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摘 要：软土地基含水量大、天然空隙大、渗透性小、黏结系数小、抗剪强度低，天然地基承载力不能满足城市道路的设计要求。如果处理不好，城市道路工程经常出现裂缝、沉降管线破坏等问题。本文总结了青岛当地多年软基处理的经验，详细论述了本地常用的各种地基处理方法的难点和要点，为同类型工程提供了参考。
关键词：城市道路；软土地基；处理方法
Qingdao binhai district urban road soft foundation treatment method
Li Shen-hui， Zhang Li-tao， Pan Yong-qing
（jinan municipal engineering design institute （group） co.， LTD.， shandong Qingdao 266555）
Abstract：the soft soil water content， natural space big， small permeability， compressive coefficient， low shear strength， the natural foundation bearing capacity can not meet the requirement of the urban road design. If processing is bad， urban road engineering often problem such as cracks， subsidence of pipeline damage. This article summarizes the Qingdao local soft foundation processing experience for many years， in detail elaborated the local difficulties of the common foundation treatment methods and main points， provides reference for similar engineering.
Keywords：urban road； Soft soil； Processing method
路基是一种线形结构物，是用土或石料修筑而成的线形结构物。它承受着本身的岩土自重和路面重力，以及由路面传递而来的行车荷载，是整条道路的重要组成部分，其稳定性在很大程度上由当地自然条件所决定。
软土定义是指强度低，压缩量较高的软弱土层，多数含有一定的有机物质。软土的成因一般认为是由于第四纪后期地表水所形成的沉淀物质，多分布在海滨，湖滨，河流沿岸等地势低洼地带，青岛当地为滨海相软基，具有含水量高、压缩性大、渗透性小和灵敏度高等特点。这种软土地基的处理应根据软土、淤泥的物理力学性质、埋层深度、路堤高度、材料场地情况、道路等级等因素分别采取换土、抛石挤淤、反压护道、渗水、土工材料、塑料排水板、粉喷桩、碎石桩、超载预压等措施进行处理。软土地基的处理的目的是提高该段道路路基的稳定性和承载能力，满足市政管网的埋设要求。
1.常用软基处理方法
通常，软土地基若不经过处理，无法直接在其上回填碾压作为道路路基和管线基础。道路下层淤泥力学性质较差，含水量较高，道路结构层以下为软弱下卧层，在设计使用周期内，当车辆达到饱和时，在标准轴载及超载车辆作用下，路基将出现较大变形及不均匀沉降，不但影响道路使用，而且破坏地下管线的正常使用。
根据青岛本地的地质条件及习惯做法，通常采用以下五种处理方法：高真空击密法、真空联合堆载预压法、水泥搅拌桩复合地基法（湿法）、塑料板排水固结法、强夯置换法。实际工程中，应根据项目所在场地地质勘察报告及现场踏勘情况，并结合实际情况对各种方法的优缺点进行了详细的分析论证，从中择优选用。
2.各种软基处理方法原理、特点及工程实例
2.1高真空击密法
