道路桥梁工程中软弱地基处理方法的探析

　　我国国土面积辽阔，软土在我国分布也很广。软弱土体结构、形成原因特殊，物理力学特性很差，具有大孔隙、低承载、高压缩、不稳定、难处理的不良工程特性。软土的变形和强度问题都是道路桥梁工程中必须十分注意的，尤其是变形问题，过大的沉降及不均匀沉降造成了软土地区大量的工程事故。在道路桥梁工程的软土地基进行设计与施工时，必须从地基、结构、施工、使用等各方面综合全面地考虑，采取合理适用的地基处理方法，提高地基承载力，减小不均匀沉降，保证道路桥梁的安全和正常使用。

 

　　一、软土地基的工程特性

 

　　软土一般是在静水或缓慢水流环境下沉淀形成的饱和、大孔隙粘性土，通常夹杂有贝壳、泥炭或生物残骸等。据我国《岩土工程勘察规范》（GB50021--2002）中的定义，凡天然孔隙比大于1.0，且天然含水量大于液限的细粒土为软土，包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土。除此之外，软土还包括部分冲填土、杂填土、人工吹填土等软弱土层。软土地基通常具有以下工程特性。：（1）大孔隙比：由于其形成条件和土体颗粒组成的内在特性，软土土体颗粒之间空隙很大，天然空隙比通常大于1，土体含水量通常处于饱和状态，天然含水量接近或大于液限。（2）低承载力：软土地基抗剪强度很低，天然地基承载力一般不大于60KPa，不排水抗剪强度一般小于30KPa，未经处理加固，通常无法满足承载要求，处理加固不善，往往由于地基承载力不够造成建筑倒坍、结构破坏等质量事故。（3）渗透性差，处理难：软土具有亲水性，渗透性很差（渗透系数约在10-7～10-9cm/s之间，水平方向约在10-4～10-5cm/s左右；），土体中得水分大部分与固体颗粒形成结合水，内部水分很难排除，因此夯实、挤密、排水、胶结等通常的加固原理很难对其产生本质性的工程性能改良。（4）高压缩性：软土由于孔隙比大，土体颗粒间结构不连续，而具有高压缩性的特点，压缩系数α1-2，一般在0.5～2.0MPa-1之间，有的可达2.3MPa-1；。软土地基固结周期长，承载后变形大，长期不能稳定，容易造成地面大面积下沉、基础底板不均匀沉降，梁柱等结构件开裂等问题，从而影响正常使用性能，进而造成建筑结构破坏等。（5）高灵敏度、不稳定：软土结构非常灵敏，易于破坏，其灵敏度在3～16之间，受到扰动（振动、搅拌等）后，强度显著降低，且很难恢复。同时软土具有流变性，变形持续发生，沉降稳定历时长，一些深厚的软土沉降持续数年甚至数十年之久。

 

　　二、道路桥梁工程中软弱地基处理方法

 

　　由于软土物理性能及其工程特性的特殊性，常规的地基处理方法及通常的加固原理很难对其工程性能产生本质性的改良，即便是目前最为适用的预压固结法在处理效果上也有一定局限，而且单一、常规的处理方法也无法达到理想效果。同时，受场地条件、地层分布、软土成因、施工方法、工程的特点等诸多因素影响，软土地基处理要结合工程实际，因地制宜，针对具体情况采取合理适用的治理方法和应对措施。下面就一些常用的软土地基处理方法及其适用性进行介绍。

 

　　1、预压排水固结。通常有真空预压、堆载预压、真空-堆载联合预压等方法，通过在软土地基上施加荷载，使软土地基逐渐排水固结，预先完成变形沉降，并提高土体强度。本法适用于深厚的淤泥、淤泥质土等软土地基，能对软土地基工程特性进行整体性的改良，但承载力提升有限，在工后沉降变形控制方面比较有利。

 

　　2、表层加固法.对于软土地基之上覆盖有一定厚度的较好地层时，可通过各种常规地基处理方法进一步加固上部土层，使其形成硬壳层；也可对表层的软土进行在一定深度的换填、挤淤、灰土拌合等方法进行表层加固。表层加固通过大幅提高表层土体的整体强度和承载力，减小荷载影响的深度，以满足使用要求，对沉降变形没有严格要求的简单建筑物比较适用。

 

　　3、换填、置换。常见的处理方法有直接将软土挖出，采用级配砂石、粉煤灰、二灰土、水泥拌合土等进行分层碾压回填，也有强夯置换、动力挤淤等方法。本法适用于厚度不大、下部有较好地基持力层的浅层软土地基处理，同时也可用于开挖后局部的软弱地基处理，尤其是工程体量不大时，该法简单方便、高效快捷。

 

　　4、置换加强--复合地基。通常采用的地基处理方法有水泥搅拌桩、旋喷桩、夯扩碎石桩等，通过在软弱地基中植入强度、承载力远高于软土的加强桩体，形成复合地基以达到改善地基强度的目的。该法适用于软土厚度较大的浅层软土地基处理，但随着软土厚度的增加，处理效果也越来越不理想，而且造价也比较高昂，不太经济。该法能大幅提高地基承载力，对于对变形沉降控制不太严格的简单工程，比较适用。

 

　　三、道路桥梁工程中软土地基工程应对措施

 

　　软土地基强度低、压缩性较高，加载变形大，沉降稳定周期长；即便采取了地基处理措施，使得地基承载力满足要求，也极易因变形过大而影响正常使用功能，同时也可能因不均匀沉降造成柱倾覆或折断坍塌等危害。因此在软土地基上进行工程建设活动时，除了采取合理适用的地基处理方法外，还须在结构设计以及施工中采取科学合理的应对措施。

 

　　1、设计措施。（1）设计应力求体形简单、荷载均匀，过长或复杂的结构，应设变形缝。（2）注意减小荷载和软土地基的附加应力。

 

　　2、施工措施。（1）合理安排施工顺序，一般应先施工高度大、重量重的部分，后施工高度低和重量轻的部分，并尽可能加大两者间的时间问隔，以减少部分差异沉降。（2）控制施工速度和加载速率不要太快，使地基逐渐固结，强度逐渐提高，这样可使地基土不发生流塑挤出，避免建筑物产生局部破坏或倾斜。（3）基槽开挖时预留约20cm厚的保护层，避免扰动土体而破坏土的结构。若已被扰动，应挖去扰动部分，用砂、碎石回填处理。

 

　　3、结构措施。（1）选用筏板基础或箱形基础，提高基础的刚度和整体性，减小基底附加压力，减小不均匀沉降。（2）充分利用表层硬土，合理设置基础深度，采用浅埋基础方案，避免上部硬土层被刺穿破坏，尽量降低下部软土的附加应力。

 

　　四、结束语

 

　　在我国部分冲积平原以及沿江、沿湖等经济发达地区，普遍存在着软土。软弱地基因其低承载、高压缩、大孔隙、不稳定、难处理的通性，当地基在上部荷载作用下，产生严重沉降或者不均匀沉降时，使得道路桥梁发生整体倾斜，甚至基础断裂。加强软土地基处理技术在道路桥梁中的应用研究，是提高道路桥梁工程质量的关键环节。因此加强对软弱地基的处理，对我国交通具有现实意义。

 

　　参考文献：

 

　　[1]陈嘉富.连盐高速公路软基处治技术探讨[J].山西建筑，2007（33）

 

　　[2]李海梁，谭红鑫，谢永彰.软土处理探讨[J].公路与汽运，2005（02）.