市政道路工程软土地基处理技术研究:谈市政道路工程中软土地基处理技术

1 前言

在市政道路工程建设中,采用的强夯法又名动力固结法或动力压实法,这种方法是反复将重锤(10~40t)提到高处使其自由落下(落距一般为lO~4Om)给地基以冲击和振动,从而提高地基的强度并降低其压缩性,还能改善其抗震动液化的能力和消除土的湿陷性。它实用于多种土性地基,如碎石土、砂土、低饱和度的粉土、湿陷性

黄土、杂填土和素填土等,具有效果明显、经济易行、设备简单、节约三材等优点。但对于饱和软黏土,由于其含水量高、渗透性差,当受到强烈冲击时,不能迅速排水,因而孔隙水压力上升快,消散慢,使坑周土体强度降低,因此,一般认为软黏土地基不宜采用强夯法处理加固。但近年来强夯加固软土地基理论和实践发展很快,积累了不少经验,在很多工程中取得了良好的效果,其中有强夯结合袋装砂井综合处理法、强夯置换法处理软土地基等新措施,本文就工程实例探讨了强夯结合袋装砂井在处理饱和软黏土的应用情况。

2 工程概况

2.1 地质概况

该区地貌属于江河口冲积平原,局部分布少量残丘。地下水为孔隙潜水,与河水互为补给,水位1.0~3.0 m,受潮汐影响。地层自上而下为:①人工填土,色杂、松散一稍密,厚度1.0~2.Om;②海陆交互相沉积层(软土层),为淤泥,淤泥质粉质黏土,夹淤泥质细砂,灰黑色,饱和,流塑,松散,该层层底埋深3~15 m左右;③冲积层,杂色,花斑状粉质黏土,可塑,灰黑色淤泥质粉质黏土,饱和、流塑及灰黑色中砂层,饱和、松散一稍密,厚约0~8 m;④残积层,为黄一灰黄色砂质黏性土、硬塑为主,为花岗岩残积土,厚约0 ~6 m。

2.2 软土层物理力学指标

天然含水量wo=73.2% ,液性指数lL =1.66,塑性指数lp=24.8,孔隙比eo=2、0.3,压缩系数a=2.247 Mpa-1,竖直向固结系数Cv =0.792×10-3 cm2/s,水平向固结系数Ch=5.019×10-3 cm2/s,内摩擦角ψ=6.4ο,凝聚力c=6.2kPa,容许承载力[QO] =40 kPa。

根据估算,在不作软基处理情况下路基极限填土高=1.86 m左右。

2.3 质量、工期要求

由于该地区软土属高含水量、低强度、高压塑性的超软弱黏土,根据路基软基稳定控制、工后沉降控制、路面结构的基底强度要求必须对软基采取处理。而道路的施工期只有8个月,软基的实际预压时间只有5个月左右。所以采用的软基处理方案需满足该工程特点要求。

3 设计

3.1 方案论证

常用的软土路基处理方法有清淤换填、袋装砂井(插塑板)、强夯法、真空预压、碎石桩、搅拌桩、CFG桩等多种。

袋装砂井(插塑板)加预压排水固结方法需预压,一般固结的时间较长(180~360 d),工后沉降较大;同时本工程所处的位置距江边非常近,受潮汐影响水位变化大,由于微薄砂层的存在,与附近河水水力联系密切,排水固结效果不甚明显。特别是有些地段地层上部分布杂填土(如原已填鱼塘地段),地基采用此方法处理困难。对桥头路堤,由于填土相对较高,工后沉降要求不大于0.1 m,可采用复合地基处理。对于软土厚度小于15 m的桥头路基采用水泥搅拌桩,大于15 m的地段采用CFG桩处理。该处理方法效果好,亦不需预压,但工程造价较高,不能广泛采用。袋装砂井(插塑板)加强夯法:它通过设置竖向排水体系(袋装砂井),并结合静荷载(填土堆载)和动荷载(强夯夯击能),使得地基土在较短时间内完成大部分固结沉降,减少工后沉降并迅速提高承载力;此外,还可通过对地基的预震作用,有效地消除砂土液化、基坑开挖涌砂现象;有利于地下管线的开挖埋设。