（1）加固原理：“高真空击密法”软地基处理方法（国家发明专利号ZL01127046.2）是一种快速加固软土地基的新技术，它是通过数遍的高真空压差排水，并结合数遍合适的变能量击密，达到降低土层的含水量、提高密实度和承载力、减少地基工后沉降和差异沉降量的目的。本工法具体是通过快速高真空排水—击密多遍循环，两道工序的有机结合、相互作用，形成了高真空击密法的独特机理。通过人为在土层中制造的“压差”（击密产生的超孔隙水压力为“正压”，高真空产生的为“负压”）来快速消散超孔隙水压力，使软土中的水快速排出。由于采用高真空排水，使击密效果大大提高，超孔隙地下水被排出，再加上强夯作用，地下软弱层土颗粒间间隙减小，强度提高，减少了因荷载引起的不均匀沉降，从而消除了软弱下卧层的隐患，提高了上层和下层的土体强度。
本工法特点在于：①对饱和土夯前先进行高真空排水，属于主动排水，可有效减小土的饱和度，增加夯击效率，同时减小产生的超孔隙水压力。塑料板属于被动排水，由于没有外荷载作用，无法形成水头梯度达到夯前排水的目的。②渗透系数较小的软土，在适当夯能的作用下，土中出现的微裂缝可增加土的渗透性能，产生的超孔隙水压力在再一次真空 “压差”的作用下可进一步增加排水效果。根据情况可实施第二、第三遍高真空排水。③由于第二次高真空作用，使第一遍强夯产生的孔隙水压力快速消散，使两遍强夯间隙时间大大缩短，从而极大缩短了工期。④加固施工后，上部较差的软弱地基形成理想的超固结层，可完全满足一般路基、堆场的承载力、刚度使用要求。
（2）优缺点：
优点：科学可靠，工期快，质量可控。
缺点：管道沟槽开挖后需及时进行管道施工及沟槽回填，避免管线开挖时间过长引起沟槽坍塌。 （3）工程实例：
青岛经济技术开发区出口加工区巡逻路工程，道路长度5760米，处理宽度9米。位于青岛经济技术开发区红石崖，拟建工程位于渤海湾区域，道路修建前原状地形为龙泉盐场的盐池及养殖池等，根据地勘报告显示，该处地质条件较差，①层素填土厚1.2～3.8米，②层淤泥质粉土，厚度0.4～6m， ③层粉质粘土厚度0.7～2.4m。该工程采用高真空击密法处理路基。根据检测分析报告显示，处理完成后地基土强度增长很大，加固效果良好，土的密实度和承载力得到很大提高，已达到设计要求的承载力。
2.2真空联合堆载预压法：
（1）加固原理：
排水固结法是目前使用范围较广的、技术上较为成熟、费用较为经济的软土地基处理方法之一。真空预压及堆载预压都属于排水固结法，是由瑞典皇家地质学院W.Klellman教授于1952年提出的。
加固原理为：堆载预压通过对软基施加超载，经过较长时间（一般为6—12个月）的预压，使软土中的超静孔隙水压力逐渐消散，土体有效应力逐渐增加，以达到减少软土地基工后沉降的目的。真空预压通过对软土地基设置塑料排水板或砂井等竖向排水通道，在表面铺设砂垫层和水平抽水通道，并在其上覆盖密封膜，然后采用真空泵将膜内气体和水抽出，在膜内外产生约80kpa的气压差，使软土中的水加速排出而达到加固软基的目的。
真空-堆载联合预压法是近几年来在真空预压和堆载预压基础上发展而成的、对沿海软基加固较为经济有效的处理方法，它具有真空预压和堆载预压的双重效果。其所需工期约3个月左右，处理完成后地基表层承载力约120Kpa。
（2）优缺点：
优点：处理完成后路基稳定性较好，承载力较高。处理路基时在处理范围四周设置防渗粘土帷幕，防止降水后外围地下水再次进入处理区域，保持处理区域内水位不再上涨，比较有利于地下管线的施工。
缺点：所需时间较长，费用较高。
（3）工程实例：
青岛经济技术开发区珠宋路北段路基路面工程，道路长度2500米，红线宽度50米，车行道宽16米。该工程均位于青岛经济技术开发区红石崖，拟建工程位于渤海湾区域，道路修建前原状地形为养殖池，本工程采用路堤自身填筑荷载作为堆载，边抽真空边碾压路堤的新工艺，使得后期路基填筑与堆载结合一并进行，总工期缩短了近20天。根据检测分析报告显示，处理完成后地基土强度增长很大，加固效果良好，地基固结度达到90%以上，土的密实度和承载力得到很大提高，路基承载力及弯沉值均已达到设计要求，工后沉降小于2cm。
2.3水泥搅拌桩复合地基法
（1）加固原理：
水泥搅拌桩是利用水泥作为固化剂的主剂，是软基处理的一种有效形式，利用搅拌桩机将水泥喷入土体并充分搅拌，使水泥与土发生一系列物理化学反应，使软土硬结而提高基础强度。软土基础经处理后，加固效果显著，可很快投入使用。适用于处理淤泥、淤泥质土、泥炭土和粉土土质。
