天 啼 工柱 ２０１４年第１期（总第９９期） 浅谈软土路基处理的方法 宋瀛 周佳 （天津市市政工程设计研究院） 摘 要：本文从作用机理和适用条件两方面论述了不同软土路基处理方法的区别，重点讲述了对于道路路基设计中较为常见的换填法， 袋装砂井或塑料排水板，水泥搅拌桩，一次预压＋水泥搅拌桩二次处理方法，ＣＦＧ桩，袋装砂井（塑料排水板）＋水泥粉煤灰碎石柱（ＣＦＧ桩）， 管桩等方法的适用条件，讲述了软土路基横向，纵向处理的范围以及不同软基处理路段的过渡方法。本文研究的内容对于软土路基设计具有 重要意义。 关键词：软土路基；预压排水法；水泥搅拌桩；ＣＦＧ桩；适用条件 １引言 软土路基是指由淤泥及淤泥质土、吹填土、杂 何种情况下采用何种处理方法对于道路的设计具 有重要意义。 填土或其他高压缩性土组成的地基。这种路段常 见的问题包括路堤的失稳，桥头跳车，不均匀沉降 等。为了减少上述问题，需要进行软土路基处理。常 见的方法包括：换填法，预压固结，ＣＦＧ桩，水泥搅 拌桩，管桩，反压护道，铺设土工材料等方法［１－５］。 不同的处理方法是针对不同地质条件的，因而研究 ２软土路基处理方法区别 ２．１作用机理 常用的软土路基处理方法包括换填，堆载预 压，水泥搅拌桩，ＣＦＧ桩等复合地基等。这几种方 法的作用机理列于表１中。 ３地形图的航空摄影测量体例 按照公路工程的特点，长线路普遍采用航空摄 影的体例，用安装在飞机或其它翱翔工具上的摄影 机，对不美观测地域按必然要求进行摄影，按照摄 ４数字地面模子 数字地面模子是操作由分歧的地形数据采集 设备采集的大量地形点的三维坐标按照必然的数 学模子剖析和联网，使这些空间点按照此数字模 影瞬间获得的航空像片，读取各类信息资料和编制 地形图的手艺，叫做航空摄影测量。尽管航空像片 上详尽而确切地摄录了地面上的现实情形，它却不 能直接作为地形使用，其首要原因就是航空像片是 中心投影，而地形图是垂直投影（或称正射投影）。 子来描述地形升沉的数字模子。ＤＴＭ是描述地面 诸特征空间分布的有序数值阵列，若仅是将高程或 海拔分布作为地面特征的描述称为数字高程模子， 数字地面模子可以每三个三维坐标值为一组元的 散点结构，也可以多项式或傅立叶级数确定的曲面 方程。 航摄比例尺：航摄比例尺分母不能大于成图比例尺 的４倍。航摄外业：ａ．像控点的布设。像控点是在实 地选定符合成图要求的较着地物棱角（在航片上清 楚可辨）的点测定其平面、高程三维坐标，以便在内 现实上，从成立数字地面模子概况时的数据 来历而言，上述建模体例可分为两种类型，即按 照高程量测数据直接成立和按照派生数据间接 业成图时确定相对位置，对航片进行更正ｏｂ．像片 调绘，航片上不明晰或漏失踪的如地面、地下及架 空管线、路堤、陡坎、农田、植被等均应调绘。 １０ 成立，而按照派生数据间接建产ＤＥＭ概况的体例 是首先按照原始量测数据内插高程点，然后成立 ＤＥＭ概况。 浅谈软土路基处理的方法 表１各种方法作用机理 项目 内容 是将基础底面以下不太深的处理范围内的软 弱土层挖去，然后以质地坚硬，强度较高， 性能稳定好，具有抗侵蚀性的砂，卵石，素 换填法 土等去分层换填，同时用人工或机械方法进 行表层压，夯，振动等处理土工合成材料至 满足工程要求的全过程，适用于软土小于５ｍ 的范围。 如袋装砂井或者塑料排水板＋堆载预压，采 用排水固结法来加速地基土抗剪强度的增 长、缩短工期的工程，如路基、土坝等，则 可利用本身的重量分级逐渐施加，使地基土 堆载排水预 的强度提高适应上部荷载的增加，最后达到 压处理 设计荷载。使用这种方法可以较好的解决以 下两大问题：１）沉降问题。使地基的沉降 在加载预压期间大部分或基本完成，使建筑 物在使用期间不致产生不利的沉降和沉降 差。２）稳定问题。加速地基土的抗剪强度 的增长，从而提高地基的承载力和稳定性。 水泥搅拌桩，ＣＦＧ桩，管桩等。复合地基是 由加强体和桩间土两部分复合而成，在复合 体（加强体）下仍存在下卧层，从而与天然 地基相区别；在进行复合地基设计时，应对 其下卧层进行强度和变形的验算。 复合地基 在外部荷载作用下，复合体中的加强体和桩 间土共同承担荷载；在复合地基设计时要充 分利用桩间土的强度，发挥桩间土对荷载的 分担作用，使复合地基的承载特性得到优 化。在外部荷载作用下，加强体与桩间土的 变形是协调一致的。复合地基的变形将比天 然地基的小，从而达到地基处理的目的。 ２．２适用范围 从各种软土路基处理方法的适用条件来看，区 别在于一是软土层厚度，二是是否存在箱涵，挡土 墙或者桥台等结构物。