软基处理方法

高速公路软基处理的几种方式1砂垫层对于一般地段，软土层分布广，地下水位高，路基设计为：自下而上：50cm土垫层 60cm砂垫层粉煤灰路基（填土路基）粘土封层其中土垫层主要是将原地物地貌调平，砂垫层主要就是将软基中地下水排至路基两侧，以利地基稳定，并且有效防止弹簧现象向上反射。

施工时，首先恢复中线，划好路基底面边缘线，进行清理掘除工作（对于小的沟渠，应清除淤泥，回填砂），碾压后即可填筑土垫层，土垫层可分两层填筑，土垫层顶面一定要做好2%-3%的路拱以利排水。

砂垫层最主要的目的是排水，所以宜选用中粗砂，砂的含泥量（小于0.074mm砂粒）不宜大于15%。

填筑前，先由测量组精确放出砂垫层的边线，边线宽度应预留路基沉降量，做预宽处理，否则路基沉了后宽度不足，用装满砂的编织袋沿边线排好做成挡砂堤，高度与砂垫层厚同，外侧坡度与设计边坡相同，然后采用自卸汽车按一定间距卸砂，人工配合推土机整平，每2-3米设一检查点测量砂层厚度，松铺系数采用左右，砂垫层一次全幅全厚上齐，顶面设置2%路拱，砂垫层要用水密实，当路基荷载作用在砂垫层上后，砂垫层自动密实并将地下水挤出排走。

2粉喷桩处理在大中小桥桥头、涵洞及通道处，对地基沉陷有严格要求的部位采用粉喷桩来加固地基对于粉喷桩钻机来说，钻杆钻头形式优劣关系到成桩质量的好坏以及成桩效率的高低，同时也影响钻盘转矩的大小，所以对钻头应优化设计，使其满足钻速快、喷粉搅拌均匀的要求，此外钻头叶片的形式还应保证反向旋转提升时，对桩体混合土有压密作用，而不使灰土地面翻升而降低桩体质量，影响其密实度。

施工前，首先要施工场地大致整平，根据图纸由测量人员精确放出要处理的软基范围，然后用小竹签等按照梅花型放出每根桩的桩位，间距控制在1.2米—1.5米，调试好各种机构设备，并在钻架上标好测深标记。

将钻机对中调平，开动钻机进钻，一般软基或控制每分钟进尽1.5米—2.0米，遇到部分稍硬地层可放慢速度并加度后提钻并开支气泵、喷粉搅拌（为增加固化剂沿桩截面分布均匀性，可采用管口喷与叶片相结合的方式施工），同时适当调整喷粉压力，以防堵管或喷粉困难，利用自动称量装置控制供灰量，桩径50cm时，每延米桩长控制供灰不小于45g（不计损耗）。

粉喷桩分为端承桩和摩擦桩，该段施工的大多数是摩擦类桩，摩擦类桩的桩轴力自上而下逐渐减少，最大桩轴力在桩的上部，这类桩由于地表覆盖层缺少必要的压力而易出现不密实或搅拌不均，以致影响桩的整体承载力，所以在钻头施喷完后要对桩上部1/3段重新喷灰复搅，以提高桩上部的承载力。

3塑料排水板塑料排水板处理软基的原理是利用深插软基的排水板，避免路基外侧地表及地下水进入路基范围，当填筑路基时，荷载作用于软基，地下水由于受挤压和毛细作用沿塑料排水板上升至砂垫层内，由砂垫层向两侧排出，从而提高基底承载力。

塑料排水板要在砂垫层完成后施工，由测量人员测量出需处理的范围，也用小竹签定出每根排水板的具体位置，插板机对中调平，把排水板在钻头安放好，开动打桩机锤打钻杆，将塑料排水板送入设计深度，把钻杆提上来，将地面上的塑料排水板截断，并留有一定富余长度，在塑料排水板四周填砂后即完成本根施工。

施工中，一定注意“回带”现象，即虽然钻头打至设计深度，但提升钻杆时，塑料排水板随钻杆提升而上升的现象，此时要采用在钻头用短钢筋头等办法防止“回带”现象。

4、换填砂对于软基面面积少，而且土层薄，比如有些淤泥质土，可利用换填砂（土）排淤，来提高基底承载力，这里不再赘述。

摘要：本文以上海建成的几条高速公路软基处理及沉降观测资料为基础，分析指出地基处理不可能消除工后沉降，选择地基处理方法应与地基条件、路堤高度相结合，不同处理方法均需足够的预压，地基沉降规律较符合双曲线关系，工后沉降引起横坡改变，加筋土桥台是消除“三孔”跳车现象的有效方法。