水泥搅拌桩按材料喷射状态可分为湿法和干法两种。湿法以水泥浆为主，搅拌均匀，易于复搅，水泥土硬化时间较长；干法以水泥干粉为主，水泥土硬化时间较短，能提高桩间的强度。但搅拌均匀性欠佳，很难全程复搅。水泥掺量除块状加固时可用被加固湿土质量的7%-12%外，其余宜为12%-20%。 加固深度：湿法<20m，干法<15m。
（2）优缺点：
优点：加固效果好，加固方式灵活，适用面广；施工速度快；可充分利用原软土，无弃土问题。
缺点：桩体范围内敷设管线会将已修建桩体挖断，不利于管线敷设。
（3）工程实例：
胶州市少海南路道路工程，道路红线宽26米，车行道宽10米，该工程仅用于加固车行道，桩径0.5m，桩距1.5×1.5m，呈等边三角形布置，工程设计要求加固后复合地基承载力为120kpa。该工程完成后，根据1#、2#试验点静载荷试验简报显示，地基承载力特征值大于120kpa，完全满足设计要求。
2.4塑料板排水固结法
（1）加固原理：
将塑料排水板插入软土地基中作为竖向排水通道，板顶铺设砂垫层作为横向排水通道，然后填土加载。在填土堆载的作用下，通过插入地下的排水板将地下水排出，加速地基土体固结速度，使地基沉降提前完成，以提高地基承载力，消除后期行车产生的地基沉降。
（2）优缺点：
优点：施工简易，节约土方，造价较低。
缺点：工期较长；处理深度较浅；若地下存在透水层，则处理效果降低；堆载及卸载速度过快容易导致路基失稳。
2.5强夯置换法
（1）加固原理：
强夯置换法的加固机理是利用重锤高落差产生的高冲击能将碎石、片石、矿渣等性能较好的材料强力挤入地基中，在地基中形成一个一个的粒料墩，墩与墩间土形成复合地基，以提高地基承载力，减小沉降。在强夯置换过程中，土体结构破坏，地基土体产生超孔隙水压力，但随着时间的增加，土体结构强度会得到恢复。粒料墩一般都有较好的透水性，利于土体中超孔隙水压力消散产生固结。
（2）优缺点：
优点：施工简便，造价较低。
缺点：需要大量土石方。
3.处理方法选用及造价比较
综上所述，针对青岛滨海地区常见滨海相软基地质特点，典型的处理方法有上述五种，各种方法均有各自的适用范围和特点，实际工程中应根据实际情况，参考相关工程实例，灵活选用，现将五种软基处理方法特点及造价对比如下表：
关键词：城市道路；软土地基；处理方法
Qingdao binhai district urban road soft foundation treatment method
Li Shen-hui， Zhang Li-tao， Pan Yong-qing
（jinan municipal engineering design institute （group） co.， LTD.， shandong Qingdao 266555）
Abstract：the soft soil water content， natural space big， small permeability， compressive coefficient， low shear strength， the natural foundation bearing capacity can not meet the requirement of the urban road design. If processing is bad， urban road engineering often problem such as cracks， subsidence of pipeline damage. This article summarizes the Qingdao local soft foundation processing experience for many years， in detail elaborated the local difficulties of the common foundation treatment methods and main points， provides reference for similar engineering.