本工程中,我们通过对不同处理方法的对比,并结合周边已建工程的实例及效果,对于软土埋深小于8 m的地段,我们采用动力固结(强夯加袋装砂井)作为一般软土路基的处理方法之一。对于上部分布杂填土软基,则单纯采用强夯法处理。

3.2 作用原理

强夯法加固非饱和土的过程,就是土中的气相被挤出的过程。而对饱和土,传统的固结理论认为,在快速加荷条件下,孔隙水无法瞬间排出,所以是不可压缩的,但无法解释饱和土在强夯后产生的明显较大沉降。L·梅耶动力固结理论认为:

(1)强夯中土的渗透系数是随时间变化的;

(2)强夯中饱和土孔隙水具有压缩性;

(3)强夯中饱和土有局部液化现象;

(4)强夯中饱和土有触变现象。

所以在重复夯击作用下土体中产生裂纹,土中部分吸附水变成自由水.随着孔隙水压力的消散,土的抗剪强度和变形模量不断增长。单纯的强夯由于竖向裂缝的产生并非规则的和连续贯通的,因而在孔隙水和气体排除过程中并非很畅通 ,这就造成在施工过程中孔隙水压力消散缓慢,从而影响到加固的效果和施工进度,效果不佳。采用排水固结法结合强夯,当土体受到冲击荷载时,土中孔隙水压力增加,孔隙水可渗透到袋装砂井中,沿袋装砂井直接排到地表,这样缩短了排水距离,加速了孔隙水压力的消散过程和地基沉降的发展,而达到加固的目的。

 3.3 设计参数

到目前为止,强夯法还没有一套成熟和完善的理论和设计计算方法,只能通过试夯的方法确定施工参数。试夯区面积不应小于20 m×40 m,对不同地质条件,至少进行一处试夯,通过试夯确定施工参数,如夯锤重量、夯锤落距、单点总夯击能、夯点距离、间歇时间、夯击遍数及有效加固深度等。

4 强夯法处理饱和软黏土应用中几个问题的探讨

(1)动力固结理论未完全成熟。土体的沉降主要是动力固结、侧向变形、上部一部分土体发生超固结等组成。目前强夯法的施工沉降主要靠试夯得出,如何根据理论计算也是今后待解决的问题。

(2)软黏土地基强夯必须关注如何降低孔隙水压和增大有效深度。然而两者有所矛盾,增加加固深度,要求增加能量,而增加能量,按常规工艺会增大孔压。当前软黏土地基强夯处理效果不佳的原因有三个方面:一是由于夯击能量不足,有效加固深度不够,下部土体未完成固结沉降;二是由于强夯使上部软黏土结构性破坏,不仅降低了强度,还大幅度降低了渗透性;三是当前规定的强夯工艺不适应软黏土地基强夯特点,导致地基中孔隙水压力居高不下而形成“橡皮土”。针对上述原因,采取了适应强夯加固的有效排水系统,采用了适应软黏土地基的“先轻后重、逐级加能、少击多遍、逐层加固” 的夯击方式,确立了以不破坏土体宏观结构为原则的收锤标准,形成了能够有效抑制孔压上升,加速孔压消散,防止土体液化,增强强夯效果,降低能耗的一整套强夯新工艺。

(3)强夯法宜用于软基处理要求施工期短缺少预压时间、或者缺少预压荷载、软土层较浅、宽大场地排水不易等情况,特别是在上覆杂填土或大块石的地基。对于一般在正常条件下处理的软基,强夯法由于同样需要结合砂井及垫层,所以处理费用比普通填土预压措施要贵,但它比复合地基便宜,施工也方便

市政道路工程软土地基处理技术研究:市政道路工程中软土地基处理技术探讨

摘要：采取何种软土地基处理方法，应对施工场地条件、地层地质情况等进行综合分析，根据软土处理的目的、范围及指标要求，通过技术、经济比较及环境影响评价后合理选用。本文探讨了市政道路工程中软土地基处理技术。

关键词：市政；道路工程；软土地基；处理技术

道路建设施工中软土地基问题是一个难以避免的话题。在施工过程中必须要处理好软土地基这一问题，增强公路的使用性能。就市政工程而言，由于工期紧、施工场地狭窄，同时还要维持既有道路交通正常运营等原因，软基处理较公路具有更高的要求。

