效，孔径一般采用20~30cm，孔距为孔径的8~10倍，常用的是2~4m，砂井顶部铺设40~50cm的砂垫层构成排水系统，在路堤荷载的作用下加速排水固结，从而提高地基强度，保证路堤稳定。

砂井的施工工艺的选择主要考虑三个方面的问题：

1）保证砂井连续、密实，并且不出现颈缩现象。

2）施工时尽量减少对周围土的扰动.

3）施工后砂井的长度、直径和间距应满足设计要求。

4.3.2 袋装砂井

袋装砂井是事先把砂装入长条形透水性好的编织袋内，然后用专门的机具设备打入软土地基内以代替普通大直径的砂井，其布置一般采用梅花形，间距以1.0~1.5m为宜。

袋装砂井的成孔方法，可根据机械设备条件进行比较选择。目前我国所采用的有如下五种施工方法：锤击沉入法、射水法、压入法、钻孔法以及振动灌入法等，均有专门的施工设备。一般为导管式的振动打设机械，只是在进行方式上有些差异。

在袋装砂井的施工中应注意几个问题：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;砂料含泥量要少，一般要求小于3%；袋中砂宜用风干砂，不宜采用潮湿砂，以免袋内砂干燥后体积减少，造成袋装砂井缩短与排水垫层不搭接等质量事故；编织袋在施工时应避免太阳光长时间直接照射；施工中应经常检查桩尖与导管口的密封情况，避免导管内进泥太多，影响加固深度；确定袋装砂井的施工长度时，应考虑袋内砂体积的减少，袋装砂井在孔内的弯曲、超深以及伸入水平排水垫层的长度等因素，避免砂井全部沉入井内，造成与砂垫层不连接。

袋装砂井的直径小，材料消耗少，工程造价低，施工速度快，设备轻型，适应在软土地基上施工。一般情况，当泥沼或软土层厚度超过5m，且路堤自重的静压超过天然地基的承载力很多，特别是地基水平位移较大时，经常采用这种方法。

4.3.3 塑料排水板法

塑料排水板是带有孔道的板状物体插入土中形成竖向排水通道。塑料排水板法的优点有：工机械简单，性能好，投入劳力少；透导水性能好，可确保排水效果；塑料排水板具有一定的强度和延伸率，适应地基变形的能力强；插入地基时对地基扰动小，对超软地基处理最为理想。但塑料排水板法对提高土层的抗剪能力不如袋装砂井，在需要抗滑稳定的软基地段，应谨慎采用。

塑料板排水法一般用于泥炭饱和淤泥地段或土基松软地下水位较高的地段，其主要施工工艺流程为：清理场地→设排水砂垫层→设塑料排水板→加载预压→卸载。

塑料板排水法施工过程中已注意以下几点：

1.塑料板插入过程中防止淤泥进入板芯，堵塞输水通道，影响排水效果。

2.塑料板与桩尖连接要牢固，避免提管时脱开将塑料板带出。

3.桩尖与导管配合要适当，避免错缝，防止淤泥进入而增大塑料板与导管壁的摩擦力造成塑料板的带出。

4.严格控制间距和深度。

5.塑料板接长时，应用滤膜内水平搭接的方法，为保证输水畅通并且有足够的搭接强度，搭接长度不小于20cm。

4.4 加固土桩法

加固土桩是用某种专用机械将软土地基的局部范围（某一深度、某一直径）内的软土桩体用生石灰、粉煤灰、水泥等加固材料改良加固而形成，与桩间软土形成复合地基，从而降低土中的含水量，提高地基强度，减少沉降量。其施工有拌和桩法、粉喷桩法等。加固剂可采用水泥等固化剂，也可采用多种复合材料的混合物。加固材料的剂量通过室

内实验技术、经济性优化选用。加固土桩的直径、设置深度及间距均应经稳定沉降验算确定。一般情况下桩径采用0.5m，桩长最大12m，一般为9m，桩距0.75~1.0m。施工前必须进行成桩试验（一般不少于5根），一边取得`成桩经验及各种技术参数。其主要施工工艺为流程为：设备定位→预搅下沉→钻杆提升（喷搅）→复拌。

