道路工程路基软基处理常用方法

软土路基稳固剂表层处理施工工艺软土路基表层排水施工工艺表层排水法是软土路基表层处理的一种方法，它是通过所开挖沟槽或盲沟及透水性好的砂砾或碎石等材料排除地表水，以达到提高地表强度、防止地基局部剪切变形、保证施工机械作业的作用。

适用范围（1）表层排水法用于地表面极软弱的情况，对土质较好因含水量过大而导致的软土地基。

（2）可作为既有建筑和新建建筑的地基排水固结之用，也可作为高速铁路、客运专线、高速公路等地表渗水处理用；可作为施工中的临时地表临时固结措施，也可用于永久建筑物的地基加固、防渗处理。

工艺原理表层排水法用于地表面极软弱的情况，对土质较好因含水量过大而导致的软土地基，在填土之前，地表面开挖沟槽，排除地表水，同时降低地基表层部分的含水率，以保障施工机械通行。

为了发挥开挖出的沟槽在施工中达到盲沟的效果，应回填透水性好的砂砾或碎石。

原理作用路基基底一旦遇水浸泡，基底土将软化，引起新的沉降变形。

地表排水固结是通过开挖排水沟排除地表中的水，使其固结，提高地表达到承重强度，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布于地基上。

工艺流程表层排水施工工艺流程详见图1。

砂（碎石）垫层施工工艺不合格不合格图1 表层排水施工工艺流程图地基上填筑砂（碎石）垫层是常用的一种工艺。

它是利用级配良好、质地坚硬的中粗砂或碎石、砾石等，经分层夯实，作基础的持力层，可提高基础下地基强度，降低地基的压应力，减少沉降量，加速软土层的排水固结；在软土层顶面铺设一层砂垫层，主要起浅层水平排水作用。

适用范围（1）一般适用于3.0m以内的软弱、透水性强的粘性土地基，不适用于加固湿陷性黄土和不透水的粘性土地基。

（2）路堤高度小于两倍极限高度，软土表面无透水性低的硬壳。

（3）软土层不很厚，或虽稍厚，但具有双面排水条件。

（4）当地有砂可取，运距不远。

（5）有较长的工后固结沉降时间。

工艺原理砂（碎石）垫层就是利用级配良好、质地坚硬的中粗砂或碎石、砾石等，经分层夯实，作为基础的持力层，提高基础下地基强度，降低地基的压应力，减少沉降量，加速软土层的排水固结。

在软土层顶面铺设一层砂垫层主要起浅层水平排水作用,在路基荷载作用下将软基中的固结水通过砂层排入路基边沟。

砂层对于基底应力的分布和沉降量的大小虽无显著影响，但可加速沉降发展，缩短固结过程。

工艺流程Array图1 砂砾垫层施工工艺流程图抛石挤淤施工工艺开挖换填施工工艺由于软土的工程性质（地基承载力低、在荷载作用下易变形、不均匀变形大且变形稳定时间长）影响路基的坚固、稳定、耐久性。

所以，在软土地基上建筑工程，需进行处理。

当软弱土层较薄时，通常采用换土法进行地基处理。

适用范围Array开挖换填是针对局部存在软土及松软土，其厚度一般不超过4m的情况而采用的一种常用的地基处理方式。

可广泛应用于公路、铁路、市政工程、工业民用建筑基础和场坪的地基换填处理。

工艺原理通过挖除软土，换填砂砾、碎石、碎石土、砂性土，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，满足路基的设计与施工需要。

工艺流程不合格图1 工艺流程图堆载预压施工工艺路基堆载预压施工技术是通过对软弱土地段路基基底进行适当处理和对路基进行堆载预压，加速路基下沉，降低孔隙比和含水量，提高土体密实度，从而提高软土路基的强度和抗剪切能力，控制路基工后沉降量，确保路基承载力和稳定性。

适用范围适用于淤泥、淤泥质土、冲填土等饱和性粘土地基。

堆载预压分塑料排水带、砂井地基等堆载预压和天然土地基堆载预压，当软土厚度小于4.0m 时，可以采用天然土地基堆载预压法处理，当软土厚度超过4.0m 时，应采用塑料排水带或砂井等竖向排水预压法处理。