一、软土的概念

软土是指滨海、湖沼、谷地，河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性能相差较大等特点。

二、软土路基变形特点

软土路基的变形特点主要有三大特点：变形量大、压缩稳定所需要的时间长、侧向变形大。变形量大：软弱土体多为淤泥或淤质土，其自身的含水量大，水份不易自流出来。压缩稳定所需要的时间长：软土主要以粘粒为主，尽管孔隙比较大，但单个孔隙较细。孔隙水很难流动。透水性较低，饱和土体受荷载作用后，水不能尽快排除，变形也只能慢慢进行，其变形要经过数年甚至数十年。侧向变形：比一般土体要大，而且侧向变形与竖向变形之比在相同条件下比一般土体要大。

三、市政道路工程中软土地基处理技术

1、 表层排水法

表层排水法运用于含水量过大的软土地基,进行填土之前需要在地层表面开挖沟槽,将地表水完全排除。这样既可以降低地基表层部分的含水率, 也能保证施工机械顺利进行。施工中需要采用透水性好的砂砾或碎石,以保证开挖出的沟槽在施工中达到盲沟的效果。

2、 强夯法

强夯法指的是为提高软弱地基的承载力，用重锤自一定高度下落夯击土层使地基迅速固结的方法。称动力固结法，利用起吊设备，将10 ～ 25 吨的重锤提升至10～ 25 米高处使其自由下落，依靠强大的夯击能和冲击土与杂填土地基。强夯法由于具有加固效果好、适用土类广、设备简单、施工方便、节省劳力、施工期短、节约材料、施工文明和施工费用低等优点，很快传遍到世界各地。一般认为强夯法目前除了对厚层淤泥质土和淤泥不适用外，对某些类型的软土强夯效果还是比较好的。从土的性质分析，软土强夯效果决定于地基土的含水量、粒径级配及孔隙比的大小。

3、砂垫层法

砂垫层法适用于地基上部软土层极薄且含水量较多时,具体做法：在软土地基上敷垫0.5m～1.2m厚的砂垫层,以达到固结软土层的效果,帮助砂垫层发挥上部排水层的作用。另外,砂垫层也能作为填土内的地下排水层, 对填土内的水位起到降低的作用。填土及地基处理施工能够为施工机械创造优越的通行条件。在砂垫层施工过程中需要安放样板。自卸汽车与推土机联合操作是摊铺作业的常用形式, 使用过程中最好保持均匀一致。当填料为透水性较差的粉土时, 如果坡脚附近的砂垫层被土覆盖,就会对侧向排水造成阻碍,因而需要妥善处理砂垫层的端部。

4、加载法

加载法就是通过增加荷载来促进软土地基沉降，从而增加地基强度，并避免以后的有关构造物会发生有害沉降。其促进地基固结沉降一般都是采取增加总压的方法，从而有效地降低土中的间隙水压，以此来增大有效应力。当采用填土加载法的过程中一定要注意确保地基处于稳定状态。

5、置换法

置换法就是常用优质土来替换软弱土，以此来保持填土的稳定，并减少其沉降量。此方法通常采用强制置换和人工挖掘置换的方式进行，其中人工挖掘置换的可靠性更高。其置换材料应当采用粗粒土，这是由于粗粒土能够保证其地面即使受到水浸也基本不会降低其承载力，当然对于置换的粗粒土要进行充分压实。

6、 抛石挤淤法

抛石挤淤法主要用于一些常年积水的低洼地带，这些路面的排水施工比较困难，其表土层的厚度较薄，且呈现出流动的状态，还包括一些片石可以沉到底部的泥沼以及厚度小于3m 的软土路段。在该方法中所抛投的片石，其粒径最好不要小于30cm，即使包含粒径小于30cm 的也不能超过总含量的20%，在具体的施工过程中要先从路堤的中部开始，先向前拋投，然后在依次往两侧展开，从而将淤泥从两侧挤出，在此基础上再用重型压路机反复碾压直至压实，上面再铺设一层反滤层，最后填土碾压，这种加固方法所取得的效果也是很明显的。

