胡小申
安徽华运设计咨询股份有限公司 230000
摘要：本文以某公路软基处理实际工程为背景，探讨浅层换填与深层搅拌法两种软基处理方案实际处理效果，并从沉降量、道路等级、工程造价等方面讨论方案的选取，希望能为类似工程软基处理提供一定的借鉴。
关键字：软基处理；浅层换填；深层搅拌法
0 引言
在道路工程的建设中，经常会难以避免的会遇见不良地质，其中以软基最为常见。现在软基处理方法有很多种，浅层换填法、排水固结法、深层搅拌法、高压喷射注浆法等，如何选取软基处理方案是值得每个工程师深思的问题。
1 工程概况
某公路路基宽度15m，双向两车道。道路等级为二级公路，设计车速60Km/h。路基填土最高为12m，路面采用沥青混凝土。
2 岩土工程地质条件
根据钻探综合分析，本道路主要岩土层构成及特征，自上而下描述如下：
①层：素填土，该层结构不均匀，局部为耕土，含植物根茎，本层在沟塘中表现为流塑状塘泥。该层厚度为0.2～1.10米。
②层：粉质粘土，灰黄色，湿，可塑状，含少量Fe、Mn质结核，下部含粉土，韧性中等，无摇振反应，干强度一般。该层分布不均匀，局部缺失。该层厚度为0.5～1.6米。
③层：淤泥质粉质粘土，青灰色，软～流塑状，饱和，含有机质，干强度高，韧性低，该层一般在整个场地都有分布，有粉细砂夹层，呈互层状。该层厚度为5.8～18.9米。
④层：粉细砂，青灰色，松散～稍密状，上部粉砂中含少量粉土，下部粉砂中含细砂，摇振反应迅速。该层揭穿厚度为7.5～21.0米。
以上各土层力学性质指标见下表。
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3 软基设计计算
根据道路地质勘探资料可知：①层素填土厚度较薄且分布不均匀，物理力学性质不稳定，强度不均，属高压缩性土，不可作为路基持力层。②层粉质粘土厚度较薄、分布不均匀且局部缺失，属中高压缩性土，可作路基持力层。③层：淤泥质粉质粘土，软塑～流塑状，力学性质较差，属高压缩性土，该层厚度较大且分布不均匀，未经处理不能作为路基持力层。淤泥质粉质粘土层作为路基主要工作区，本次主要也是对该层软土进行处理，选取浅层换填处理与深层搅拌法处理两种方法进行对比。本次选用理正岩土软件对软基处理进行计算。
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沉降计算模型图
（1）基础数据
路堤设计高度: 12.700(m)（路堤高12米，路面折算后0.7m）；
路堤设计顶宽: 15.000(m)；
路堤边坡坡度: 1:1.500；
沉降基准期：180个月（施工期14个月，工后沉降基准期166个月）；
软基计算取③层淤泥质粉质粘土层最大层厚处（18.9m）；
③层淤泥质粉质粘土层物理力学指标
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（2）软基处理沉降计算
本次软基处理采用浅层换填法、水泥搅拌桩法进行对比，比较两者处理后效果的差异，浅层换填法取换填1m、2m、3m，水泥搅拌桩法取7m、12m、20m进行沉降分析。
1）未经处理
①路面竣工时及以后的沉降计算
基准期开始时刻: 最后一级加载(路面施工)结束时刻
考虑沉降影响后，路堤的实际计算高度为 = 13.229(m)
路面竣工时,地基沉降 = 0.529(m)
路面竣工后,基准期内的残余沉降 = 0.632(m)
基准期结束时,地基沉降 = 1.161(m)
最终地基总沉降 = 1.200*1.609 = 1.931(m)
2）浅层换填法（换填深度1m）
①路面竣工时及以后的沉降计算
基准期开始时刻: 最后一级加载(路面施工)结束时刻
考虑沉降影响后，路堤的实际计算高度为 = 13.167(m)
路面竣工时,地基沉降 = 0.467(m)
路面竣工后,基准期内的残余沉降 = 0.619(m)
基准期结束时,地基沉降 = 1.086(m)
最终地基总沉降 = 1.200*1.542 = 1.851(m)
3）浅层换填法（换填深度2m）
①路面竣工时及以后的沉降计算
基准期开始时刻: 最后一级加载(路面施工)结束时刻
考虑沉降影响后，路堤的实际计算高度为 = 13.133(m)
路面竣工时,地基沉降 = 0.433(m)
路面竣工后,基准期内的残余沉降 = 0.579(m)
