摘 要：本文簡述了軟土的特征及各種軟基處理方法，通過實例著重分析各種軟基處理方法的特點和費用，尋求最經濟合理的綜合軟基處理措施。
Abstract：This paper describes the characteristics of soft soil and a variety of soft approach, through the examples analyzed the characteristics and costs of a variety of soft approach, seeking the most economical and reasonable soft foundation treatment measures.
關鍵詞： 軟土;綜合軟基處理措施;經濟合理性
Keywords: soft soil; integrated soft ground treatment measures; economic rationality
中圖分類號：U213.1 文獻標識碼： A 文章編號：
引言
軟土是指在濱海、湖泊、谷地、河灘上沉積的天然含水量高、孔隙比大、壓縮性強、抗剪強度和承載力低的軟塑到流塑狀態的細粒土，如淤泥和淤泥質土，以及其他高壓縮性飽和粘性土、粉土等，它是自然歷史的產物，是隨著古地理、氣候、沉積環境的變化而形成的。在工程設計中按地域地質特點將軟土分為五個類型，分別為濱海沉積，湖泊沉積，河灘沉積，谷地沉積和沼澤沉積。三角洲地區地勢平坦開闊，河流縱橫交錯，在河流沖積和海潮進退的共同作用下，廣泛沉積了厚層的海陸交互相軟土。
1. 軟土路基處理方法
軟土路基處理經過多年的發展，處理方法多種多樣，針對不同的情況，采取不同的方法，因為各種處理方法都有它的適用范圍、局限性和優缺點。常用的軟土路基處理方法有四大類：排水固結法、置換法、強夯法、復合地基法。
1) 排水固結法：其原理是地基在荷載作用下.通過布置豎向排水體和水平排水層，將土中的孔隙水排出。一般是由排水和加壓兩個系統組成，排水系統主要在于改變地基原有的排水邊界條件，增加孔隙水排出的通路，縮短排水距離，該系統是由豎向排水體和水平排水層構成。加壓系統是用路基填土堆載預壓施加起固結作用的荷載，使土中的孔隙水產生壓差而流向排水系統最終固結。
2) 置換法：是將地基底面以下處理范圍內的軟弱土層挖除，然后置換強度較大的砂礫、碎石土、素土、石灰土等透水性好以及其他性能穩定、無侵蝕性的材料，并分層壓實。
3)強夯法：強夯法處理地基是六十年代末由法國Menard技術公司首先創用的。該方法是利用夯錘從高處自由落下反復夯擊地基，使軟土在外力作用下得到振實、擠密，從而提高地基的強度。
4)復合地基法：是在天然地基的土體內增加人工增強體(樁)構成人工地基，在地基中應力按材料模量重新進行分布，大部分荷載由樁體承擔，樁間土的應力相應減小，但土體仍與增強體共同承擔荷載。在樁體的復合地基中樁的作用是主要的，樁又可以根據材料和強度分為散體土類樁——柔性樁(如碎石樁、砂樁)，水泥土類樁——半剛性樁(如水泥攪拌樁、旋噴樁)，混凝土類樁——剛性樁(如樹根樁、CFG樁、各種砼樁)。
2. 實例說明
現設定一段軟土地基工程量，處理路基寬度42m，采用部頒“96”預算定額進行預算定額計算，對以下幾種軟土路基處理方案進行經濟性比較。
2.1砂墊層+預壓方案(排水固結法)：
?、?主要特點：先在土層中加設豎塑料排水板和40～50cm砂墊層，構成一個排水系統，再根據路基的地質條件和填土高度進行等載或超載預壓，使地基在荷載的作用下增加土體的總應力，促使孔隙水能夠迅速地從排水通道逸出，從而縮短沉降固結的時間。一般預壓期3～6個月。
?、?適用范圍：軟土厚度較大的地段，處理深度小于12米。
?、?優缺點：施工簡單，費用低。但塑料排水板的質量差異性大，施工監理難度大，深、厚層軟土的處理效果不佳，預壓時間長，堆載預壓需要的土方量大，不適合缺乏土源的地區使用。
④ 造價分析：
a.主要工程量為40cm砂墊層;土工格柵(一層);塑料排水板(正三角分布，間距：1.5m，板長10米 );預壓土方(H=1.2m)
b.每公里路基處治造價約54.4元/m2，232.9萬元/km，如需卸載，每公里造價約增加10多萬元。
2.2 土工格柵+預壓方案(排水固結法)
?、?主要特點：在軟土地基表面與路堤之間鋪設土工材料，通過土工材料將上部填料的垂直變形向水平方向擴散，使上部施加的荷載能均勻分布在地層中。當軟基進行等載或超載預壓時，可能產生很大的變形，這時由土工材料承受拉力和土的摩擦作用可限制土體側向擠出，從而減小變形和增大地基的穩定性。一般預壓期3～6個月。