其中粉喷桩的施工还应注意以下几点：

1）粉体的质量。这是影响粉喷桩质量问题的关键。虽然目前已经有多种计算方法，如电子称、气固二相流量仪等，但这些方法还存在一些缺点，还需要进一步研究解决。

2）施工机械和设备。当前的施工机械和设备只能加固17.5m以内的软土层，对超过20m以上的深厚软土就无能为力。一方面钻机深度不够；另一方面空压、动力及喷叫工艺也有待进一步改进，以确保下部桩体的质量。

3)粉喷桩的质量检测。虽然在行业技术规范中已有几种测试方法，但尚待完善。

4）由于地质条件千变万化，粉喷桩的实际施工长度由以下两方面控制：一是施工图设计文件中地质勘探孔（或施工过程中的补堪孔）所勘探的深度；二是根据粉喷钻机在钻进时电流的变化情况。一般情况下，当钻机以II档，即0.8/min钻进过程中，钻机电流表电流值达到75A以上时即可认为达到了持力层。

5）复搅长度。复搅桩体水泥土的无侧限抗压强度比未复搅桩体水泥土的无侧限抗压强度达2—3倍以上，可见，搅拌对提高水土均匀性，提高粉喷桩桩体强度是必不可少的。现行规范规定复搅长度为桩上部1/3段并小于5m，这是基于粉喷桩受力特性而定的。但对于天然含水量大于液限的地基土而言，桩间土承载力很低（一般只有50—60Kpa），为了提高复合地基承载力，达到设计要求，只有通过增加面积置换率和提高单桩承载力两种途径解决。对于公路来讲，面积置换率增加是有限的（一般控制20%，即：桩距1.0m 左右），而单桩承载力提高则很明显，因此，对高含水量地区复搅长度应尽量加长。

6）地基土的含水量对粉喷桩的影响。粉喷桩质量的优劣主要反映在粉喷桩的强度指标上，这不仅与掺入粉体的质量有关，而且与施工工艺、地基土的性质也有关，尤其是地基土的含水量。规范规定，地基土的天然含水量小于30%及大于70%时不宜采用。如土的含水量小雨30%，土中的水分不足以使粉体进行水化作用。当含水量大于70%时，若按常规掺入粉体数量，由于水分过多，水泥土桩体强度不够，在这种情况下必须增加粉体的掺入量和采用复搅的施工工艺。高含水量、大孔隙比和粘粒含量多时，当钻头翻转提升喷灰时，产生一个垂直向下的挤压力和一个径向水平推力，由于土呈流塑状，束缚力极低，桩体在形成过程中向下及四周水平方向挤去，影响竖向桩体的形成，在地表以下

1~2m通常出现所谓”掉桩”或”下沉”.其实桩体的摩擦力足以承受桩体的自重，不能“掉桩”，在施工过程中只要当立即回填土并重新复喷复搅，就能克服这种现象，如果不作处理就会造成过大的路基沉降。

7）粉喷桩的支撑式与悬浮式对沉降的影响。当粉喷桩打穿软土层进入较硬得的持力层，沉降很小；若不打穿软土成为悬浮式，沉降就会大，说明自桩尖下卧软土层的沉降还相当大，而且持续时间较长。目前高速公路不断向沿海、近海地区伸展，遇到的深厚软土越来越多，但现有正规生产得粉喷桩机深度远不及。为解决这个问题，除了机械设备进一步改进外，在设计理论上也需要有一个的突破，对下卧软土有一个正确的评估。

4.5 碎石桩法

碎石桩是利用产生水平振动的管状设备，（振动打桩机、柴油打桩机、近端装有活瓣钢桩靴的桩管），以高压水流边振边冲在软弱粘性的集中称，然后在孔内分批填入碎石振密制桩，并与周围粘土形成复合地基。本方法与排水固结法相比，具有加固周期短、快速连续加载等优点。

碎石桩的主要施工工艺流程为：清理整平场地→机具定位→管桩沉入→加料压密→拔管→机具移位。

其施工要点如下：

1）在强度较低的软粘土中施工时，关键是保护好孔壁，是孔道通畅，应采取“先护壁，后制桩”的方法，即在开孔时，不要一下到达加固深度，可以先到达第一软弱层，然后再加些料，进行初步挤振，让这些填料挤到此层的周围，把此段的孔壁护住，接着再往下开孔到达加固深度，这样制桩前整个孔道的孔壁就护住了。