7、排水固结法

该方法适用于饱和粘土，有机质粘土的地基处理。排水固结法的排水系统由水平排水砂垫层和竖向排水体构成，主要起到改变地基原有排水边界条件，缩短地基孔隙水的排水距离，加速软土地基固结过程的作用。当软土层较薄且靠近地表或土的渗透性较好，施工期较长时，可以在地面铺设砂垫层而不设置竖向排水体。水平砂垫层厚度一般为50cm，采用中砂或粗砂，有机质含量不大于1%，不得含有粗块和其他杂物，含泥量不得超过5%。水平砂垫层宽出路基两侧各1m，并确保排水畅通。竖向排水常选用袋装砂井或塑料排水板。塑料排水板法的施工机具主要是插板机。竖向排水与水平砂垫层应连通，施工前应先铺30cm厚砂垫层，3%～4%横坡，然后施工竖向排水体，具体工艺如下：清场地、挖排水沟铺下层砂垫层稳压放样机具就位塑料排水板穿靴插入套管拔出套管割断排水板检查并记录板位情况机具移位铺设上层砂垫层。对塑料排水板（袋装砂井）处理软土路基，地基固结较好，状态正常，它既有排水固结的作用，又能起挤密地基作用，且施工设备简单。塑料排水板与袋装砂井比较，塑料排水板具有插板机械轻，效率高，对土扰动小，造价低等优点。采用本方法只是填土速率受限，高等级道路采用临时路面过渡，待沉降稳定后再做永久路面。

四、软土地基的处理及应用时的影响因素

1、地基状况

（1）土质条件的影响。粘性土：采用的处理方法务必对地基的扰动达到最小。常采用压实法。砂性土：由于粘性土受扰动后，土体强度严重降低，因此应采用振动压实法或挤实砂桩法对可能发生液化现象的砂性土进行处理。

（2）地基构成情况。对于软土层比较厚的前提下，应采用其他的方法来配合表层处理法。在软土层厚度比较浅时进行的简单表层处理叫表层处理法。开挖换填法主要适用与重要的构造物的基础。

2、公路等级要求的道路性质

（1）根据公路等级，对于设计公路等级较低时，可先铺简易公路路面，等待地基沉降结束后，再铺常规的公路路面从而节约资金。相反公路等级较高时，平整度要求也越高，同时需要采取更有效的软地基处理措施。

（2）公路道路的形状。对于低填方的路堤易出现局部破坏宜用换填法；高填方路堤稳定性不足，宜采用重压法。

3、道路施工的周边环境

（1）软地基施工方法的选择应深思熟虑，主要是因为公路施工中对周边环境造成一定的影响。

（2）在施工过程中，在路堤高度较高且地基特别软弱的情况下，周围地基可能会常发生大的沉降或隆起，所以应多方面考虑来减少总沉降量和控制剪切变形量。

综上所述，市政道路施工中软土地基的处理方法有很多，而只有正确地选择和运用好软土地基的处理方法，才能在计划营运期内真正确保道路路况的良好以及行车的速度和运行安全。因此在市政道路的施工的过程中，施工方应当该根据当地的工程和地质情况，选择合理的方法，从而做到投资少、回报高、可靠性高，而且只有这样才能够有效地处理好软土地基。

市政道路工程软土地基处理技术研究:市政道路工程中软土地基的处理技术

摘要:软土地基在市政道路工程中比较常见，对软土地基的有效处理不但能够提高公路路基的稳定性，也能提高路基的承载力。目前软土地基的处理技术很多，本文将介绍一些常见的地基处理技术，并对具体的处理方法进行探讨。

关健词：市政道路；软土地基；处理技术

随着城市化进程的不断加速，市政工程日益增加，在市政道路工程中，软土地基是一种比较常见的地基类型。对于软土地基的处理也成为道路工程的重点和难点。由于市政道路工程工期紧、施工场地通常又比较狭窄，有时还需要维持既有道路的正常交通。虽然处理软土地基的技术和方法很多，但是如何在的市政道路工程中选择合适、合理的处理技术非常关键。本文将要论述的重点问题就是软处路基的几种常见处理技术，并对具体的技术方法进行探讨。