工艺原理及设计要求（1）路基基础土壤饱和水受填筑物自重压力，经塑料排水带或砂井坚向排至砂垫层，并经砂垫层横向排至路基外。

（2）堆载预压是对路基本体按设计预加荷载，加速路基本体和基础的下沉、固结、稳定，并达到设计沉降、固结要求后缷载，从而控制和减少路基工后沉降。

工艺流程见图1。

（碎石）桩施工工艺砂（碎石）桩是用振动、冲击或打入套管或利用振冲成孔等方法在软弱地基中成孔，然后向孔中填入中、粗砂，再利用拔管时的振动、反插或振冲器的振动对填入料进行夯实形成密实桩体从而对地基进行挤密的一种地基加固方法，挤密桩与原地基一起构成复合地基，从而达到提高地基承载力减少沉降和不均匀沉降的目的。

同时碎石桩具有良好的透水性，可加速地基固结，使地基承载力图1 堆载预压施工工艺流程粉体喷射搅拌桩施工工艺提高1.2～1.3倍，进而提高土的抗剪强度。

适用范围（1）浅层处理砂土类土，非饱和粘性土和湿陷性黄土、人工填土。

（2）深层处理以上土质，对饱和粘性土应慎重。

（3）深层处理各种土质，对饱和软粘土应慎重。

（4）深层处理各种砂土类土及部分粘性土。

原理作用（1）对松散砂土。

砂（碎石）桩主要起挤密、置换作用。

在沉管法或干振法中，在成桩过程中桩管的振动作用使砂土层液化，颗粒重新排列，孔隙减少，同时桩管的打（插）入，使周围的土层被挤（振）密。

（2）对粘性土。

砂（碎石）桩主要起置换和排水作用。

在沉管法或干振法中，因为桩管的沉入破坏了黏性土原始的微观结构，加上砂（碎石）填料的挤入，改善了黏性土的排水结构，同时对黏性土亦进行了部分置换，因而改善了地基的特性。

工艺流程砂（碎石）桩施工工艺流程见图2。

1 砂（碎石）桩施工允许偏差施工图片见图3原地面平整处理施工放线布置桩位桩机定位、闭合桩靴预灌砂（碎石）料振动沉管到设计深度成桩质量检验振动拔管机械设备进场桩机移位补灌砂（碎石）料、反插图2 砂桩施工工艺流程图重锤夯实（强夯法）施工工艺重锤夯实（强夯）法又称动力固结法，是法国梅那尔公司于60年代后期创造的一种地基加固方法。

它是在重锤夯实基础上发展起来的动力加固地基的新方法。

70年代后期传入我国，经过近20年在全国各地的推广应用，证明其加固效果十分显著。

工艺特点强夯法以其质量可靠、进度快、节约材料、造价低、经济效益显著等特点，已广泛应用于工业与民用建筑、公路与铁路路基、机场道路及码头仓库等工程的地基加固，强夯能级从1000kN·m发展到8000kN·m，成为国内处理地基的一种较好的实用方法。

适用范围目前，国内外处理地基的手段很多，其中强夯的适用范围最广，适用的土质有：各种素填土、杂填土（建筑垃圾、工业废料）、粘土、黄土、湿陷性黄土等。

采用强夯处理地基，需要考虑其振动对附近建筑物的影响，必要时应采取隔振、防振措施，在城市施工时还要考虑对噪音的控制问题。

工艺原理及设计要求强夯法加固地基虽已经历了几十年，实践证明是一种较好的地基处理方法，但是还没有一套成熟的理论和完整的设计计算方法。

根据国内外近十年来的研究成果，土的强夯作用机理一般可归结为：（1）非饱和类土。

以直观的加密使土体强度增加为主，如黄土和一般的粘性土，最典型的是湿陷性黄土，通过夯击使土颗粒重新排列成致密结构体，减弱甚至消除其湿陷性。

（2）粉土和粉细砂类土。

夯击作用使土体加密和预液化，从而提高地基土的承载力和抗液化能力。

（3）饱和土。

强夯使空隙水压力瞬时升高，随着水压力的消散，土中自由水和部分弱结合水排出，土体变得紧密，随着时间的延续，触变后的土体结构得以恢复，使地基土得到加固，对于饱和淤泥质土和粘性土，可通过加填料（石块、钢渣等）夯击，增加土体骨架和排水通道，这一措施无疑扩展了强夯处理地基土的适用范围。

