软基处理方法

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1、软基处理方法青岛高新区 2011 年规划东 3 号线、东 4 号线等 14 条道路软基处理工程（一标段）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）粘土圭寸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

2、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 1.10 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

3、 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

4、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，桩径青岛高新区 2011 年规划东 3 号线、东 4 号线等 14 条道路软基处理工程（一标段）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

5、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

6、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。青岛高新区 2011 年规划东 3 号线、东 4 号线等 14 条道路软基处理工程（一标段）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

7、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 少咼路堤工后沉降量，路堤稳定性是地基处理的 重点。1984年上海第一条高速公路一一沪嘉高速 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。上海高速公路建设情况一览表表1工长度最平建设期地基处理备注程(km)大均名高高称度(m)度(m)沪 嘉15.6 41.52.71984.4 1988.10粉煤灰填筑 砂井堆载预 压多数 欠载， 部分 试验 路超 载-莘松20.597.531985.10 1990

8、.12粉煤灰路堤砂井塑料排水板等载为主沪 嘉 东 延 伸 段58.931992.2 1993.12粉煤灰路堤 不处理超 载，粉喷桩粉喷 桩为 欠载 预压沪/宁（上 海 段）267.54.31993.8 1996.10粉煤灰路堤 粉喷桩，钢 渣桩粉喷 桩主 要是 欠载沪267.541996.8 粉煤灰路堤1998.10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

9、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

10、、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（俗称“硬壳层”），淤 泥质土，暗绿色粉质粘土等。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23m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

11、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。上海地基土主要土层物理力学指标表2符土孔隙天塑液性压缩压缩天然抗剪强度容许名比然性指数系数模量密度（固快）承载号e含水量%指 数IPILKPa巾CkPa力kPa褐0.926.70.60.144618.52011100黄5161.061.10.332722110色38硬壳层灰0.9640.141.50.622.517151360色617.6801.3151.670.883.1仃淤49泥质粉粘土灰1.240111.890.682.517.5151360

12、色801.45602.917淤泥质粘土暗224.12.0.440.226.519.71653185绿3.5177.42.0色粉粘1 土U1U13高路堤软基处理总体评述3.1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

13、通车后3.58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。上海高速公路段工后沉降量表3沪嘉莘松沪嘉东延伸段位 置1 +0301+4861+5414+465新桥立交通波 塘桥六磊 塘桥庙塘桥0+4000+5500+9381+190时88.1088.1088.1088.1090.1290.1290.1290.1293.1293.1293.1293.12间96.1296.1296.1296.1293.693.693.693.694.1094.1094.1094.10范 围路 堤 高m3

14、.373.223.223.677.564.34.238.66.24.14.5沉 降 cm48.616.628 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

15、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3.2 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

16、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24m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而工青岛高新区 2011 年规划东 3 号线、东 4 号线等 14 条道路软基处理工程（一标段）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，

17、工后沉降与高度 成比例，且都大于10cn。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45m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1015m暗绿色土层缺失，粉喷桩处理 工后沉降超过1

18、0cm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。3.3 软基处理需要足够的预压荷载和预压期青岛高新区 2011 年规划东 3 号线、东 4 号线等 14 条道路软基处理工程（一标段）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

19、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44.5m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

20、载预 压，预压时间仅 4 个月， 4.2m 高粉煤灰路堤工青岛高新区 2011 年规划东 3 号线、东 4 号线等 14 条道路软基处理工程（一标段）后一年半沉降达15cm。可见，无论是砂井处理 或者粉喷桩处理，保持等载是必要的。预压期的确定比较复杂， 一方面要考虑工后 沉降技术标准， 另一方面又要现实地考虑工期太 长，确定施工期沉降稳定的标准非常必要。 从高 速公路建设的实际情况看， 沪嘉高速公路建设期 3.54年，路堤预压期3个月到2.5年；莘松 高速公路建设期 5 年多，路堤预压期为一般在 14 个月；沪嘉东延伸段工程建设期 2 年，路堤 预压期 4 9个月；沪宁高速公路工程建设期 3.