1市政道路工程中软土地基的特点和破坏

1.1软土地基的特点

软土地基通常指物理特性大部分是饱和的，含有机质，天然水的含量大于液限，且孔隙率和压缩率较大的细粒土。软土地基通常具有以下几种特点：

1.1.1含水量高：由于软土地基的主要成分是粘土粒和粉土粒，其中含有少量的有机质。粘土粒中的主要矿物质为蒙脱石、高岭石和伊利石。此类矿物颗粒细小，能够与周围的水相互作用，使水被吸附于土粒表面，在沉积以后形成各种软弱土层。

1.1.2透水性较差：如果地基中的有机质含量较大，土中便容易产生气泡，进而将土层中的渗流通道堵塞，使其渗透性降低。因此在同样的荷载作用下，软土地基比其它地基的沉降时间要长。

1.1.3压缩性高：通常在正常状态下的软土层处于固结状态，只有少部分属于超固结状态。在地基处于超固结状态时，如果压缩应力不能超过原来的固结压力时，地基的沉降往往很小。

1.1.4流变性较强：在荷载作用下，软土在剪应力的作用下，会产生缓慢的剪切变形，进而导致抗剪强度的消弱，在地基固结沉降完成之后，还有可能产生继续固结现象。

1.2软土地基的工程破坏

在市政道路工程中，对于软土地基的处理非常必要。由于地基的抗剪力强度较差，比较容易引起路堤侧向整体滑动，边坡的外侧土体便会隆起。造成结构的稳定性降低，使构造物与路堤衔接处产生差异沉降，进而引起跳车等质量问题；另外，地下水位长期过高，容易导致路面受到水的侵害产生坑槽、裂缝、沉陷等破坏。

2粉喷桩复合地基处理技术

2.1粉喷桩技术

在市政道路工程中粉喷桩复合地基加固技术应用比较广泛。粉喷桩技术主要通过搅拌桩机对软土地基进行深层搅拌，并沿深度将水泥或者石灰粉等固化剂边搅拌、边喷射到土体中，使其与软土地基进行强制搅拌，从而形成水泥土桩。在粉喷桩技术中，使用的固化剂为干粉，这种干粉能够充分吸收软土中的水分，使土体的强度得到有效提高，这种技术对含水量较高的软土地基处理效果比较显著；另外，粉喷桩所使用的固化剂较少，对于地表的影响也较小，不容易出现地表隆起等现象。

2.2粉喷桩技术流程

粉喷桩施工工艺比较简单，容易操作，施工之前需要对场地进行清理，将低洼处填平，之后便可施工。粉喷桩施工工艺流程主要包括：2.2.1桩机就位：对粉喷桩的定位进行精确测量，将桩机设置平稳，保证安装牢固，就位时桩机的水平位置要严格控制，从而预防桩径倾斜。

2.2.2搅拌下沉：搅拌下沉时，必须保证钻杆的垂直度和钻进的速度。

2.2.3钻头反转喷粉：钻头下钻到设计深度时，反转喷粉，边喷粉、边提升，提升的速度和喷射的压力是控制的重点。当提升到距地面30cm处时应该停喷。

2.2.4复搅：需要进行复搅时，同样要注意复搅速度，时同控制好复搅的深度和时间。

2.2.5关闭桩机：当复搅操作完成并提升到地面之后，便可关闭桩机、移动位置，准备下一桩点的作业。

3强夯法地基处理技术

强夯法对软土地基的处理能够有效提高地基的承载力。强夯法是指利用重锤夯击土层，使软土层迅速达到固结目标。强夯法通常利用起吊设备，将具有一定重量的重锤提升到一定高度，然后使其下落，利用重锤强大的冲击力将土层夯实。强夯法通常用于砂性土、非饱和粘性土以及杂填土的路基工程中。强夯法具有良好的加固效果，且适用的土类较广。这种方法采用的设备比较简单、施工也比较方便，可以有效减少施工费用、缩短工期。所以在一些市政道路工程中应用也较为广泛。目前，通过施工经验来看，强夯法除了不适用于厚层淤泥质和淤泥土层外，对于其它类型的软土应用效果均比较明显。另外，强夯法的处理效果，通常会受到地基土的含水量以及土粒的孔隙比影响。