Keywords：urban road； Soft soil； Processing method
路基是一种线形结构物，是用土或石料修筑而成的线形结构物。它承受着本身的岩土自重和路面重力，以及由路面传递而来的行车荷载，是整条道路的重要组成部分，其稳定性在很大程度上由当地自然条件所决定。
软土定义是指强度低，压缩量较高的软弱土层，多数含有一定的有机物质。软土的成因一般认为是由于第四纪后期地表水所形成的沉淀物质，多分布在海滨，湖滨，河流沿岸等地势低洼地带，青岛当地为滨海相软基，具有含水量高、压缩性大、渗透性小和灵敏度高等特点。这种软土地基的处理应根据软土、淤泥的物理力学性质、埋层深度、路堤高度、材料场地情况、道路等级等因素分别采取换土、抛石挤淤、反压护道、渗水、土工材料、塑料排水板、粉喷桩、碎石桩、超载预压等措施进行处理。软土地基的处理的目的是提高该段道路路基的稳定性和承载能力，满足市政管网的埋设要求。
1.常用软基处理方法
通常，软土地基若不经过处理，无法直接在其上回填碾压作为道路路基和管线基础。道路下层淤泥力学性质较差，含水量较高，道路结构层以下为软弱下卧层，在设计使用周期内，当车辆达到饱和时，在标准轴载及超载车辆作用下，路基将出现较大变形及不均匀沉降，不但影响道路使用，而且破坏地下管线的正常使用。
根据青岛本地的地质条件及习惯做法，通常采用以下五种处理方法：高真空击密法、真空联合堆载预压法、水泥搅拌桩复合地基法（湿法）、塑料板排水固结法、强夯置换法。实际工程中，应根据项目所在场地地质勘察报告及现场踏勘情况，并结合实际情况对各种方法的优缺点进行了详细的分析论证，从中择优选用。
2.各种软基处理方法原理、特点及工程实例
2.1高真空击密法
（1）加固原理：“高真空击密法”软地基处理方法（国家发明专利号ZL01127046.2）是一种快速加固软土地基的新技术，它是通过数遍的高真空压差排水，并结合数遍合适的变能量击密，达到降低土层的含水量、提高密实度和承载力、减少地基工后沉降和差异沉降量的目的。本工法具体是通过快速高真空排水—击密多遍循环，两道工序的有机结合、相互作用，形成了高真空击密法的独特机理。通过人为在土层中制造的“压差”（击密产生的超孔隙水压力为“正压”，高真空产生的为“负压”）来快速消散超孔隙水压力，使软土中的水快速排出。由于采用高真空排水，使击密效果大大提高，超孔隙地下水被排出，再加上强夯作用，地下软弱层土颗粒间间隙减小，强度提高，减少了因荷载引起的不均匀沉降，从而消除了软弱下卧层的隐患，提高了上层和下层的土体强度。
本工法特点在于：①对饱和土夯前先进行高真空排水，属于主动排水，可有效减小土的饱和度，增加夯击效率，同时减小产生的超孔隙水压力。塑料板属于被动排水，由于没有外荷载作用，无法形成水头梯度达到夯前排水的目的。②渗透系数较小的软土，在适当夯能的作用下，土中出现的微裂缝可增加土的渗透性能，产生的超孔隙水压力在再一次真空 “压差”的作用下可进一步增加排水效果。根据情况可实施第二、第三遍高真空排水。③由于第二次高真空作用，使第一遍强夯产生的孔隙水压力快速消散，使两遍强夯间隙时间大大缩短，从而极大缩短了工期。④加固施工后，上部较差的软弱地基形成理想的超固结层，可完全满足一般路基、堆场的承载力、刚度使用要求。
（2）优缺点：
优点：科学可靠，工期快，质量可控。
缺点：管道沟槽开挖后需及时进行管道施工及沟槽回填，避免管线开挖时间过长引起沟槽坍塌。 （3）工程实例：
青岛经济技术开发区出口加工区巡逻路工程，道路长度5760米，处理宽度9米。位于青岛经济技术开发区红石崖，拟建工程位于渤海湾区域，道路修建前原状地形为龙泉盐场的盐池及养殖池等，根据地勘报告显示，该处地质条件较差，①层素填土厚1.2～3.8米，②层淤泥质粉土，厚度0.4～6m， ③层粉质粘土厚度0.7～2.4m。该工程采用高真空击密法处理路基。根据检测分析报告显示，处理完成后地基土强度增长很大，加固效果良好，土的密实度和承载力得到很大提高，已达到设计要求的承载力。
2.2真空联合堆载预压法：
（1）加固原理：
排水固结法是目前使用范围较广的、技术上较为成熟、费用较为经济的软土地基处理方法之一。真空预压及堆载预压都属于排水固结法，是由瑞典皇家地质学院W.Klellman教授于1952年提出的。