21、5 年，路堤预压期 69 个月，究竟预压多少时间 较为合理呢 ?下面就等载预压作一简要分析。当地基处理方式选定之后， 地基的沉降规律 就基本确定。 比如，当砂井的间距、 长度、直径、 地基土类型选定后， 地基固结规律就已确定， 固 结度仅与时间有关。 表 4 中列出沪嘉、 莘松等部 分路段不同预压时间的固结度、 沉降速率及工后 沉降，可以看出，当预压时间达 6 个月时，沉降 速率为0.351.61mm/d,工后沉降为17.8 62cm;当预压时间达12个月时，沉降速率为 0.20.53mm/d,工后沉降为1329.3cm;当预 压时间达 18 个月时，沉降速率为 0.11 青岛高新区2011年

22、规划东3号线、东4号线等14条道路软基处理工程（一标段）0.32mm/d,工后沉降为8.522cm要使工后沉 降达到10cm的控制标准，预压期需要2年以上， 在路堤大于6m或地质条件差的路段预压时间需 2.53年。从沉降过程看，当路堤超过临界高 度时，沉降速率逐渐增大，满载预压一段时间后， 沉降速率逐渐减小，沉降曲线上一般存在一个拐 点，拐点之前，增加单位预压时间减少的工后沉 降量很大，拐点之后沉降速率逐渐变小，增加单 位预压时间减少的工后沉降量逐渐减小，因此预 压时间至少应超过拐点。拐点实际上是沉降速率 变化最大的位置，部分路段拐点时间见表 4。达 到拐点的时间一般要413个月，地质条件好，

23、 达到拐点时间短，反之则长。不同预压时间的沉降速率及工后沉降量表4沪嘉莘松沪宁位1+0301+5411+3301+36019+73520+52019+600置路3.373.22444.27.46.7堤高m、iT沉工、iT沉工、iT沉工、iT沉工、iT沉工、iT沉工、iT沉工青岛高新区2011年规划东3号线、东4号线等14条道路软基处理工程（一标段）降 速 率后、iT 沉 降降 速 率后、iT 沉 降降 速 率后、iT 沉 降降 速 率后、iT 沉 降降 速 率后、iT 沉 降降 速 率后、iT 沉 降降 速 率后沉 降60.180.171.511.620.190.550.3个61.444.88

24、6135.381.453月10.130.130.250.290.150.290.2229.320553.32.335354个月10.8.0.8.0.180.220.130.190.181431153.63.218.220.4329个月拐占691313545地砂井超天然等载砂等载砂欠载粉欠载粉天然地载打穿粉煤灰井未打井煤煤基基穿未打穿灰粉喷灰粉喷桩桩处5m未穿0m未穿表表理层 11m硬层 10m硬土土注：沉降速率单位，mm/d工后沉 降单位，cm拐点为满载后月份。由此来看，要使工后沉降量满足或接近10cm的标准，等载预压1.5年是完全必要的，在地基条件较差或路堤高度较低（小于3m）时，预压时 间

25、可减少为 1 年，而地基条件较差或路堤高度较 高（大于6m）时，预压时间应增加到2年以上。 按沉降速率达到0.10.2mm/d作为路堤稳定和 施工面层的依据是符合地基沉降规律的。 在等载 预压条件下，工后沉降达到10c m的控制标准也 是可能的。 争取合理的工期， 予以合理的施工组 织，确保必要的预压期， 是降低工后沉降最经济 的措施，3.4 桥头接坡软基处理长度应与路堤高度、地 基条件及工后沉降相结合桥接坡软基处理长度取多少， 没有一个明确 的选择标准，多数路段以处理50m作为标准。从 理论上讲，软基的纵向处理长度首先应保证减少 工后沉降的需要， 其次要确保道路纵向线形的流 畅。从实际情况来