对于一般路段，采用袋装砂 井（塑料排水板）＋堆土预压即可，对于土比较缺乏 的路段还可采用水载。对于桥台，箱涵等结构物来 说，一般采用复合地基，按照软土地层的厚度来选 择水泥搅拌桩，还是ＣＦＧ桩，还是管桩。表２所述对 于２４ｍ以上软基，为了节省造价，当不采用管桩时， 也可以采用ＣＦＧ＋预压固结排水法，即先按照一般 路段排水固结，然后在反开挖施工ＣＦＧ桩，具体情 宋瀛 周佳 况列于表２中。 表２各种方法适用范围 项目 内容 换填法 适用于软土／Ｊ 于５ｍ的范围。 适用于一般路段，设计时确 袋装砂井或塑料排水板 定竖向排水体的直径、间距、 深度和排列方式，确定预压 载荷的大小和预压时间。 主要适用于软基处理深度 水泥搅拌桩 小于１２ｍＪ￣地基承载力要求 小于１２０ｋＰａ的桥头引道、涵 洞、挡墙等结构物路段。 主要适用于软基处理深度 一次预压＋水泥搅拌桩二次 大于１２ｍＪ￣．地基承载力要求 处理方法 小于１２０ｋＰａ的桥头引道、涵 洞、挡墙等结构物路段。 主要适用于软基处理深度在 大于１２ｍ／Ｊ＼于２４ｍ且地基承 ＣＦＧ桩 载力要求大于１２０ｋＰａ的桥头 引道、涵洞、挡墙等结构物 路段。 主要适用于软基处理深度在 袋装砂井（塑料排水板）＋水 大于２４ｍ且地基承载力要求 泥粉煤灰碎石桩（ＣＦＧ桩） 大于１２０ｋＰａ的桥头引道、涵 洞、挡墙等结构物路段。 作为结构物基础，对软基超 管桩 过２４ｍ以上路段。挡墙墙高 大于５ｍＩＬ￣＂，墙底设置ＰＨＣ预 应力管桩基础。 一般路段横向处理至路基坡 横向处理范围 脚处，涵洞等结构物横向处 理至洞口。 桥台根据台后路基填土高度 设置３０～５０ｍ处理长度，台 纵向处理范围 前处理至１ ５倍的桥台高度处 不少于一排桩；涵洞及箱形 结构物处理范围为中心两侧 各２０ｍ。 不同软基处理方案的路段间 应设置软基处理过渡段，如 搅拌桩和袋装砂井处理方案 之间，可采用搅拌桩间距逐渐 过渡段处理 加大或者采用渐变桩长并在 路床顶面及路面底基层顶面 铺设土工格栅或加入些袋装 砂井形成缓慢的渐进的过渡 段等方案，以减小不同处理 方案路段间的工后沉降差。 浅谈软土路基处理的方法 ２．３设计思路 根据《公路路基设计规范》的要求，按照道路 等级确定相应的工后沉降标准。然后结合该工程地 质的实际情况及不同路段的要求，根据本文表２选 取合适的处理方法。根据土工试验可算得路基极限 填土高度，对于高于此值的路段，在设计时按照工 后沉降和填土稳定性来进行设计确定相关参数， 否则，只需要采用工后沉降来进行设计即可。路堤 稳定性计算采用有效固结应力法，验算时采用圆弧 条分法，按路堤施工、公路营运期的荷载分别计算 稳定安全系数。施工期采用总应力法（快剪指标） 或总强度法（十字板指标）计算，其稳定安全系数 Ｋ＞Ｉ．１０；运营期采用固结有效应力法（固结快剪指 标），其安全系数Ｋ＞Ｉ．２０。地基沉降量计算采用分 层总和法，主固结沉降量采用ｅ—Ｐ曲线法计算，总 沉降量计算采用沉降系数修正法，沉降系数Ｍｓ取值 为１．１～１．５。路基横断面上某点的工后沉降等于路基 该点在现有固结压力状态下基准期内的总沉降减去 该点在先前各固结压力下经历的固结沉降之和。对 于复合地基则可按照地基承载力来确定桩径，桩间 距等相关设计参数。 ３结论 （１）常用的软土路基处理方法包括：换填法， １２ 宋瀛 周佳 水泥搅拌桩，ＣＦＧ桩，管桩，反压护道，铺设土工合 成材料等方法。 （２）不同的处理方法对应着不同的适用条件， 本文从路基荷载，软土性质来论述了换填法，袋装 砂井或塑料排水板，水泥搅拌桩，一次预压＋水泥 搅拌桩二次处理方法，ＣＦＧ桩，袋装砂井（塑料排 水板）＋水泥粉煤灰碎石桩（ＣＦＧ桩），管桩等方法 的适用范围。 （３）本文论述了软土路基的横向，纵向处理范 围的原则，以及不同软土处理方法如何设置过渡段 等相关技术问题。 （４）本文的研究内容对于道路特殊路基设计 具有一定的指导意义。 参考文献： 【１】徐泽中．公路软土地基路堤设计与施工关键技术【Ｍ】．北京：人 民交通出版社，２００７ ｆ２１章丹峰，邓浩，杨彬．堆载预压法加固软基效果评价与测试 分析［Ｊ］．地下空间与工程学报，２００６，２（８）：１３９９—１４０２ 【３】王春波．天津滨海新区吹填土固化技术及固化机理研究：硕 士学位论文［Ｄ］．天津：天津城市建设学院，２００７ ［４］齐宏伟，王印．ＣＦＧ桩复合地基承载力计算方法分析Ｌ刀．华北 科技学院学报，２００４，１（３）：４６—４９ ｆ５１潘林有，谢新宇．用曲线拟合的方法预测软土地基沉降【ＪＪ．岩 土力学，２００４，２５（７）：１０５３—１０５８