加固原理强夯法是应用功能转换的原理达到加固地基的目的。

具体地说，它是利用起重设备将几十吨（一般8～40t）重锤，从几十米（一般6～40m）高处自由落下，给土以强烈的冲击和振动。

地基土在强大的冲击能的作用下，土体强制压缩或振密；土体局部液化，夯点周围产生裂隙，形成良好的排水通道，孔隙水溢出，经时效压密，使土体重新固结，从而提高了土的承载力，降低其压缩性。

强夯法是利用强大的夯击能给地基一冲击力，并在地基中产生冲击波，在冲击力作用下，夯锤对上部土体进行冲切，士体结构破坏，形成夯坑，并对周围士进行动力挤压。

粉体喷射搅拌桩施工工艺目前，强夯法加固地基有三种不同的加固机理:动力密实、动力固结和动力置换，它取决于地基土的类别和强夯施工工艺。

施工工艺流程重锤夯实（强夯）法施工工艺流程见图2。

重锤夯实（强夯）法的应用施工照片见图3。

图2 重锤夯实（强夯）法施工工艺流程图3 强夯施工照片粉体喷射搅拌桩施工工艺用粉体喷射搅拌桩（简称粉喷桩）施工方法加固软基，是利用专用的喷粉搅拌钻机将水泥或生石灰粉等粉体固化剂喷入软土地基中，并将软土与固化剂强制搅拌，利用固化剂与软土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土结成具有一定强度的桩体而形成复合地基的一种施工方法，从而达到提高软基承载力，减少软基沉降的目的。

由于粉喷桩能有效减少总沉降量、能承受较大的加荷速率、抗侧向变形能力强、可大大缩短施工期等优点，故在软土地基的加固中得到广泛应用。

我国于80年代初引入此项技术，现已在公路、铁路与建筑等领域的软弱土地基的处理中得到有效应用。

适用范围及条件（1）粉喷桩加固地基主要适用于公路、铁路、工业及民用建筑、市政、道路及港口、地下挡土结构等工程的软土地基处理。

（2）其适用的土质为：淤泥质土、饱和粘土、亚粘土、粉土、素填土、杂填土等地基加固，地基土的天然含水量在小于30％或大于70％时不宜采用。

（3）加固深度一般为20m以内，加固土强度标准值一般取90d龄期的无侧限抗压强度，一般可达到0.8～2.0MPa。

（4）当地下水有侵蚀作用或加固的地基为泥碳土时，应通过试验确定其适应性，冬季施工应注意低温对加固效果的影响。

工艺原理粉喷桩是用改制的螺旋钻机，将钻杆钻至设计要求的土层深度，钻头到达下部设计地层后，用压缩空气将水泥粉或生石灰粉经钻杆内孔输送至钻头上特制的喷嘴，随同钻头旋转向四周土体喷射，同时钻杆以一定的速度提升。

钻头上的叶片将其四周一定范围内的土体自下而上不断切割，使之疏松，并与水泥或生石灰粉充分搅拌混合，水泥（生石灰）与水发生水化反应形成水泥（生石灰）土粉体喷射搅拌桩施工工艺的混合固化体，该固化体的强度高于原土体的强度，在土中形成了一根水泥＋土的固化体柱，此即称为粉喷桩。

粉喷桩加固软弱土层的设计主要由单桩设计、复合地基设计及工艺性设计等部分组成，根据建筑物对地基承载力和变形的要求，结合上部结构的特点，粉喷桩可采用桩状、壁状、格栅状或块状等加固型式，其布置可采用三角形或正方形。

加固机理粉喷桩加固软土地基，即以水泥或生石灰粉作为固化剂，利用深层搅拌机械将水泥与原位软土进行强制搅拌、压缩，并吸收周围水分，经过一系列物理化学作用生成一种特殊的具有较高强度、较好变形特征和水稳性的混合柱状体，从而起到提高软土地基承载能力、减少地基的沉降量及保证桥头高填土路基稳定性的作用。