26、看， 桥接坡路堤预压期普遍较 短，工后纵向沉降造成桥接坡段路面产生一个凹 槽段，其纵向长度一般在3050m在路堤高度 大于5m时，影响长度可达80m尽管产生这一 现象的原因较多， 但凹槽段的长度与形状变化不 大，产生最大沉降处一般距离桥台 1015m在 搭板的端部存在较大的折点。 从工后加罩改善路 面线形的实践来看， 工后沉降较小的桥接坡罩面 长度在2030m左右，工后沉降在1020cm范 围内的桥接坡罩面长度5060cm左右，工后沉 降超过20cm的桥接坡罩面长度在80100m不 等。由此看来， 桥头接坡段软基处理的长度也应 按路堤高度、地基条件及工后沉降等因素综合考 虑，一般路段路堤咼度在

27、5m以下时取50m还是 较为合理的。桥头接坡段软基处理是否有必要设置长度 渐变或间距渐变的过渡形式， 应根据地质条件来 定。对于软土较厚的地基，工后沉降较大，有无 过渡段不会反应在路面线形的变化， 而对于处理 深度能打穿软土层， 工后沉降较小的情况， 有必 要设过渡段。事实上当路堤达到一定咼度后整体 刚度较大，地基条件变化反应到路面上也是平滑 过渡的。3.5 路面横坡应增大 0.5 1 %作为预留坡度 不处理地基及砂井处理地基， 路堤断面沉降 呈现锅底状， 而粉喷桩处理后， 断面沉降变得较 为平缓。根据沪嘉、莘松等咼速公路观测成果， 路面横坡改变随着时间与沉降的增大而增大。 横 坡与沉降成曲线

28、关系，沉降小于100cm时，曲线 斜率较大，超过100c m时，曲线斜率变小。当路 堤高度大于6m或当地基条件较差，路堤总沉降 为120160cm若工后沉降为30cm时，通车后 横坡变化约0.5%，而路堤高度在45m左右时, 总沉降量一般为70100cm若工后沉降为 30cm，通车后横坡变化约0.7%，而路堤高度在 45m时，总沉降量一般为70100cm，若工后 沉降为30cm通车后横坡变化约0.7%，沪嘉高 速公路工后 8 年的路面横坡变化一般在 0.3%， 少数路段达 0.5%。可见，在施工时对路面横坡 增大 0.5 1%，工后沉降引起横坡变化后，仍能 满足设计要求。3.6 关于地基沉降规

29、律及最终沉降推算地基总沉降的推算方法有双曲线法、 指数曲 线法、对数曲线法等， 曾有不少文章探讨过上海 地区最终沉降量采用何种方法较为合理， 从推算 的结果看，对数曲线法最大，双曲线法次之，指 数曲线法最小。 从沪嘉高速公路工后沉降观测资 料来看， 沉降与时间不完全呈单对数关系， 在单 对数图中曲线尾部略微逐渐变平， 说明用单对数 曲线预测工后沉降略微偏大，可用双曲线推算； 日本的观测资料表明沉降与时间呈单对数关系， 杭甬高速公路沉降曲线不完全呈单对 数关系， 但与对数曲线较为接近。 从地质条件来看， 日本 的条件最差， 杭甬的条件次之， 沪嘉的条件相对 较好，这说明地质条件越差， 曲线越接近

30、对数曲 线。实际上，对数关系反映了地基的流变特性， 这是软粘土固有的工程特性。3.7 关于砂井与粉喷桩布桩间距的设计 间距设计是砂井与粉喷桩地基处理设计内 容之一。 砂井间距受地基固结度控制， 根据沪嘉 和莘松的试验结果，砂井间距大于 4.5m 后排水 固结的作用已不明显，沪嘉的经验是，间距为 3m与1.5m的布置方式能达到大致相等的固结效 果，并且布桩间距越密，总沉降量也越大，同不 处理地基相比较，砂井处理后可增加 10%左右的 沉降量，从沉降过程看， 增加的该部分沉降是在 施工预压期内产生的，并不对工后沉降产生影 响。因此上海地区可视具体地质条件，选用1.5 3.m 布桩间距。粉喷桩布桩间

