浅谈软土地基处理方法

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摘要：通过几个工程实例对软土地基施工方法的介绍，并根据施工规范和检验标准，结合施工中的实践经验，总结和提出了软土地基处理与加固的方法及施工工艺，可供类似工程参考。

关键词：软土地基；粉喷桩；滚填法；处理方法

在近几年的公路工程建设中，有时不可避免地遇到工程地质条件不良的软土地基，如省道249线济阳至临邑界改建工程第二合同段、省道244线济南境改建工程第二合同段、省道242线明水-刁镇段改建工程第一合同段、省道321线邹平界至胡家岸改建工程第二合同段、省道321线至济南国际机场连接线新建工程等均有软土路基的施工。为了确保道路的使用功能，路基具有相应的承载力和稳定性，必须对其进行处理。

近几十年来，大量的公路工程实践推动了软土地基处理技术的迅速发展，地基处理的方法多样化，地基处理的新技术、新理论不断涌现并日趋完善，地基处理已成为基础工程领域中一个较有生命力的分枝。各类地基处理方法，均有各自的特点和作用机理，在不同的土类中产生不同的加固效果，并也存在着局限性。地基的工程地质条件是千变万化的，工程对地基的要求也是不尽相同的，材料、施工机具和施工条件等亦存在显著差别，没有哪一种方法是万能的。因此，对于每一工程必须进行综合考虑，通过方案的比选，选择一种技术可靠、经济合理、施工可行的方案，既可以是单一的地基处理方法，也可以是多种方法的综合处理。

1.粉喷桩处理软土地基

1.1内容简介

省道242线明山-刁镇段第一合同段，位于济南章丘市境内，场区沿线沟渠微地貌发育，属山前冲洪积倾斜平原地貌，有一路段穿越一片藕池，地下水位较高，路基难以填筑，为了减少沉降量，保证路基稳定和公路质量，采用粉喷桩处理软土地基，即以水泥作为固化剂，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，它对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具有明显的效果，下面结合工程实际对粉喷桩处理公路软土地基施工工艺与检测方法进行探讨。
1.2施工准备
1.2.1粉喷桩施工前应准备下列施工技术资料：施工场地的工程地质报告，土工试验报告，室内配比试验报告，粉喷桩设计桩位图，原地面高程数据表，加固深度与停灰面高程以及测量资料等。
1.2.2场地平整、清除障碍。如场地低洼，应回填粘性土；施工场地不能满足机械行走要求时，应铺设砂土或碎石垫层。若地表过软，则应采取防止机械失稳措施。
1.2.3施工机具准备，进行机械组装和试运转。
1.2.4粉喷桩的施工工艺根据设计要求的配比和实测的各项施工参数通过试桩来确定。试桩一般为5根，通过试桩来确定钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷气压力、单位时间喷粉量等。
1.2.5粉喷桩所用的水泥(425#普通硅酸盐水泥)应符合设计要求，并有产品合格证，并经室内检验合格才能使用，严禁使用受潮、结块变质的加固料。

1.3施工步骤

1.3.1按设计图纸定出粉喷桩桩位，深层搅拌机械就位。
1.3.2启动空压机送气，钻机正转并垂直钻进，直至双螺旋搅拌头到达设计桩底标底标高。
1.3.4搅拌提升，同时喷干水泥粉至地面以下0.5m处(设计桩顶)。
1.3.5在桩上部的5ｍ长范围内重复搅拌一次(1/3～1/2)桩长、桩上部强度要求较高。
1.3.6重复搅拌提升，当钻头提升至离地面下0.5ｍ时，停止送灰，关闭送灰机，此时钻机迅速换档，重复搅拌，直至电流表达到60-70A以上停止复搅，上部回填5％灰土(或水泥土)并压实。

.1.3.7关闭搅拌机械开启液压步履移位至下一桩位。
1.4质量检测

1.4.1粉喷桩属地下隐蔽工程，施工质量受机具、施工工艺、施工人员的责任心等多种因素的影响，因而其质量控制要贯穿于施工的全过程，并坚持全方位的施工监理。

1.4.2施工过程中必须随时检查加固料用量、桩长、复搅长度及施工中有无异常情况，记录其处理方法及措施。

1.4.3成桩7天内浅部开挖桩头，其深度宜为0.5m，目测检查搅拌的均匀性，测量成桩直径。检查频率为10％。

1.4.4在成桩7天内采用轻便触探仪检查桩的质量，触探点应在桩径方向1/4处，抽检频率为2％。

1.4.5成桩28天后在桩体上部(桩顶以下0.5ｍ、1.0ｍ、1.5ｍ)分别截取３段桩体进行现场足尺桩身无侧限抗压强度试验，检查频率为2‰，每一工点不少2根。
1.4.6　成桩2天后，按1‰频率或每一工点不少于2根采用钻孔取芯法对其进行终检。
1.4.7粉喷桩施工质量允许偏差应符合规范要求。

