杜存贵

（荆州市城市规划设计研究院，湖北 荆州 434000）

人类的生存、发展离不开肥沃的土壤与流量充沛的江河。打开中国地图，一眼便可以发现，我国经济最发达、现代化水平最高的工商业城市，大多地处江河中下游区域。在长江、珠江中下游有上海、广州；在太湖、洞庭湖区域有苏州、武汉、长沙；在松花江流域还有石油城大庆。然而，这些富庶、繁荣的城市大多位于软土之上。如何在软土地基上进行道路建设，一直是困扰道路设计师的难题。

1 软土

软土大约形成于15 000～10 000年以前，它们是岩石的风化产物，在水流速度较缓的淡水区域或咸水区域经过数千年的沉积而成。软土中含有大量的有机质，软土含水率高、压缩性大、透水性小。

软土大量分布于海滩、三角洲、潟湖、湖泊、沼泽、河口湾，它们的色泽呈灰黑色、绿色，外观呈现典型的海绵状结构或蜂窝状结构；手感比较滑腻，并伴有腥臭味。

2 软土性质及软土地基病害

软土富含微生物、腐殖质，有机物含量在10%～60%之间（甚至超过60%），软土天然孔隙比＞1，塑性指数＞20，抗剪强度＜30 kPa，含水量极高，常处于流动状态；受压后其自然结构不能自动复原。

软土地基由淤泥、松软土、有机质土、泥岩、松散砂等土层构成。在软土地基上敷设的道路，往往出现路易失稳，路桥结合出现3～50 cm的沉降，路面开裂（导致车辆行驶时发生跳车），或路面出现大面积的“麻面”“蜂窝”以及路面下陷等，不一而足。

3 探索城市道路软土地基施工及处理方法

3.1 前期准备

处理软土地基，需要投入大量的人力、物力、财力、技术，消耗大量的时间，投入和产出比不高。因此，在进行城市道路建设前，必须做好提前规划，尽量绕开软土地基。

若必须在软土地基上进行城市道路建设（当前大中城市交通用地已经饱和），则必须对软土地基进行全面、详细的勘察，详细探明软土地基的分布、厚度、深度，软土的类型、强度，软土的渗透性能、地下水水位，软土地基含水量、孔隙比、液限、塑限等情况。还须采用钻探取样、原位测试、室内土工试验、室内水质试验，计算出软土地基分层土的压缩系数、渗透系数、快剪黏聚力及摩擦角、E-P曲线、压缩模量等参数。

之后，道路设计师还须采用毕肖普法、宫川法、圆弧法、有限元法，对软土地基进行稳定分析。最后根据软土地基的具体情况以及施工的具体条件，采用不同的方法处理软土地基。

3.2 堆载预压法

堆载预压法是日本发明的一种软土地基处理方法。具体做法是：在道路施工开始前，用大量的土、砂、骨料作预压荷载（其荷载≥城市道路设计荷载），然后在施工现场铺设大面积的土工膜，再在土工膜上摊铺、填筑预压荷载。预压荷载在施工现场长期堆积（通常历时6个月），造成压密沉陷，挤压出软土地基中的孔隙水，使软土地基发生固结变形。当软土地基的强度变形达到设计要求后，再将预压荷载移走，然后在经过预压处理的地基上进行道路施工。

堆载预压法适用于各类软土地基，包括沼泽土、淤泥、淤泥质吹填土，对环境的破坏最小，施工操作简单，其成本在各类软土地基处理方法中是最低的，但需要耗费大量的时间。

3.3 换土垫层法

首先进行土方开挖，将道路基础底面下一定深度的软土部分或全部挖去，然后换填强度较大的骨料（砂、土）或素土、粉煤灰、干渣，并分层夯实，设置人为的垫层。垫层通过扩散作用减小软弱土层的应力，从而提高持力层的承载力； 同时，减少地基的沉降量，加速软弱土层孔隙水的流失，加速软弱土层的固结，避免地基塑性遭受进一步破坏。换土垫层法适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土等各类软土。

采用换土垫层法，需严格挑选垫层材料。选用砂石时，宜选择级配良好、质地坚硬的砾砂、粗砂、圆砂、中砂、卵石、碎石，砂石中严禁掺杂树根、草、树叶、垃圾等杂质，砂石含泥量不能＞5%（在条件允许的情况下，应将砂石含泥量控制在3%以下）；选用素土时必须检测其有机质含量，确保土料有机质含量在5%以下，素土中不得含有膨胀土、冻土、或粒径在50 mm以上的碎石；选用灰土时，宜选用塑性指数＞4的粉土，并确保土料颗粒直径在15 mm以下。

采用换土垫层法，应将深度控制在0.5～3 m区间，以充分发挥垫层的作用，同时提高经济性。垫层宽度应略大于路堤基底宽度，垫层可设计成三角形断面（左右坡脚薄，中心厚）、矩形断面（左右坡脚与中心厚度相等）、梯形断面等不同形式，但通常采用矩形断面。

3.4 旋喷桩法

使用高压泵，利用高压水射流向软土地基灌注水泥浆液，破坏软土土体结构，搅拌混合软土颗粒与水泥浆液，使水泥浆液在土体孔隙中充分渗透，最后形成凝结体。这种凝固体体积大、重量轻、强度大、均匀性好、渗透性低。

采用旋喷桩法，首先需要在施工现场开钻89～146 mm直径的孔，然后放入高压注浆管进行喷射作业。可采用单管喷射法、双管喷射法或三管喷法。采用三管喷射法时，水的压力应达到20 MPa，流量应达到80～120 L/min，空气压力应达到0.7 MPa，空气流量应达到1～2 m3/min；水泥浆液压力应达到1～8 MPa，流量应达到100～150 L/min，旋转速度应达到10 r/min。水泥浆液的水灰比应为1：1。采用双管喷射法，水泥浆液流量应控制在80～120 L/min。

旋喷柱法适用于淤泥、淤泥质土流塑土、软塑土。采用旋喷柱桩法，需详细搜集现场的水文、地质条件，根据道路工程的要求进行现场试验，确定各项施工参数。旋喷柱法速度快、效率高、质量好，但成本较高，因此，采用旋喷柱法须根据道路工程造价量力而行。

3.5 深层搅拌法

首先在施工现场进行钻孔，然后起吊深层搅拌机，将其移动至预定孔位，再启动电机，并调整至正常转速。而后开始钻动，使搅拌头在缓速下沉中猛烈切削软土，直至达到设计深度；之后，通过输浆管内向孔内压入水泥浆液，并随着搅拌机的提升同步压注，并且强化搅拌。搅拌头再次进行下沉—提升—重复搅拌，直至软土与水泥浆液搅拌均匀，形成桩柱。

采用深层搅拌法，可以使水泥水解、消化，分离出Ca2+离子，继而形成大量具有高度水稳性的微晶凝胶，从而改善并提升软土地基的强度。

4 结语

软土在长江中下游地区及东部沿海地区分布极为广泛，它们给现代城市道路建设造成了不利的影响。但必须接受这一客观现实，认真研究软土地基，在实践中继续探索经济性更高、技术更加先进的软土地基施工及处理方法。