31、距受面积置换率控 制，从桩长范围内复合体的模量来看， 桩间距越 小，模量越高，该范围内压缩量越小，但从路堤 总沉降量来看，桩间距从 1.4 1.6m 之间变化， 相应的面积置换率从0.10.05m之间，总体沉 降变化不大，只是桩长范围内与桩端以下压缩量 的相对比例发生了改变，桩距为 1.4m 时，桩长 范围内压缩量占总沉降量的 10%，而桩距为 1.6m 时，桩长范围内压缩量占总沉降量的 40%，从粉 喷桩处理后总沉降量减少方面来看， 基本能减少 2030%桩间距变化并不产生总沉降较大的改 变，粉喷桩间距通常采用 1.5m 尚有潜力可挖。3.8 关于路堤临界高度上海天然地基在低路堤（小于2.5

32、m）作用下 总沉降量不大， 且沉降可很快稳定。 根据莘松的 经验，当填土在 1.8m 高时，经 15 个月预压，沉 降稳定在10cm以内，填土高度在22.3m时， 在两年时间内沉降稳定在1520cm曲线较平 缓，因此莘松提出 2.3m 作为最佳填土高度，在 此高度范围内无需地基处理。 沪嘉的沉降资料表 明，路堤高度在 1.5m 以下时，工后沉降仅 3 4cm,路堤高度在1.92.7m时。工后沉降为8 11cm,大都满足或者接近工后10c m的控制标准， 对路堤高度达到3m的桥接坡（如马陆圹桥）工后 沉降为14.1cm,略超过10cm从地质条件来看， 沪嘉比莘松好， 不处理地基的临界高度也略有变

33、化，一般 2.5m 作为一个平均的临界路堤高度还 是比较恰当的。粉喷桩处理后地基也存在 “临界路堤高度” 。 对存在这一高度的原因不少学者作过分析研究， 笔者认为地基的超固结特性应是主要原因。 地表 以下510m范围内的土处于超固结状态，并且 天然地基临界高度荷载与地基土先期固结压力 相吻合。粉喷桩处理地基存在这一现象与天然地 基有较大区别。 桩土作为实体基础， 当路堤高度 达到临界时，实体与地基侧向摩阻力达到极限， 桩尖产生刺入变形， 桩尖以下淤泥质软土变形量 较大，从而开始出现沉降量增大的趋势。 根据沪 嘉东延伸段实测沉降资料，当路堤高度达 3.5 3.8m 时沉降量较大幅度增加，这说明粉

34、喷桩处 理后对 3.8m 以下高路堤可较大幅度减少总沉降 量，从而也较大地减少工后沉降， 但实际上对这 样高的路堤采用粉喷桩处理并不经济。3.9 加筋桥台技术可消除“三孔”跳车现象高速公路汽孔、机孔和人孔 （ 三孔） 这三类横 穿通道是引起跳车的主要构筑物， 其数量在高速 公路桥涵通道中占有相当高的比例。 虽然这些通 道接坡路堤高度较大中型桥涵低， 从沪嘉运营期 的养护情况看，不少“三孔”跳车现象严重，需 进行多次罩面处理。 鉴于这种情况， 在沪嘉高速 公路东延伸段首次对古宗路汽孔和孟古路拖孔 采用加筋土桥台技术， 彻底解决了因差异沉降而 引起的跳车问题， 通车 3.5 年，两座通道无行车 颠

35、簸感觉，两座通道工后沉降曲线，可以看出， 古宗路汽孔两侧路堤与桥台同步沉降， 孟古路拖 孔加筋桥台下沉较大， 两侧路堤下沉较小， 这是 由于两侧进行过超载预压， 而加筋土桥台未预压 过的缘故。尽管如此，行车无任何跳车感觉。事 实证明，加筋土桥台技术是解决“三孔”跳车的 一种可行方法。重要的是确保“三孔”的净空。 4 结束语纵观上海高路堤软基处理 10 多年来的研究 过程，围绕解决路桥连接处跳车现象， 已先后尝 试运用了砂井 （包括塑料排水板 ） 、粉喷桩、钢渣 桩、超载预压、超载砂井联合预压等多种方法， 从采用单一地基处理技术走向因地而易， 各种方 法综合使用。地基处理不可能完全消除工后沉 降