关键词：高速公路软土地箕处理技术1 上海高速公路软基处理发展过程概述上海地区高路堤软基处理的主要目的是减少高路堤工后沉降量，路堤稳定性是地基处理的重点。

1984年上海第一条高速公路——沪嘉高速公路开始修建，至今已有莘松、沪嘉东延伸段、沪宁及沪杭等高速公路相继建成或处于工程建设之中。

表1列出了各条高速公路的最大路堤高度与局部路段曾使用的地基处理方法。

粉煤灰路堤塑料排水板，粉喷桩，钢渣桩1984年沪嘉高速公路主要采用袋装砂井，最大路堤高度控制在4.5m以下，在部分试验段进行了超载预压，多数路段为欠载预压，且预压时间不足。

试验路还进行不同砂井间距的对比，在不同间距砂井处理段之间设过渡段。

有些路堤采用粉煤灰，约减少了路堤自重1/4。

1985年莘松高速公路仍采用袋装砂井处理，同时进行了塑料排水板试验，在堆载方面强调等载预压的技术措施。

新桥立交采用全粉煤灰路堤试验，地基采用砂井处理，最大路堤高度达7.5m。

1992年沪嘉高速公路东延伸段大规模采用粉煤灰路堤，地基用粉喷桩处理，最大路堤高度达8.9m；此外还进行了不处理地基条件下的超载预压试验；为解决“三孔”跳车，首次试用加筋土桥台，以期保证桥台与路基的同步沉降，减少差异沉降。

1993年沪嘉高速公路上海段地基主要采用粉喷桩处理，并对钢渣桩进行了试验。

1996年沪杭高速公路动工修建，在地基处理方面总结以往经验。

根据软土层厚度分别采用塑料排水板、粉喷桩、钢渣桩等处理技术，并进一步使用超载预压，采取综合处理，因地制宜的技术方案。

2 上海软土地基特性上海的地基主要为沿海软土层。

从高路堤的工程特性来看，影响沉降量及工后沉降的主要土层为：褐黄色粉质粘土②(俗称“硬壳层”)，淤泥质土③④，暗绿色粉质粘土⑥等。

根据该三类土层的分布及厚度，上海的地基土主要分两大类：一类地基“硬壳层”厚度一般在2～3m左右，淤泥质土厚度达10m以上，暗绿色土层埋藏较深或缺失，该类地基采用砂井等竖向排水固结法或粉喷桩法无法打穿淤泥质土层，地基土的压缩变形量大；另一类地基“硬壳层”一般或较厚，淤泥质土层不厚，暗绿色土层埋深浅，该类地基可采用打穿软土层的处理工艺，地基土的变形量较小。

根据上海几条高速公路的地质资料绘制而成，可以看出上海地基土的厚度存在较大的差异。

表2 为三类土的主 ,要物理力学指标。

符号3 高路堤软基处理总体评述软基处理不能完全消除工后沉降在目前有限的施工期内，堆载时间不可能很长，要通过地基处理来完全消除工后沉降是不现实的，工后修补不可避免。

高路堤软基处理不能完全消除工后沉降包括两层含义：一是工后沉降不可能为零；一是工后沉降不能满足地基处理设计的控制标准。

上海地区高速公路工后沉降控制指标为：路桥连接段高路堤控制工后沉降为10cm，结构物之间的高路堤段控制工后沉降为30cm。

根据上海沪嘉、莘松及沪嘉东延伸段几条高速公路建成通车后～8年内高路堤的沉降观测资料，工后沉降量基本都超过10cm，最大的工后沉降超过50cm，砂井打穿软土层，工后沉降满足10cm。