1.4.8对成桩28天的粉喷桩采用钻孔取芯法、动力解探法等进行检测是行之有效的，一方面可以通过芯样的抗压强度试验掌握桩体的强度，另一方面对整个桩体也是一次全面的检查，从而保障了粉喷桩的施工质量。

2.滚填法处理池塘

2.1内容简介

省道321线至济南国际机场连接线新建工程，施工地点位于黄河岸边，地处黄河中下游及山前冲积平原区，区域内地形地貌受黄河百万年冲刷、沉淀及迁徙泛滥的作用而形成，地形较平坦。沿线河流、沟渠密布，地质情况复杂。路基范围内有一些养鱼池塘，水深2-3m，长期未干，池塘积水不宜抽干。

通常的做法是先把鱼塘内的水排走，进行清淤，回填砂砾垫层60-100cm，然后逐层回填素土；或者进行抛片石挤淤，根据现场调查，这些池塘无处排水，而且回填砂砾垫层和抛石挤淤造价也较高，综合各方面的因素，决定先用素土直接换填的方式，降低水位，然后自然沉降，直接下挖路床顶0-80cm施工上路床，按掺一定量的生石灰每20cm逐层回填。

2.2施工方案

首先选择取土场，挖掘机装土，翻斗车运输，翻斗车倒车卸土，推土机进行推平，一次性回填高度超过水位。先从路堤中部开始回填，中部向前突进后再逐渐向两侧扩展，以使淤泥向两旁挤出。回填加宽加高，回填至超过路基高1m以上，经过自然沉降，填土已固结，开始下挖，下挖至路床顶下80cm，首先处理板底，掺10%的生石灰进行处理。取土样进行掺灰试验，室内试验以土料含水量30%，消石灰含水量2%制备混合料。试验结果为采用掺6%的石灰每20cm逐层回填至路床顶标高，最大干密度为1.70g/cm3，最佳含水量为18%。

2.3处理效果分析

2.3.1在回填的过程中，施工机械与翻斗车来回行走也起到了一定的初步压实左右。

2.3.2回填加宽加高，回填至超过路基高1m以上，依靠路基填土自身的重力进行预压，加速了填土的排水固结速度。

2.3.3路床顶下0-80cm为路床，压实度代表值为96%，路床是路基的主要承重作用区域。这一深度范围内掺灰处理大大提高了路基的强度，保证了工程质量。

2.3.4从试验知，掺灰处理后，含水量有较大幅度下降，比重减少，液塑限加大，最佳含水量有所提高，这将有利于施工。

3.石灰改善土处理软土地基

3.1施工简介

省道249线济阳至临邑界改建工程第二合同段，路线位于鲁北地区、黄河以北的济阳县，属黄河三角州的平原区，地势西高东低，较平坦开阔，呈南高北低，属黄河系灌区，其间沟渠纵横。区内地表水体主要为黄河灌区，引黄工程中的沟渠的滞留积水；区内地下水主要为松散层含水的孔隙含水层，沿线所用的土大部分是从边沟内取土属粉质中弱性膨胀粘土，其塑性指数、液限指数、天然含水率较高，透水性小，吸湿性大，易丧失稳定性，含水率必须控制在11-15%左右，否则碾压时易翻浆。该土质遇雨天泥泞不堪，晴天粘土表面晾干，而土层内含水量却高达30%左右，所以路基填筑时，需要反复翻晒，有时翻晒遍数高达5-6遍，不但给施工带来了很大难度，而且还影响了施工进度。故在路槽底部以下60cm采用掺石灰处理，自上而下分三层，每层20cm，底层5%石灰土，中层6%石灰土，上层6%石灰土，进行石灰改善土处理，软土地基。

3.2施工现场准备

做好路基的放样，原材料试验及设备人员准备工作。

3.3施工步骤

3.3.1素土稳压整平

为控制厚度，采用打方格网和培土堆双控，按照“宁高勿低”的原则进行上土，土质基本一致，推土机推开并稳压，粗略测量标高进行控制。

3.3.2素土翻晒

推土机粗略整平后，先有试验室测定其含水量，由于本段土的含水量较大，故用50型拖拉机进行翻晒，翻晒过程中要经常测定含水量，比最佳含水量大2个百分点时停止翻晒，先用推土机初平，压路机稳压一遍，然后平地机整平，达到素土表面均匀、平整；恢复中桩，按12.5m一个断面9个控制点，测出素土顶面高程，并撒上石灰作标记，平地机按照标记将素土大致刮平。