36、，路堤高度是影响工后沉降的重要因素， 地基 条件是影响地基处理效果的主要因素， 在软土层 厚度能打穿的情况下， 应坚决打穿以充分发挥砂井或粉喷桩的作用，在软土层较厚的情况下，应 采用超载预压加砂井联合处理方法，在路堤高度 不大的地段可采用超载预压不处理地基办法，加 筋土桥台技术是解决二孔跳车现象的有效方 法，应该推广。弹簧土弹簧土是指因土的含水量高于达到规定压实度所需要的含水量而无法 压实的粘性土体；当地基为粘性土且含水量较大，趋于饱和时，夯打后地 基踩上去有一种颤动的感觉，故名叫弹簧土。弹簧土的处理方法一般是翻土降低含水量，铺碎石或打石桩，掺灰土 吸水等。青岛高新区2011 年规划东 3 号

37、线、东 4 号线等 14 条道路软基处理工程（一标段）?简介：根据软土地基的生成原因和地基的厚 度及其所处的位置，可采用表层处理法、置 换法、加载法、竖向排水法四种方法进行软 基处理。本文介绍了这四种方法的设计思想 和注意事项。?关键字：公路，软基,处理，方法【1【234道路软基处理 王葆茜摘要：根据软土地基的生成原因和地基的厚度 及其所处的位置，可采用表层处理法、置换法、 加载法、竖向排水法四种方法进行软基处理。 本 文介绍了这四种方法的 设计思想和注意事项。关 键字：公路软基 处理方法道路软基处理尽可能早期进行，有充分的间 隔时间使软基达到沉降稳定后方可进行填土 施 工。下面介绍软基处理的

38、四种方法：1表层处理法表层处理法用于地表面极软弱的情况。 该法 是通过排水、敷设或增添材料等办法，提高地表 强度，防止地基局部剪切变形，保证施工机械作 业；同时尽可能把填土荷载均匀地分布于地基 上。属于这类处理方法的有：表层排水法，砂垫 层法，敷设材料法，添加剂法等等。1.1表层排水法对土质较好因含水量过大而导致的软土地 基，在填土之前，地表面开挖沟槽，排除地表水， 同时降低地基表层部分的含水率，以保障施工机 械通行。为了发挥开挖出的沟槽在施工中达到盲 沟的效果，应回填透水性好的砂砾或碎石。设计、施工注意事项 沟槽的布置 沟槽布置要考虑利用地形 自然坡度排水；填土沉降要注意坡度的变化；不使来自

39、四周挖方部位的地表水、渗透水浸入填 土；沟槽的间隔要尽可能加密，以增大排水能力， 即使有部分沟槽被切断也不会妨害整体排水。 沟槽的构造沟槽尺寸一般取宽0.5m, 深0.51.0m。填土之前在沟槽内用透水良好的 砂（砂砾）回填成为盲沟。纵向盲沟一般沿道路 纵向或中央纵向开挖，横向盲沟一般间距10m 15m布置。沟槽内埋设多孔排水管时，必须用优 质反滤层加以保护。1.2砂垫层法对于地基上部软土层极薄且含水量大时，在 软土地基上敷垫0.51.2m左右厚的砂垫层。这 样可达到固结软土层，使砂垫层起到上部排水层 作用；同时，砂垫层又成为填土内的地下排水层， 以降低填土内的水位；在进行填土及地基处理施 工

40、时，为施工机械提供良好的通行条件。设计 如采用机械施工，在确定砂垫 层厚度时，应考虑机械的重量，轮胎对地面接触 压力，偏心程度及软土地基表层强度等。 表1为 砂垫层标准厚度。在极软地基上，仅用砂垫层来确保大型施工 机械的通行，往往需要较厚的砂垫层，是不经济 的，所以常与表层排水或敷垫材料等法并用。填土面积大且排水距离长，预计有多处地下 水渗出时，若仅用山砂作砂垫层，不能获得充分 排水效果，应采用设置盲沟，砂垫层内的排水距 离宜短不宜长。施工砂垫层施工时应设放样板。摊 铺作业一般采用自卸汽车与推土机联合操作。要 尽量做到均匀一致。用透水性差的粉土作填料 时，其坡脚附近的砂垫层一旦被土复盖， 就有