4挤淤法地基处理技术

抛石挤淤法适用于常年积水的洼地。由于洼地等软土地基的排水施工比较困难，且表面土通常为流动状态，采用片石挤淤的方法，能够使片石沉在淤积层的底部。采用抛石挤淤法处理软土地基时，片石的粒径应该大于30cm。施工时，应该先从路堤的中部开始，先向前突进，然后再逐渐向两侧展开，进而将淤泥从两侧排挤出，在片石抛出水面以后，需要采用重型的压路机进行碾压直至密实，并在上面铺设一层反滤层，最后进行填土压实。如果需要可先将原来的淤泥层挖除一定深度，留有一定的淤泥层，再进行抛石挤淤施工。这种方法最好进行一年的自然碾压，使其沉降稳固，然后再进行路面施工。

5垫层换土法地基处理技术

对于路堤不高，土层较薄且两面的排水能力较强的软土地基，可以采用垫层施工技术和置换填土的处理技术。此类施工技术能够在填土与基底土层之间形成一个排水层。当软土地基受到负载作用时，能够迅速将软土地基中的孔隙水排除路基以外，从而加快了软土的固结速度，使其压缩性降低，承受力提高。垫层法是一种浅层的地基处理技术，这种技术包括加筋碎石垫层技术、换土加筋垫层技术以及换土垫层法。垫层法通常是采用机械或者人工将路基中的软土挖除，并换填上强度较高的砂砾、卵石或者粘性土等材料。在市政道路工程中，如果换填的深度超过1米，则应该每隔0.5米设置一层土工布或者土工布格栅，使垫层换填法的效果更加明显。采用垫层法处理的软土地基，可有效的将上部荷载传递并扩散到下承层，从而使上层路基的承载力达到要求，不但可以有效减少路基的沉降量，也提高了地基的固结速度和强度，同时，还可以提高路基的排水能力，防止了冻胀问题的发生，使路基的不均匀沉降得到有效控制。

6排水固结法地基处理技术

排水固结技术通常应用在有机质粘土地基、饱和粘土地基的施工处理中。排水固结技术的排水系统通常由竖向排水体和水平排水砂垫层组成，这种技术能够加速软土地基的固结进程，缩短地基孔隙水的排水距离，进而改变了原来地基的排水边界条件。当土层的渗透性能较好或者软土的厚度较低且接近地表时，只需要在地面铺设一层砂垫层即可，可以不设置竖向排水结构。砂垫层的厚度通常在50cm左右，可采用粗砂或者中砂来作为垫层材料，水平的砂垫层应该比路基两边宽出1m以上，并且保证排水的通畅；对于竖向排水结构，可采用塑料排水板或者袋装的砂井。水平砂垫层与竖向排水结构应该相互连通，施工前需要先铺设一层厚砂垫层，并设好横坡，然后再进行竖向排水体的施工。

7结论

在市政道路工程中，路基工程是其中的关键环节。目前对软弱土地基的处理方法也比较多。尤其是近年来，工程技术的不断发展，也带动了软土地基处理技术的不断提升。但是在处理软土地基时，我们一定要结合工程实际，采用具有针对性的、科学、有效的技术方法来加以施用。进而保证整个市政道路工程的顺利进行。

市政道路工程软土地基处理技术研究:浅谈市政道路工程中软土地基处理技术

【摘要】随着经济的发展，市政道路建设日新月异。在道路工程建设中，强夯法作为软弱地基处理方法之一被广泛采用，本文是作者结合工程实践，对该市政道路工程软弱地基强夯法处理应用的相关问题，进行了简要的阐述和分析。

