经验交流：道路软基处理（二）

2换填法
这种方法将软土换成优质土，保证填土的稳定性，减少沉降。施工方法有人工挖换、填土自重强制换填或爆炸法挤出软土强制换填。它的施工相对容易，大多数情况下可以在短时间内达到要求的目的。从可靠性来说，人工挖掘和替换更好。材料应换成粗粒土，即使被水淹没也不会降低承载力。但必须充分压实。
3加载方法
加载方法是用来提前软土地基的沉降，增加地基的强度，以防止填土上或邻近的路面和构筑物或埋入填土中的构筑物的有害沉降造成破坏。促进地基固结沉降的方法包括:增加地基上的总压力；降低土中间隙水压力和提高有效应力的方法等。前者用于填充荷载时，一般为填充荷载法，后者可分为通过井点、竖井等降低地下水的方法。以及在地表撒砂，覆盖防渗膜形成true 空依靠大气压加载促进固结的大气压加载法。采用填土加载法时，应注意地基的稳定性。而地下水降低法和大气压力加载法不用担心地基被破坏，但由于地基适应性的限制和工程造价高，一般不采用。上述方法很少单独使用。
3.1填土方法
3.1.1方法及原理
当设计填土(荷载QF)已完成时，总竖向力为Po+δ PF = P1，由此产生的沉降量为S1。加载δt时间后，固结度为U，由图1b可知沉降量为S1U，固结沉降时间后的残余沉降量为δS1。当δQS超载增大时，总竖向应力为P0+δPF+δPS = P2，产生的沉降量为S2。δt时间后的固结度为U，沉降达到S2U。此时，如果去掉δQS荷载，QF (M)将达到U+δU的固结度。换句话说，最初只能达到U的固结度，δT时间后δU的固结度会因δQS过载而增大。但实际加载不会瞬间完成，卸载后会有一些膨胀，会损失一部分增加的固结效果。
如果加载δQS，且加载时间选择得当，t时间后的残余沉降如图1b所示，可能从δS1减小到δS2。
设计和施工中的注意事项采用这种方法的主要目的是将铺装后路面的残余沉降控制在允许值以内。因此，它与荷载重量、自沉降时间、固结层厚度与沉降时间的曲线、荷载设计、允许施工周期等有关。
①这种方法施工时，宜在不破坏支撑荷载的情况下稳定地基。当难以保证稳定或荷载较大时，应考虑与竖向排水井法或缓慢加载法相结合。【/br/】②如果只是沉降处理，可以选择超载配重，可以长时间放置，自沉，效果更好。【/br/】③由于沉降与时间的关系一般难以预测，施工时应进行全面的动态观测，并注意随时防止地基受到破坏。根据观测数据，确定卸载后的残余沉降和卸载时间。
3.2减少地下水的方法
该方法适用于上部和中部有砂层的地基，但粘度仍然有效。这种方法的特点是与软土层深度无关。
原理是地下水位以下Z处的总垂直应力为P，有效应力为P0′，则
P0 = P+YWZ
一旦地下水位下降△ Z，水压分布发生变化，地下水位以下的有效压实应力为P1′，则P1′= P+YW(Z-δZ)[/一般可以认为水位每下降1m，有效应力增加10kpa。例如，在降低的水位处，地基系统由粗粒土组成，由于排水，土的单位体积重量减少，因此P变小，效果降低。
设计施工注意事项
①砂层渗透系数
②采用井点时，理论可抽深度为10.3m，但考虑到水头损失与功率的关系，水位可降低约5.5 ~ 6.0m.
③附近有水源(河流、水池、大海或沟渠)时，抽水量增加。
④为降低地下水位，如果抽水区外及沿线区域有破坏，为了切断对周围的影响，达到降低地下水位的效果，可将钢板桩打入施工区域进行围护。
⑤由于整个固结期需要降低地下水位，耗时较长，机械成本较高。
4竖向排水法
在粘性土地基中设置竖向排水柱，以缩短排水距离，促进地基排水固结，增加抗剪强度。由于竖向排水柱使用的材料不同，排水有砂排水和纸板排水两种。
4.1砂井法
砂井法根据砂井施工方法的不同，可分为打入式、振动式、绞龙式、喷水式、袋式。这种方法很少单独使用，多与加载法或慢填法结合使用，对厚而均质的粘土地质最有效。对泥炭质地基底的效果稍差。
粘性土层的固结所需时间T与垂直排水距离d的平方成正比，显然粘土层越厚，固结时间越长。
4.1.1设计一个直径为DW的排水沙井，间距为d .设想一个直径为DE的圆柱形基础，如间隙水只流向砂井，其固结时间为:
t = 2thede/ch
其中:t-固结时间(d)
th-水平固结时间系数(无量纲)
ch-水平。
正三角形排列DE = 1.05d
正方形布置DE = 1.13d .
dw-砂的直径(m)
可以知道，DE越小，排水砂井间距d越小，越能促进固结。
固结度UH和时间系数TH基于有效直径与排水砂井直径的比值n = de/dw。DE与竖向固结排水之间的距离d相对较小，所以往往忽略竖向排水。但胶层厚度较小，不能忽略。粘土层的总固结度u由下式得出。
U = 1-(1-uh) (1-UV)
其中:uh-水平固结度；
UV-垂直固结度。
地基处理范围，为了稳定，以填方边坡为处理对象；为了防止沉降，以路基顶面宽度作为处理对象。
设计排水人孔时，先假设施工方法、人孔直径、排水距离、改善范围。然后计算稳定性和沉降量。如果不能满足要求，修正假设数据，再进行计算。并注意以下几点。
①是否有砂层。
②防止周围土壤被扰动，降低透水性或地基强度。排水间距应尽可能宽。一般水平固结系数CH是垂直固结系数CV的数倍，但由于砂井钻井方式不同，实际CH只能达到CV甚至小于CV。
③砂井中的砂在固结过程中起着排水通道的作用，所以必须长期起到良好的透水作用。通常使用干净优质的粗砂。