41、可 能妨碍侧向排水，因此对砂垫层的端部要妥善处 理。1.3敷垫材料法对于地基土层不均匀，可能发生局部不均匀 沉降和侧向变位，可利用所敷垫材料的抗剪和拉 抗力，来增强施工机械的通行，均匀地支承填土 荷载、减少地基局部沉降和侧向变位， 以提高地 基的支承能力。敷垫材料主要有化纤无纺布、土工布、玻璃纤维格栅等被广为采用。设计、施工注意事项 应注意地基表层强度，施工机械重量，以 及填土荷载大小和宽度等，据以选用合适的敷垫 材料。 施工机械通过区域，使局部地段产生较大 的拉压力，应作特别的补强。 敷垫材料四周应超过填土边缘，端部卷入 填土内，上面用填土压紧。 在特别软的地基上进行第一层填土时，可 使用放

42、置干筏上的手摇传送带撒铺，有时也用皮 带抛射式撒砂机撒铺。 第一次撒布厚度应尽可能薄些，并要求用 透水性好的河砂为材料。含砾石时，要注意不使 其损坏敷垫物。1.4添加剂法对于表层为粘性土时，在表层粘性土内渗入 添加剂，改善地基的压缩性能和强度特性， 以保施工机械的行驶。同时也可达到提高填土稳定及 固结的效果。添加材料通常使用的是生石灰，熟石灰和水 泥。石灰类添加材料通过现场拌和或厂拌，除了 降低土壤含水量、产生团粒效果外，对被固结的 土随着时间的推移会发生化学性固结，使粘土成 分发生质的变化，从而促进土体稳定。设计、施工注意事项 生石灰消解程度的判断 生石灰消解过 程伴随体积膨胀，在此期间进行

43、碾压，不可能获 得预期效果。因此在固结时要掌握发热温度、准 确判断消解结束时间。 添加材料的配比设计添加材料的适当剂量，要根据所处理的土质，施工方法和试验配 比的结果来决定。一般有改良土、石灰土、水泥 稳定土较为常用。改良土是利用现场地基土掺石 灰（一般含灰6%）后再次利用，其施工方便、造价低；石灰土是用黄土掺石灰（一般含灰 1 0%12%）后使用，其造价较改良土要高；水 泥稳定土是用黄土掺水泥（一般含水泥3%5%）后使用，其造价较贵，在秋、冬季雨天施 工时，工期短时不得已采用，其优点是不需太长 的养生时间，就可使地基固化板结达到施工要求 的强度。 固结与养生用水泥或熟石灰处理，在拌 和一结束

44、即产生固结。用生石灰处理，从拌和时 的初步碾压到生石灰消解结束，要进行二次固 结，若强度足够可不必养生。但因土质或施工条 件不同，被处理过的土质强度增长也各不相同， 大体上以养生一周后的强度为所要求的固结强 度。2置换法本法是以优质土置换软弱土，确保填土稳定 和减少沉降量。施工方法分有人工挖掘置换和借 填土自重或用爆炸法将软弱土挤出的强制置换。 其施工都比较容易，多数情况下能在短时间内达 到所要求的目的。从可靠性来说人工挖掘置换较 优。置换材料应采用即使受到水浸也不致降低承 载力的粗粒土。但必须进行充分压实。3加载法加载法是为了预先促进软土地基沉降，增加 地基强度，以防止设置在填土上或邻接填土