?、?適用范圍：路堤填土高度較小，軟土埋藏不深且厚度小的地段。
?、?優缺點：施工簡單，費用低。但施工期長，深、厚層軟土的處理效果不佳，堆載預壓需要的土方量大，不適合缺乏土源的地區使用。
?、?造價分析：
a.主要工程量為土工布(一層);預壓土方(H=1.2m)
b.每公里路基處治造價約29.6元/m2，124萬元/km，如需卸載，每公里造價約增加10多萬元。
2.3 開挖換填方案(置換法)
① 主要特點：挖除不良軟土層，換填滲水性材料、改良土或碎石土，并分層壓實。
?、?適用范圍：表層軟土且厚度小于3米的地段。
③ 優缺點：施工簡單，對軟土地基處理的效果好，質量容易得到保證，但換填深度過大時，施工就比較困難，置換出的棄方較難處理，多占土地且容易污染環境，工程造價相應增高。
?、?造價分析：
a.主要工程量為挖除的軟土(H=2～3m);換填土(砂礫或石灰土)。
b.每公里路基處治費用換填土的造價為62～96元/m2 ，261～405萬元/km(換填砂礫的造價為98～153元/m2 ，414～644萬元/km)。
2.4 強夯方案(動力固結法)
?、?主要特點：用夯錘從高處自由落下沖擊土基，使軟土中孔隙壓縮，土體局部液化并形成良好的排水通道，孔隙水順利逸出，土體隨之固結，同時還可夯入砂、石渣、碎石等透水性較好的硬質顆粒性材料，使粒料與周圍的夯土形成復合地基。
?、?適用范圍：局部軟土埋藏較淺的地段，處理深度小于6米。
③ 優缺點：工藝簡單，施工快，造價低，處理效果好，但噪音污染大，處理的深度有限。
?、?造價分析：
a.主要工程量為兩遍點夯一遍普夯(夯點間距3m，夯擊數5擊，點夯能量3000KN.m,普夯能量1000KN.m);50cm砂墊層，沉降土方(H=1m)。
b.每公里路基處治造價約81元/m2，340萬元/km，每增減一擊，每公里處治費用增減10%左右。
2.5 水泥攪拌樁(復合地基法)
?、?主要特點：利用水泥等材料作為固化劑，通過專用的攪拌機，在路基深處用螺旋鉆頭將軟土和固化劑強制攪拌，由此產生一系列的物理、化學反應，使攪拌均勻的灰土硬結，形成具有整體性、水穩性和強度較高的復合地基。按其施工方法可分為噴粉水泥攪拌樁和噴漿水泥攪拌樁，粉噴樁是將水泥干粉通過深層攪拌機空心鉆桿的噴灰口噴出，與地基深處已被鉆頭攪拌的軟土拌和，漿噴樁則是將水泥漿用灰漿泵輸送到攪拌機的中心管輸出，與經攪拌的軟土拌和。
② 適用范圍：路基不穩定，軟土厚度較大的地段。粉噴樁處理的深度小于12米，漿噴樁處理的深度小于15米。
③ 優缺點：施工技術成熟，工期短，處理效果較好，本地區使用廣泛，在各種復合地基處治方案中造價較低，但施工監理難度大，對軟基下部攪拌不易均勻，處理的深度有限。粉噴樁因不向地基增加水分，更適合于飽和軟土，但粉塵污染較大;漿噴樁處理的深度和效果均好于粉噴樁，但造價略高。
?、?造價分析：
a. 主要工程量為土工格柵(一層);粉噴樁(正三角分布，間距1.5m，樁長10米 ，樁徑50cm)。
b. 每公里路基處治造價約206.9元/m2，869萬元/km。
3. 結語
公路成帶狀分布，跨越的地區比較廣，軟土類型也復雜多樣，根據軟土的不同特征、分布情況和地理環境因素，采取一種或者兩種以上的軟土路基處理方法。當要采用兩種或兩種以上的軟土路基處理方法時，亦即軟土的綜合處理，一般要遵循以下原則：加速排水固結的措施和增強軟土地基強度的措施相結合，地上、地面處理和地下處理相結合避免兩種軟土地基處理方法在施工上出現干擾及其作用上的相互抵銷。采取軟土路基綜合處理措施，可以加快施工進度，縮短工期，節約建設成本。
根據現場地質勘察資料，借鑒已有的成功經驗，結合現場施工條件、環境因素，合理選取一種或幾種組合的處理方法，使處理后的路基滿足工程建設的各項要求。在滿足工程要求的前提下，如何做到經濟合理，是我們需要解決的重要問題。
公路工程建設講求時效性和經濟性，追求最短工期完成，最低造價成本。例如某段公路的軟土路基處理，根據地質勘察結果，得出軟土層的特征，提出5個處理方案。經計算，處理后的效果都滿足公路規范的要求，按照其工期和造價得出以下圖形。最后根據業主方要求的施工期限或者造價預算，選出最恰當的方案。
參考文獻
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