表3列出部分路段的工后沉降观测结果。

高m沉降cm 428＞24＞14＞19＞16221735地基处理砂井超载打穿天然粉煤灰等载天然粉煤灰等载砂井填浜未打穿粉煤灰砂井未打穿粉煤灰粉喷桩未打穿粉煤灰粉喷桩未打穿粉煤灰超载粉煤灰超载从上海高速公路建成以来历年不断修补的事实来看，沪嘉自通车第一年就进行桥头沉降处理，连续4 年以上，每年进行修补；莘松自通车后第二年也开始桥头沉降处理，到1993年，部分桥头已进行过二次处理，1993年6月以后，开始对几座沉降较大的桥接坡进行罩面处理；沪嘉东延伸段工程通车不到一年的时间内就对祁连山高架路堤接坡进行了修补，通车三年内先后对其它两座桥接坡进行了罩面处理。

通车5年后，路堤沉降基本稳定。

这说明，采用地基处理后不可能消除工后沉降，工后修补不可避免。

选择软基处理方法应与路堤高度、地基条件相结合十多年来，上海先后进行过袋装砂井、塑料排水板、粉喷桩、钢渣桩及超载预压等地基处理方法的实际工程应用，从减少工后沉降的实践来看，各种软基处理方法在不同的路堤高度，不同的地基条件下，减少工后沉降的实际作用差异较大，具体表现为：(1)同一种方法在某一路堤高度范围内效果较佳；(2)路堤高度不同，处理方法的效果相比较存在差异；(3)地基条件不同，不同处理方法的效果也存在差异。

莘松、沪嘉及沪嘉东延伸段路堤工后沉降高度的散点关系。

莘松高速公路自松江立交至新桥立交范围内路堤高度多大于3m，最大路堤高度达7.65m，多数桥接坡采用砂井处理，工后沉降基本与路堤高度成比例：沪嘉高速公路自祁连山路至南翔段路堤高度在2～4m之间，部分路段桥接坡采用砂井处理，从总体上看，工后沉降与路堤高度成比例增加，个别情况路堤接近4m而工后沉降小于10cm，路堤高度只有2m而工后沉降大于10cm；沪嘉东延伸段为粉喷桩加固地基，在路堤高度大于4m的情况下，工后沉降与高度成比例，且都大于10cm。

这说明不同地基处理方法的技术效果与路堤高度有关，还可以看出，当路堤高度达到4～5m 以上时，选用砂井与选用粉喷桩的处理效果相差不多。

沪嘉与莘松的地质条件也有较大差别。

沪嘉在近祁连山及桃浦路段，软土层厚度在10m 左右，14m深可见暗绿色土层，该路段砂井打穿软土层，因而工后沉降较小，3.3m高度土路堤在工后2年内沉降小于5cm；莘松高速公路近松江段软土层厚度达15～20m，采用砂井处理的路段一般经过一年半的等载预压，不少3m以下路段工后一年半的沉降达10cm；沪嘉东延伸段软土层厚度10～15m，暗绿色土层缺失，粉喷桩处理工后沉降超过10cm。

这表明，在地基条件较好时，可选用砂井或粉喷桩等打穿软土层的处理方法，而软土层厚度大时，可采用较经济的砂井、预压处理方法。

软基处理需要足够的预压荷载和预压期众所周知，天然地基与砂井需要一定的预压荷载和预压期。

对粉喷桩、钢渣桩这一类柔性桩是否也需要预压荷载与预压期尚需论证。

根据沪嘉东延伸段与沪宁高速公路的应用结果，粉喷桩处理地基仍需要一定的预压期。

预压荷载分超载、等载与欠载三种类型。

超载预压是减少工后沉降的有效方法，对于天然地基及砂井处理地基，应尽可能采用超载或等载预压形式。

在沪嘉高速公路修建时，不少路段因工期紧，预压荷载达不到等载要求，因而工后沉降较大，即使某些2.5m以下高度路堤也不例外；莘松高速公路普遍采用等载预压，预压期保持1年以上，因而工后的沉降量相对沪嘉而言要小，个别路段因预压期不够，工后沉降较大；沪嘉东延伸段工程对4～4.5m高度粉煤灰路堤采用超载预压，预压时间为9个月，工后一年半的沉降量小于5cm，张泾河桥与桃浦河桥两侧桥接坡路堤由于预压时间短，工后沉降达10cm。

对于粉喷桩处理软基，较普遍的观点是沉降能很快稳定，预压荷载不强调等载或超载。

然而在沪嘉东延伸段工程中，粉喷桩段路堤荷载采用欠载预压，预压时间仅4个月，4.2m高粉煤灰路堤工后一年半沉降达15cm。