45、的路 面和构造物或者埋入填土内的构造物发生有害 沉降而导致破坏。促进地基固结沉降的方法有： 在地基上增加总压办法；减少土中的间隙水压提 高有效应力法等。前者用填土荷载时，一般为填 土加载法，后者又可分通过井点，竖井等的降低 地下水法和在地表面铺砂，覆盖不透水膜使之形 成真空，依靠大气压力加载来促进固结的大气压 加载法。采用填土加载法时，须注意地基的稳定 状态。而降低地下水法和大气压加载法则不必担 心地基遭到破坏，但受到地基适应性的限制且工 程费用大，一般不采用。上述方法，都很少单独 采用。3.1填土加载法方法与原理已完成设计填土（荷载qf ）时，其全部垂直 力为Po+ AIP = P1,由此引

46、起的沉降量为S1。加载 后经At时间，固结度为U，又从图1b知沉降量 为S1U，通过固结沉降过程时间t以后的残余沉 降量为AS当增加Aq的超载时，全部垂直应力为Po+ AIP + APs= P2,由此引起的沉降量为S 2,加载经过At寸间的度固结为U，沉降量达到 S2U。此时如把 Aqs荷载卸除，对于qf (m)来说 即达到了 U +AU的固结度，换句话说，原只能 达到U的固结度，由于超载Aq经At时间，增 加了 AU的固结度。不过实际加载不会瞬时完成， 卸荷后又会产生一定膨胀，对已经增长的固结效 果有些丧失。假如加载Aq及荷载时间选择恰当，经t时 间后的残余沉降量如图1b所示，有可能从 AS

47、 减少到AS。设计施工注意事项采用本法的主要目的是 使铺装完成后路面残余沉降量控制在允许值以 内。所以它与载荷重量、放置自沉时间、固结层 厚和沉降时间曲线，及荷载设计、允许工期等有 关。 本法施工以不损伤支承荷载的地基稳定 为宜。对难以保证稳定或加载重量很大时， 应考 虑与竖向排水井法或缓速加载法并用。 如果仅为了处理沉降，可选择超载重量,且作长期放置自沉，其效果较好。 由于沉降-时间关系一般是难以预测的， 所以在施工时应进行全面的动态观测，随时注意 防止地基的破坏，根据所获得的观测资料，确定 卸载后的残余沉降量和卸荷时间。3.2降低地下水法本法适用于上部，中间部位有砂层分布的地 基，但粘性也

48、仍然有效。本法的特点是与软土层 深度无关。原理设位于地下水位以下 Z处的垂直总 应力为P,有效应力为P0则Po= P+ Ywz一旦使地下水位降低 Z,水压分布发生变 化，地下水面以下的压实有效应力为 P1则P1Z =P+ Yw （乙 AZ）丫泌Z为增加的有效应力。通常可以认为， 水位每降低1m，有效应力增加10kpa。如降低了 的水位处，地基系由粗粒土组成，由于排水而使 土的单位体积重量减小，于是P也变小，效果也就有所降低。设计施工注意事项 砂层的透水系数 使用井点时，理论可抽水深度为 10.3m， 但考虑水头损失和动力关系，能够降低水位的最 大值约5.56.0m左右。 邻近有水源（河、池、海

49、或沟）时，需要 抽水的量增多。 降低地下水位，如对抽水区以外地域及沿 线有损害时，为了既隔断对四周的影响又达到降 低地下水位的效果，可在施工区间打入钢板桩围 护。 因为需在整个固结期内降低地下水位致 使经历时间长，机械费用高。4竖向排水法在粘性土地基中设置垂直的排水柱，以缩短 排水距离，促进地基排水固结，增加抗剪强度。 由于垂直排水柱所用材料不同，分为砂井和纸板排水两种。4.1砂井排水法砂井排水法根据砂井的施工方法不同，可分 为打入式、振动式、螺旋钻式、水射式及袋装式 等。本法很少单独使用，多与加载法或缓速填土 法并用，对层厚大，均质的粘土地质最为有效； 对泥炭质地基效果稍差。粘性土层固结所需