2）在粘土中制桩当孔中泥浆稠度太稠时，骨料在孔内下降速度将减慢，不仅影响施工速度，而且影响成桩的质量。所以要在成孔后留有一定的时间清孔，让回水把稠泥浆带出地面。

3）施工过程中遇到地基中有硬层时，成孔时就要适当进行扩空，即在此硬层中，把振冲器多次反复上下几次，通过振冲器的挤振，把孔道扩大。

4）加料时应“少食多餐”，每次打入填料的数量在孔内堆积约一米高，然后用振冲器振密，再继续加料。否则一次加料过多，使堆积在孔道的填料过厚，振冲器就难以穿过，不宜把填料振实，出现所谓“卡壳”现象，导致“断桩”或“颈缩桩”。

5）填料的方式有三种：①振冲气提出口后再往孔内加料，然后放下振冲器进行振密；

②振冲器不提出孔口，直往上提一些，使振冲器离开原来振密过的地方，再倒料，然后

放下振冲器进行振密；③连续加料，挤振冲器只管振密，而填料是不断往孔内添加，只要在其深度上达到规定的真实标准就往上提振冲器，再继续振密。究竟选用何种填料方式要视地基土性质而定。如前所述，在软土地基中，由于孔道会被塌下来软粘土所堵塞，所以应经常进行清孔除泥，故不宜用连续加料的方法。

4.6 灌浆法

灌浆法是根据物理化学原理，利用机械设备将具有固化和抗渗性能的浆液材料灌入软基孔隙或裂缝中，并使之在一定范围内扩散和固化，以达到提高地基强度、降低渗透性、改善地基物理力学性质的一种方法。

灌浆法的施工方法包括：钻杆灌浆法、花管灌浆法、袖阀灌浆法等。

施工步骤如下：

1）钻孔：对于较软的软土，可采用螺旋钻，较深则易采用回转式钻机。为防止冒浆，孔径以小一些，一般为75~110mm，垂直偏差小于1%。

2）制浆：根据材料试验配比选择浆才，制浆时注意以下几点：①按程序加料，准确计算，掌握浆液性能，用多少浆制多少浆。②将也应进行充分叫板，并坚持灌浆前不断的搅拌，防止再次沉淀，影响浆液质量。

3）灌浆：灌浆是通过灌浆设备、树奖官路，将浆液注入到目的层中。用于公路软弱地基处置工程的灌浆法有:①自下而上式孔口封闭灌浆法：这种工序一次成孔，孔口三角楔止浆塞封口，分段自下而上灌浆，管江段高度在1.5~2.0m之间。该方法对于粘性土层较多或地层下部具有少量中粗颗粒土层的软弱土层较为适用。②自上而下式孔口封闭灌浆法：这种方法一次只钻成一段灌浆孔，孔口用三角楔止浆塞封口，分段自上而下灌浆，灌浆段在1.5~2.0m之间。该方法对于上部中粗粒沙土层较多的软弱土层较为适用。

在灌浆开始前，应进行现场灌浆试验，确定单孔管浆量，然后按照所采用的管浆工艺施工。在灌浆工序上，现施工边缘帷幕孔，在施工加固孔，并已按次序施工。当灌浆量达到设计要求时可终止管浆。边缘帷幕孔孔距应为一般灌浆孔孔距的1/2，以确保灌浆工程的质量。

在灌浆过程中，当地面隆起或地面又跑浆现象时，应停止灌浆，分析其原因，对下一个灌浆段以减少灌浆量，并检查封孔装置、灌浆设备等，如仍然有地面隆起或地面跑浆应结束该孔灌浆施工。

4.7 强夯法

强夯法在实践中已被证明是一种较好的地基处理方法，因为其设备简单，不需加固材料，其费用低，周期短。但到目前为止，还没有一套完善和成熟的理论和计算方法只能通过试夯的方法提供依据。世行的面积不小于20m*20m，对不同的地质条件，至少进行一次试夯，通过试夯确定施工参数，如夯锤重量、夯锤落距、夯点距离、单点总夯击能、间歇时间、夯击遍数及有效加固深度等