加固原理为：堆载预压通过对软基施加超载，经过较长时间（一般为6—12个月）的预压，使软土中的超静孔隙水压力逐渐消散，土体有效应力逐渐增加，以达到减少软土地基工后沉降的目的。真空预压通过对软土地基设置塑料排水板或砂井等竖向排水通道，在表面铺设砂垫层和水平抽水通道，并在其上覆盖密封膜，然后采用真空泵将膜内气体和水抽出，在膜内外产生约80kpa的气压差，使软土中的水加速排出而达到加固软基的目的。
真空-堆载联合预压法是近几年来在真空预压和堆载预压基础上发展而成的、对沿海软基加固较为经济有效的处理方法，它具有真空预压和堆载预压的双重效果。其所需工期约3个月左右，处理完成后地基表层承载力约120Kpa。
（2）优缺点：
优点：处理完成后路基稳定性较好，承载力较高。处理路基时在处理范围四周设置防渗粘土帷幕，防止降水后外围地下水再次进入处理区域，保持处理区域内水位不再上涨，比较有利于地下管线的施工。
缺点：所需时间较长，费用较高。
（3）工程实例：
青岛经济技术开发区珠宋路北段路基路面工程，道路长度2500米，红线宽度50米，车行道宽16米。该工程均位于青岛经济技术开发区红石崖，拟建工程位于渤海湾区域，道路修建前原状地形为养殖池，本工程采用路堤自身填筑荷载作为堆载，边抽真空边碾压路堤的新工艺，使得后期路基填筑与堆载结合一并进行，总工期缩短了近20天。根据检测分析报告显示，处理完成后地基土强度增长很大，加固效果良好，地基固结度达到90%以上，土的密实度和承载力得到很大提高，路基承载力及弯沉值均已达到设计要求，工后沉降小于2cm。
2.3水泥搅拌桩复合地基法
（1）加固原理：
水泥搅拌桩是利用水泥作为固化剂的主剂，是软基处理的一种有效形式，利用搅拌桩机将水泥喷入土体并充分搅拌，使水泥与土发生一系列物理化学反应，使软土硬结而提高基础强度。软土基础经处理后，加固效果显著，可很快投入使用。适用于处理淤泥、淤泥质土、泥炭土和粉土土质。
水泥搅拌桩按材料喷射状态可分为湿法和干法两种。湿法以水泥浆为主，搅拌均匀，易于复搅，水泥土硬化时间较长；干法以水泥干粉为主，水泥土硬化时间较短，能提高桩间的强度。但搅拌均匀性欠佳，很难全程复搅。水泥掺量除块状加固时可用被加固湿土质量的7%-12%外，其余宜为12%-20%。 加固深度：湿法<20m，干法<15m。
（2）优缺点：
优点：加固效果好，加固方式灵活，适用面广；施工速度快；可充分利用原软土，无弃土问题。
缺点：桩体范围内敷设管线会将已修建桩体挖断，不利于管线敷设。
（3）工程实例：
胶州市少海南路道路工程，道路红线宽26米，车行道宽10米，该工程仅用于加固车行道，桩径0.5m，桩距1.5×1.5m，呈等边三角形布置，工程设计要求加固后复合地基承载力为120kpa。该工程完成后，根据1#、2#试验点静载荷试验简报显示，地基承载力特征值大于120kpa，完全满足设计要求。
2.4塑料板排水固结法
（1）加固原理：
将塑料排水板插入软土地基中作为竖向排水通道，板顶铺设砂垫层作为横向排水通道，然后填土加载。在填土堆载的作用下，通过插入地下的排水板将地下水排出，加速地基土体固结速度，使地基沉降提前完成，以提高地基承载力，消除后期行车产生的地基沉降。
（2）优缺点：
优点：施工简易，节约土方，造价较低。
缺点：工期较长；处理深度较浅；若地下存在透水层，则处理效果降低；堆载及卸载速度过快容易导致路基失稳。
2.5强夯置换法
（1）加固原理：
强夯置换法的加固机理是利用重锤高落差产生的高冲击能将碎石、片石、矿渣等性能较好的材料强力挤入地基中，在地基中形成一个一个的粒料墩，墩与墩间土形成复合地基，以提高地基承载力，减小沉降。在强夯置换过程中，土体结构破坏，地基土体产生超孔隙水压力，但随着时间的增加，土体结构强度会得到恢复。粒料墩一般都有较好的透水性，利于土体中超孔隙水压力消散产生固结。
（2）优缺点：
优点：施工简便，造价较低。
缺点：需要大量土石方。
3.处理方法选用及造价比较
综上所述，针对青岛滨海地区常见滨海相软基地质特点，典型的处理方法有上述五种，各种方法均有各自的适用范围和特点，实际工程中应根据实际情况，参考相关工程实例，灵活选用，现将五种软基处理方法特点及造价对比如下表：