【关键词】市政工程；道路；强夯法；软基处理；动力固结

1 前言

在市政道路工程建设中，采用的强夯法又名动力固结法或动力压实法，这种方法是反复将重锤(10～40t)提到高处使其自由落下(落距一般为lO～4Om)给地基以冲击和振动，从而提高地基的强度并降低其压缩性，还能改善其抗震动液化的能力和消除土的湿陷性。它实用于多种土性地基，如碎石土、砂土、低饱和度的粉土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等，具有效果明显、经济易行、设备简单、节约三材等优点。但对于饱和软黏土，由于其含水量高、渗透性差，当受到强烈冲击时，不能迅速排水，因而孔隙水压力上升快，消散慢，使坑周土体强度降低，因此，一般认为软黏土地基不宜采用强夯法处理加固。但近年来强夯加固软土地基理论和实践发展很快，积累了不少经验，在很多工程中取得了良好的效果，其中有强夯结合袋装砂井综合处理法、强夯置换法处理软土地基等新措施，本文就工程实例探讨了强夯结合袋装砂井在处理饱和软黏土的应用情况。

2 工程概况

2.1 地质概况

该区地貌属于江河口冲积平原，局部分布少量残丘。地下水为孔隙潜水，与河水互为补给，水位1．0～3．0 m，受潮汐影响。地层自上而下为：①人工填土，色杂、松散一稍密，厚度1．0～2．Om；②海陆交互相沉积层(软土层)，为淤泥，淤泥质粉质黏土，夹淤泥质细砂，灰黑色，饱和，流塑，松散，该层层底埋深3～15 m左右；③冲积层，杂色，花斑状粉质黏土，可塑，灰黑色淤泥质粉质黏土，饱和、流塑及灰黑色中砂层，饱和、松散一稍密，厚约0～8 m；④残积层，为黄一灰黄色砂质黏性土、硬塑为主，为花岗岩残积土，厚约0 ～6 m。

2.2 软土层物理力学指标

天然含水量wo=73．2％ ，液性指数lL =1．66，塑性指数lp=24．8，孔隙比eo=2、0.3，压缩系数a=2．247 Mpa-1，竖直向固结系数Cv =0．792×10-3 cm2／s，水平向固结系数Ch=5．019×10-3 cm2／s，内摩擦角ψ=6．4ο，凝聚力c=6．2kPa，容许承载力[QO] =40 kPa。

根据估算，在不作软基处理情况下路基极限填土高=1．86 m左右。

2.3 质量、工期要求

由于该地区软土属高含水量、低强度、高压塑性的超软弱黏土，根据路基软基稳定控制、工后沉降控制、路面结构的基底强度要求必须对软基采取处理。而道路的施工期只有8个月，软基的实际预压时间只有5个月左右。所以采用的软基处理方案需满足该工程特点要求。

3 设计

3.1 方案论证

常用的软土路基处理方法有清淤换填、袋装砂井(插塑板)、强夯法、真空预压、碎石桩、搅拌桩、CFG桩等多种。

袋装砂井(插塑板)加预压排水固结方法需预压，一般固结的时间较长(180～360 d)，工后沉降较大；同时本工程所处的位置距江边非常近，受潮汐影响水位变化大，由于微薄砂层的存在，与附近河水水力联系密切，排水固结效果不甚明显。特别是有些地段地层上部分布杂填土(如原已填鱼塘地段)，地基采用此方法处理困难。对桥头路堤，由于填土相对较高，工后沉降要求不大于0．1 m，可采用复合地基处理。对于软土厚度小于15 m的桥头路基采用水泥搅拌桩，大于15 m的地段采用CFG桩处理。该处理方法效果好，亦不需预压，但工程造价较高，不能广泛采用。袋装砂井(插塑板)加强夯法：它通过设置竖向排水体系(袋装砂井)，并结合静荷载(填土堆载)和动荷载(强夯夯击能)，使得地基土在较短时间内完成大部分固结沉降，减少工后沉降并迅速提高承载力；此外，还可通过对地基的预震作用，有效地消除砂土液化、基坑开挖涌砂现象；有利于地下管线的开挖埋设。

本工程中，我们通过对不同处理方法的对比，并结合周边已建工程的实例及效果，对于软土埋深小于8 m的地段，我们采用动力固结(强夯加袋装砂井)作为一般软土路基的处理方法之一。对于上部分布杂填土软基，则单纯采用强夯法处理。

3.2 作用原理

强夯法加固非饱和土的过程，就是土中的气相被挤出的过程。而对饱和土，传统的固结理论认为，在快速加荷条件下，孔隙水无法瞬间排出，所以是不可压缩的，但无法解释饱和土在强夯后产生的明显较大沉降。L・梅耶动力固结理论认为：