强夯法的施工步骤如下：

1）首先选定试夯区，最好两个，每个均为20m*20m，清理平整试夯区；

2）布置夯击点位，并用明显的标志标明，测量场地夯前高程；

3）其中机就位，使夯锤对准夯击点位置，测量夯前锤点的高程；

4）将夯锤起吊至预定高度，待夯锤脱钩，自由下落，放下吊钩，测量锤顶高程；若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，应及时将坑底整平；

5）每夯击一次将场地整平，同时测量整平后的标高；

6）重复步骤4），按设计规定的夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击；

7）重复步骤6），完成第一遍夯实点夯击后，用推土机将夯坑整平，并测量此时场地高程；

8）按规定的间隔时间，重复上述步骤，逐次完成全部夯击变数，最后用低能量满夯，将地表层松土夯实，并测量夯后高程；

9）强夯结束后间隔一定时间对地基加固质量进行检测。检测内容包括静载荷试验、钻探及瑞利波测试，测试点应选在夯点与夯点间，当测试结果满足设计要求后，即可按上述程序进行施工。当不满足要求时，应对设计参数，如单点夯击次数、单夯击能、夯点布置等进行调整，判断是否可用强夯法，若可继续采用重复上述试夯步骤，直至满足设计要求。

强夯法有严格的土质适用范围，主要适用于素填土、杂填土、沙土、低饱和度的粘性土、粉土和黄土地基。沙土的饱和度如果接近于1，不宜使用强夯法。但在有些地区，软土中加有多层粉砂，具有千层饼状结构，为夯击石高孔隙水压力的消散提供了条件，故这种情况下也可使用此方法。所以，采用这种方法首先考虑地层构造。

4.8 反压护道法

反压护道法的原理是在路堤两侧填筑一定高度和宽度的护道，以平衡陆地下的淤泥或泥炭向路堤两侧的胀力，从而保证陆地的稳定。由于此设置反压护道会增大路堤沉降，而且会多多用土地，因此常采用借地还耕的方法，反压护道修成后，可在其顶面耕种作物，也可利用反压护道做道路辅助设施。反压护道的高度以为路堤的1/2，宽度应通过稳定计算确定，且满足路堤工后的沉降要求。如图3.7-1

5．常用软基处理方法的比较

5.1 砂垫层与土工织物的比较

高速公路软土地基的砂垫层要求略向路基边缘倾斜，垫层厚度为30cm，砂为中粗砂，含泥量小于3%，渗透系数为6*10-2~6*10-3cm/s。铺砂垫层预压后，软基的图形明显改善。十字板强度提高1.5~2.0倍，含水量减少5%~15%，容重增加1%~4%，压缩系数明显减小，先期固结压力大幅增加。对砂垫层和土工织物比较，土工织物处理效果明显较好。土工织物的处理效果有以下几点：

1）总沉降量明显减少，减少量达30%，土工织物和土形成的复合体能承受较大的拉力，使地基受力相应减小，这是土工织物的加紧作用引起的。

2）沉降影响深度较小。

3）沉降均匀，差异趁蒋建校1/3左右。

4）排水效果相同，在预压初期用土工织物方案，路基的固结度低于砂垫层方案，6个月后，两者的固结度完全一致。

5）土工织物处理的断面在竣工前沉降速度较慢，在预压后期沉降速度降低缓慢；而砂垫层方案在填土期间沉降速度较大，预压期沉降速度很慢。由于土工织物具有强度高、耐腐蚀性强、柔性大、反滤排水效果好、施工简便、投资少等优点，目前，土工织物已被设计、施工和管理人员所接受，在高速公路中有广阔的应用前景。

5.2 塑料排水板与砂井的比较

塑料排水板和砂井均属深层排水措施。深层排水常与砂垫层和土工织物一起使用，这样组和处理效果理想。采用塑料排水板处理后的软基经过预压后，软土结构将发生变化，达到提高强度的目的。塑料排水板的间距越小，处理效果越明显，加大处理深度的处理效果不及缩小间距的处理效果。对于有硬壳层的软基，塑料排水板的间距过小会破

坏硬壳层的刚度，因而加大总沉降，因此要合理选择塑料排水板的艰巨，以期达到软基处理的最佳效果。大量工程实践证明，塑料排水板的间距因工程不同一般为1.0~2.0m 。

