20世紀(jì)80年代以來,我國的公路建設(shè)進(jìn)人了快速發(fā)展時期,軟土地區(qū)修建了許多條高速公路,在此期間從國外引進(jìn)了不少軟基處理技術(shù),其中應(yīng)用最多的有:屬于排水固結(jié)法的塑料排水板(或袋裝砂井)堆載預(yù)壓(或真空預(yù)壓)法;屬于化學(xué)加固的水泥土攪拌法(包括粉噴樁和漿噴樁),以及各種土工合成材料加筋墊層。在國內(nèi),目前市政道路的軟基處理基本上借用高速公路的軟基處理方法,根據(jù)目前國內(nèi)的實際應(yīng)用情況,常用的處理方法主要有以下幾種方法。
(1)換填墊層法。換填墊層法就是將路基一定深度范圍的軟弱土層(采用人工或機(jī)械開發(fā)等方式),換填好的土、砂、石或石屑等材料,并經(jīng)壓(夯)實做成壓縮性低、承載力高的墊層。根據(jù)換填方式的不同可分為:換填土、拋石擠淤法及爆破擠淤法。
(2)加載預(yù)壓排水固結(jié)法。加載預(yù)壓排水固結(jié)法是預(yù)先對地基加載,通過排水體排水,使地基土固結(jié),以提高其承載力,并減少其工后沉降。以前排水體常采用袋裝砂井,并在頂上鋪上一層土工布加筋墊層,既可做為橫向排水通道,又可均化不均勻沉降。袋裝砂井的質(zhì)量受施工質(zhì)量影響較大,若袋中砂灌得不夠密實時,放入孔中,砂遇水將下沉,導(dǎo)致砂井上部脫空,不能與砂墊層連通,以致水無法排出,因此袋裝砂井逐漸被塑料排水帶所代替。與袋裝砂井相比,塑料排水帶具有施打速度較快、效率高、施工機(jī)械輕便、對軟基擾動較小、可工廠化生產(chǎn)、抗折能力較強(qiáng)、受施工影響小等優(yōu)點。
(3)強(qiáng)夯法。強(qiáng)夯是將重錘(10t以上)從高處(10 m以上)自由落下,反復(fù)多次夯擊土體,迫使一定范圍內(nèi)的土體壓密,以提高地基土的承載力,減少沉降。一般適用于非飽和、粗顆粒含量較高的土質(zhì),對于飽和度較高的粘性土,一般來說處理效果不顯著,尤其淤泥和淤泥質(zhì)土地基,處理效果更差。這些土也有采用強(qiáng)夯法加袋裝砂井(或塑料排水帶)進(jìn)行綜合處理的,該方法在深圳地區(qū)有一些成功的應(yīng)用實例但處理效果受施工質(zhì)量的制約嚴(yán)重,從全國來看,總體處理效果不理想。國內(nèi)外相繼采用了在夯坑內(nèi)回填塊石、碎石、砂或其他粗顆粒材料,通過夯擊排開軟土,從而在地基中形成塊(碎)石墩。這種方法即強(qiáng)夯置換法。
(4)深層攪拌法。深層攪拌法是用水泥或其他材料作為固化劑的主劑,通過深層攪拌機(jī)械將軟土和固化劑強(qiáng)制攪拌,利用固化劑和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng),形成具有一定強(qiáng)度的加固體。深層攪拌法分為噴漿攪拌法和噴粉攪拌法。此類地基應(yīng)視為復(fù)合地基,樁土共同承擔(dān)應(yīng)力。目前國內(nèi)常用于加固淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土和含水量較高且地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值不大于120 kPa的粘性土,當(dāng)處理泥炭土或地下水具有侵蝕性,宜通過試驗確定其適用性。
(5)粉煤灰碎石樁。粉煤灰碎石樁(CFG)法,是利用工業(yè)廢料(粉煤灰)與碎石(或砂、石屑)摻入適量水泥形成的膠凝體。它具有一定的強(qiáng)度、良好的和易性、流動性及容易灌注等特點,粉煤灰碎石樁與周圍土體形成低標(biāo)號混凝土樁復(fù)合地基,可節(jié)省水泥及砂的用量。這樣有利于混合料強(qiáng)度發(fā)揮、廢物利用、減輕環(huán)境污染,避免了炭化作用。
(6)加筋法。在軟土地基上沿水平方向鋪設(shè)一層或多層的加筋材料,并與填料組成一定厚度的加筋墊層,可以提高地基的承載力,均化地基應(yīng)力,減少地基的不均勻沉降。但當(dāng)?shù)鼗芯哂休^厚的軟土,如果單純用加筋墊層來處理,即使承載力滿足要求,地基也會產(chǎn)生較大的不均勻沉降,難以從根本上解決問題。從減小沉降方面考慮,水泥深層攪拌樁不失為一種有效的處理方案,其形成的水泥土樁復(fù)合地基的基本工作性狀是:樁和樁間土的變形協(xié)調(diào),充分發(fā)揮樁間土的作用,可以提高地基的承載力,減小地基的沉降。當(dāng)軟基較厚,且對承載力和沉降要求較為嚴(yán)格的地基處理時,可以考慮綜合加筋墊層和水泥深層攪拌樁的優(yōu)點,用加筋墊層和水泥深層攪拌樁復(fù)合地基聯(lián)合處理軟基。在加筋墊層的作用下,充分發(fā)揮水泥土樁與樁間土共同作用的特性,提高地基的承載力,減小地基的沉降,均化地基的不均勻沉降。當(dāng)加筋墊層采用新型高強(qiáng)土工格柵配合砂碎石時,其復(fù)合地基的整體強(qiáng)度大大提高,處理效果更為明顯。