3.2.1 强夯中土的渗透系数是随时间变化的；

3.2.2 强夯中饱和土孔隙水具有压缩性；

3.2.3 强夯中饱和土有局部液化现象；

3.2.4 强夯中饱和土有触变现象。

所以在重复夯击作用下土体中产生裂纹，土中部分吸附水变成自由水．随着孔隙水压力的消散，土的抗剪强度和变形模量不断增长。单纯的强夯由于竖向裂缝的产生并非规则的和连续贯通的，因而在孔隙水和气体排除过程中并非很畅通，这就造成在施工过程中孔隙水压力消散缓慢，从而影响到加固的效果和施工进度，效果不佳。采用排水固结法结合强夯，当土体受到冲击荷载时，土中孔隙水压力增加，孔隙水可渗透到袋装砂井中，沿袋装砂井直接排到地表，这样缩短了排水距离，加速了孔隙水压力的消散过程和地基沉降的发展，而达到加固的目的。

3.3 设计参数

到目前为止，强夯法还没有一套成熟和完善的理论和设计计算方法，只能通过试夯的方法确定施工参数。试夯区面积不应小于20 m×40 m，对不同地质条件，至少进行一处试夯，通过试夯确定施工参数，如夯锤重量、夯锤落距、单点总夯击能、夯点距离、间歇时间、夯击遍数及有效加固深度等。

4 效果检测

测试应在孔隙水压力消散后进行，一般应在强夯结束一定时间后进行检验。试验点应分别取在夯点及夯点间，常用的方法有静力触探和动力触探、荷载试验、波速试验等。

从图2可以看出，孔隙水压力一般在一个星期内基本消散完毕，设置的排水措施使其达到原设计参数条件要求，起到了不错的效果。避免了由于孔隙水压力消散慢，导致土体液化出现“橡皮土”的现象。

从图(3)可以看出，本工程的加固深度一般在I2 m以内，但处理效果明显的只在表层8 in以内，主要是由于现场没有高能量的强夯设备，夯击

能量参数没达到4 000 kN・m设计要求，所以有效加固深度没有达到设计预计效果。根据现场的实际情况，及时对设计措施进行了调整，对软土分布深度在8 m以上的地段采取了复合地基、真空预压等其他处理措施。

由表2看出，强夯处理能短时间内完成加固深度内的沉降，有效减少后期沉降的影响。

5 强夯法处理饱和软黏土应用中几个问题的探讨

5.1 动力固结理论未完全成熟。土体的沉降主要是动力固结、侧向变形、上部一部分土体发生超固结等组成。目前强夯法的施工沉降主要靠试夯得出，如何根据理论计算也是今后待解决的问题。

5.2 软黏土地基强夯必须关注如何降低孔隙水压和增大有效深度。然而两者有所矛盾，增加加固深度，要求增加能量，而增加能量，按常规工艺会增大孔压。当前软黏土地基强夯处理效果不佳的原因有三个方面：一是由于夯击能量不足，有效加固深度不够，下部土体未完成固结沉降；二是由于强夯使上部软黏土结构性破坏，不仅降低了强度，还大幅度降低了渗透性；三是当前规定的强夯工艺不适应软黏土地基强夯特点，导致地基中孔隙水压力居高不下而形成“橡皮土”。针对上述原因，采取了适应强夯加固的有效排水系统，采用了适应软黏土地基的“先轻后重、逐级加能、少击多遍、逐层加固” 的夯击方式，确立了以不破坏土体宏观结构为原则的收锤标准，形成了能够有效抑制孔压上升，加速孔压消散，防止土体液化，增强强夯效果，降低能耗的一整套强夯新工艺。

5.3 强夯法宜用于软基处理要求施工期短缺少预压时间、或者缺少预压荷载、软土层较浅、宽大场地排水不易等情况，特别是在上覆杂填土或大块石的地基。对于一般在正常条件下处理的软基，强夯法由于同样需要结合砂井及垫层，所以处理费用比普通填土预压措施要贵，但它比复合地基便宜，施工也方便。