5.3 塑料排水板与袋装砂井的比较

相对于普通砂井袋装砂井用砂量少、施工方便、快捷。塑料排水板与袋装砂井的作用原理是相同的，设计方法也基本相同，只是所用材料不一样。

与袋装砂井相比，塑料排水板具有施工速度快、效率高、施工机械轻便、对软土地基扰动小，可工厂化生产、抗折能力较强等优点。此法可以单独使用，但一般是结合砂垫层或其他方法一起使用。

5.4 粉喷法和浆喷法的比较

深层搅拌法是用搅拌机械将粉体固化剂或浆体固化剂喷近软基中。固化剂与软土硬结为桩体。常用的固化剂是水泥。根据固化剂的状态又把搅拌法分为粉喷法和浆喷法两类。粉喷法和浆喷法主要由以下区别：

1)天然水量小于30%的软弱土层，如杂填土、粉粒含量高的粉土和砂土宜采用浆喷发；

2)含水量大于30%，塑性指数大于十的宜采用粉喷法；

3)从搅拌效果看，相对于同样的搅拌时间，粉喷法比浆喷法获得的强度高，强度离散

性小；

1）相对于粉喷法，浆喷法的施工简单、施工质量容易控制，特别是在固化剂的计量方法上，水泥浆的计量比水泥粉的计量更容易。

深层搅拌法形成的复合地基具有以下特点：

1）桩体越长、间距越小，处理效果越好；

2）搅拌法处理过的软基固结缓慢，软土的固结度小；

3）复合地基本身的沉降小，总沉降量小，复合地基没有双层地基的应力分布不均，大部分应力集中于桩体，部分应力通过桩体传递到复合地基下面的土中，增加了复合地基以下土的沉降，因此粉喷法一定要穿透软土层，否则不能改善土的性质，相反会因软土结构破坏，特别是表层硬壳的破坏，土层重量增加，排水条件恶化，使软基沉降量增加，固结速度减慢，起不到加固软基的效果。

2）复合路基的侧向变形小，填土后两个月内侧向位移趋于稳定；

3）复合地基承受的填土速率大，缩短了工期；

4）复合地基的性能取决于桩体的质量，施工质量是搅拌法处理软土的关键；

经过以上几个软基处理方法的简单比较可以看出，软基处理不单独采用一种处理方法，多数采用两种或两种以上组合方法综合处治软基。如文中国道220（惠民段）采用的抛石挤淤和砂砾垫层组合使用。另外还有砂垫层与深层排水法联合使用，加固软基的效果会更好。深层搅拌法处理后形成的复合地基是加固高速公路软基的好方法，但目前由于无法检测施工质量、造价较高，建议尽量少采用。但在特殊情况下，深层处理未必不是处理高速公路软基的最佳选择。粉喷法和浆喷法相比各有优点，对于含水量大的软土一般采用粉喷法，对于含水量小的砂性土应选择浆喷法，但对于含水量较大的（70%）的泥炭、淤泥和有机质含量丰富的超软土，也建议选择浆喷法，上下反复喷几次，其加固效果比粉喷法加固效果好，原因是水泥浆比水泥粉凝固的快，形成强度所需的时间段。袋装砂井和塑料排水板均已在软基加固工程中得以广泛应用，对于砂源丰富的地区，使用袋装砂井处理软土地基，易于质量保证，费用也较低。塑料排水板法和砂垫层法也经常组合使用。填土预压与反压护道法并用，由填土预压促进固结沉降，由反压护道达到软土地基的稳定。此外尚可有多种组合，总之应根据现场实际来决定最经济最有效的方法组合应用。

6 结论

1）软土地基处理施工中应遵循“按图施工”的原则和“边观察、边分析”的方法，做到经济、可行、安全、创新并有利于环保。因此，在进行高速公路和一级、二级公路软土地基的施工时应结合工程修筑试验工程，和进行必要的沉降和稳定观测，以验证设计方案的合理性和可行性，指导工作，从而保证工程质量。

2）软土地基的施工质量很大程度上取决于地质资料的真实性和代表性，因此，所获得地质资料必须真实，必要时在施工前应进行现场测试，室内实验尽可能采用自动化高的实验手段。

3）公路工程软土地基的施工方法很多，在实际工程中，应根据地质资料，结合水文气象资料、供气等因素，采用不同的技术措施进行试验，经技术经济论证，选择最佳的施工方案。