基准期结束时,地基沉降 = 1.012(m)
最终地基总沉降 = 1.200*1.467 = 1.761(m)
4）浅层换填法（换填深度3m）
①路面竣工时及以后的沉降计算
基准期开始时刻: 最后一级加载(路面施工)结束时刻
考虑沉降影响后，路堤的实际计算高度为 = 13.128(m)
路面竣工时,地基沉降 = 0.428(m)
路面竣工后,基准期内的残余沉降 = 0.520(m)
基准期结束时,地基沉降 = 0.948(m)
最终地基总沉降 = 1.200*1.398 = 1.678(m)
5）水泥搅拌桩法（桩长7m）
水泥搅拌桩参数表
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①路面竣工时及以后的沉降计算
基准期开始时刻: 最后一级加载(路面施工)结束时刻
考虑沉降影响后，路堤的实际计算高度为 = 13.134(m)
路面竣工时,地基沉降 = 0.435(m)
路面竣工后,基准期内的残余沉降 = 0.543(m)
基准期结束时,地基沉降 = 0.978(m)
最终地基总沉降 = 1.200*1.427 = 1.713(m)
6）水泥搅拌桩法（桩长12m）
水泥搅拌桩参数表
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① 路面竣工时及以后的沉降计算
基准期开始时刻: 最后一级加载(路面施工)结束时刻
考虑沉降影响后，路堤的实际计算高度为 = 13.111(m)
路面竣工时,地基沉降 = 0.411(m)
路面竣工后,基准期内的残余沉降 = 0.487(m)
基准期结束时,地基沉降 = 0.898(m)
最终地基总沉降 = 1.200*1.317 = 1.580(m)
7）水泥搅拌桩法（桩长20m）
水泥搅拌桩参数表
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① 路面竣工时及以后的沉降计算
基准期开始时刻: 最后一级加载(路面施工)结束时刻
考虑沉降影响后，路堤的实际计算高度为 = 13.084(m)
路面竣工时,地基沉降 = 0.384(m)
路面竣工后,基准期内的残余沉降 = 0.452(m)
基准期结束时,地基沉降 = 0.836(m)
最终地基总沉降 = 1.200*1.180 = 1.416(m)
4 软基处理方案综合比较
根据上述软基沉降计算，将沉降数据整理如下：
软基沉降数据表
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（1）根据上述沉降数据，深层搅拌法处理效果一般要优于浅层换填处理。对于深厚软土路基，相较于浅层换填，优先选用深层搅拌法。
（2）根据规范对二级公路一般路段路基工后沉降不大于0.5m要求，只有水泥搅拌桩（12m、20m）能满足要求。但对于更高等级公路或者二级公路非一般路段，水泥搅拌桩法也无法满足规范要求。我们知道沉降量计算是采用分层总和法计算所得，影响沉降量主要的两个因素：附加应力和地基的压缩模量值。在上覆填土高度不变的情况下，附加应力不变。影响沉降量的只有地基的压缩模量值。
下面做一组试验，分别调整水泥搅拌桩桩径、桩间距、桩长数据，得到沉降数据如下表所示：
软基沉降量数据（m）
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通过上面的数据可知：通过改变水泥搅拌桩桩径、桩间距、桩长数据，对处理软基沉降有一定的效果，但效果不理想。因此对沉降量要求较高的公路或路段可以采用CFG桩或者刚性桩。
（3）软基处理每平米造价对比表
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由上表可知造价方面浅层换填整体要优于深层搅拌法，对于沉降要求不高的公路或路段，优先用浅层换填处理。
5 结束语
软基处理方案的选取是一个综合比较的过程，需要考虑沉降量、道路等级、工程造价外，还要综合考虑工程地质条件、施工技术成熟度、对周边环境的影响、当地材料等多方面因素。工程师应在工程实践中不断总结经验，为我国交通发展贡献自己的一份力量。
参考文献：
[1]公路路基设计规范 JTG D30-2015
[2]公路软土地基路堤设计与施工技术细则 JTG/T D31-02-2013