3.3.3消石灰的码方摊铺

石灰消解完成后，必须有试验室对消解好的石灰进行密度标定和含水量检测，标定时监理工程师必须旁让，密度标定完成后方可使用，石灰标定密度为0.62 g/cm3，平均含水量12.7%。由于全幅较宽，分左右半幅码放石灰，石灰码放在两半幅中线上，根据灰土层厚度、最大干密度，灰剂量和石灰的松方干密度计算出每延米石灰用量，按梯形码放整平，监理工程师验收合格后，人工摊铺石灰，达到厚度均匀一致，并用压路机静压一遍，石灰土边缘打出灰线。

3.3.4拌和

使用旋耕犁和路拌机配合拌和，先用旋耕犁拌和两遍以上，使石灰土大致均匀再用路拌机拌和，拌和时从两侧向中间拌和，每次重叠30cm以上，为防止漏拌，安排两个民工跟在拌和机后，挖验拌和厚度是否达到下承层，及时提醒操作手，不能过浅漏拌或过深破坏下承层结构。拌和后颜色应达到均匀一致、无灰条、灰团，且含水量合适均匀。拌和完成后，监理工程师对灰剂量和含水量进行检验，试验合格后方可整形碾压。

3.3.5稳压整形

用压路机快速稳压一遍，如起伏较大，采用平地机粗略整平后再用路拌机快速拌和一遍，使上下利于结合，再次稳压，对局部坑槽用人工耙松5cm以上换填整平，工作面两侧用人工整平。

稳压石灰土后要精确整平，准确测量稳压后的灰土顶高程比设计高程高1cm左右；为准确控制高程，根据监理工程师要求现场采用“砸竹签并在竹签顶涂红漆”的方法进行控制；按照12.5m一个断面9个控制点，用水准仪反算仪器视线高的方法将高程测至竹签顶面，平地机操作手按照标注的红漆作为标准，先粗平、再精平，平地机工作中，专门安排两个民工将覆盖在红漆顶的灰土及时清理，直至挂到红漆顶为止，整平时按照“宁刮勿补”的原则进行，对于工组两端平地机无法整平地段，人工挂线整平。整平稳压后，按照桩号精确测量高程，作为石灰土确定松铺系数的依据。

3.3.6碾压

采用振动压路机和三轮压路机联合进行，当灰土表面干燥时，不要急于碾压，可先用撒水车均匀撒水，达到表面潮湿均匀即可。碾压时压路机采用先两边后中间的原则进行，先用振动压路机振压5遍后，再用三轮压路机静压，三轮碾压时错半轮低速碾压，工作面两端要进行横向压实。

3.3.7检验

碾压完成后，会同监理工程师检验试验段的纵断高程、宽度、压实度、平整度、横坡度等各项技术指标，检验结果均符合规范要求。

3.3.8养生

碾压完成后，要进行撒水养生，水不能过多，潮湿即可。施工证明该施工工艺是合理的。

在公路建设中软土地基带来不同程度的危害，如路堤的滑移、开裂，路面起伏不平以及桥涵通道等人工构造物跳车颠簸，因而，需要花费大量的人力、物力、财力和时间，去进行勘察、测试、设计、科研、施工。目的是为了整治好，处理好软土地基，使来往车辆司乘人员安全、快速、舒适的形式在公路上。

软基处理是一项复杂且技术性较高的工作，在工程建设中有着重要的作用和地位。软基处理方法的选用一定要做到科学合理、综合考虑；要做到因土质而异，因地制宜，因时制宜，不能千篇一律；要做到施工切实可行，工程造价经济合理，技术可靠，才能取得事半功倍的效果。作为我们新一代的青年既要继承前人，又要突破陈规，不断探索，不断创新，在以后的工作道路上，勤于发现，善于思考，力求研究出处理软土地基的既简便、又可靠的新兴方法，研制出既经济、又无污染的新型材料，以自己的浅薄所学来为人民服务。

参考文献：

【1】公路软土地基路堤设计和施工技术规范（JTJ017-96.北京:人民交通出版社,1997

【2】阮善发等.公路软土地基处理中的深层搅拌桩施工［J］.公路,1997(10).

【3】公路路基设计规范（JTGD030-2004）.北京:人民交通出版社,2004

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