50、时间t与垂直方向最大排 水距离D的平方成正比。很清楚，粘土层越厚， 所需固结时间就越长。设计 以间距d布置，直径为dw的 排水砂井。设想直径为de的圆柱状地基，如间 隙水只流向砂井，其固结时间为：t = 2Thde/Ch式中：t-固结时间（d）Th-水平向固结时间因数（无因次）Ch-水平向固结系数（m2/d）de-有效直径（m）当砂井间距离为d间（见图4）;正三角形布置de= 1.05d;正方形布置de= 1.13d。dw-砂蟛直径（m）可知de越小，排水砂井间距d就越小，越 能促进固结。固结度Uh与时间因数Th是以有效直径和 排水砂井直径之比n = de/dw为参数。de与垂直 向的固结排水

51、距离D相对较小，所以多把垂直方 向排水忽略。但粘占层厚度较小时，不能忽略。 粘土层总的固结度U由下式求得。U = 1- （ 1-Uh） （ 1-Uv）式中：Uh-水平向固结度；Uv-竖向固结度。地基处理范围，为了稳定，以填土坡面下为 处理对象；为防止沉降，主要以路基顶面宽度下 作为处理对象。设计排水砂井时，首先假定施工方法、砂井 直径、排水距离和改良范围。然后进行稳定及沉 降计算，若不能满足时，修正假定数据，再进行 计算。并注意下列几点。 是否有砂层存在。 防止扰动四周土壤，避免降低透水性或地基强 度。宜取尽可能宽的排水间距。一般情况水平向 固结系数Ch为竖向的固结系数CV的数倍，但 是由于砂

52、井打设方法不同，实际 Ch只能达到C V甚至小于CV的值。 砂井中的砂，在固结过程中起到排水通路的作 用，因此必须长期发挥良好的透水性能。通常采 用干净优质的粗砂。施工程序 铺砂。在砂井施工之前，地表面先铺一砂 垫层。并设置排水沟，使填土内不致有较高的地 下水位。 打入排水砂井。其法有打入式、振动沉桩 式、射水式、螺旋钻进式及袋装式等。无论何种青岛高新区2011年规划东3号线、东4号线等14条道路软基处理工程(一标段)方式一般的沉入深度为1520m,超过这一深度 工程费用明显增大。a 打入式和振动沉桩式这是最常用的两种方式。使用履带式起重机时沉入深度为 10m左右; 使用特制的钢打桩架，沉入深

53、度可达30m。桩径 一般采用3050cm,间距为1.53.0m。打入式和振动沉桩式的 施工程度大致相同：(1) 套管底端接上管靴，放置在 设辻井位上；(2) 用汽锺锺击或振动锤振打至设计深度；(3) 用铲斗把砂喂入套管中；(45)将喂砂口封闭，一边压入压缩空气，一 边拔出套管；(6)待套管完全拔出，砂井沉入即告结束。b .射水式该法与别的方法相比对地基扰动最 小，在水源丰富，排泥处理无困难时宜采用。其 施工顺序：(1) 将套管置在设计井位上；（2）在套管内放入喷咀杆，并用喷沮射水；（3）一旦开始射水，即将套管缓缓下降，如遇障碍物或固结硬层，可用锤轻轻敲击套管顶面；（4）套管下到设计深度升降喷咀

54、杆，使管中的 土溢出。（5）灌入砂，徐徐拔出套管，砂井即告成。c 螺旋钻进式和袋装式 螺旋钻进式的直径为 40100cm，钻入深度15m左右，本法对地基扰 动较小，但施工速度慢。袋装式是为了避免井内所填的砂被土壤切 断，不能排水，而把砂装入直径12cm左右的柔 韧透水袋内。施工注意事项： 按设计图间距布置砂井。用不同颜色标志已打 入或待打入的井位。 导杆应始终保持竖直，并经常检查。打入深度 按设计规定。 允许以较快的速度打入，但套管拔出速度应控制在填充砂及压气能从容地操作为度。留心套管 拔出时砂在成拱作用下与套管一起被上提产生 间隙，这样常使软土侵入砂井切断砂柱。 填充砂料可采用传送带连续投入， 也可采用漏 斗提升喂入，从正确计量考虑，以后一种方式为 优。以上是公路道路软基处理较为常用的方法， 另外，在有些特殊情况下还采用粉喷桩处理软基 及塑料排水板处理软基等方法