深厚软基层处理关键技术研究

前言

深厚软基层（如淤泥、软黏土、高含水量土层）广泛分布于沿海、河湖及三角洲地区，其承载力低、压缩性高、稳定性差，易引发路基沉降、堤防失稳、建筑倾斜等工程问题。处理深厚软基层需综合考虑地质条件、工程要求、环境约束及经济性，采用复合技术实现“加固-排水-控沉”一体化。以下为关键技术及实施要点：

1 关键技术分类与适用性

1.1 排水固结法

技术原理：通过设置竖向排水体（塑料排水板、砂井）与水平排水层（砂垫层），加速土体孔隙水排出，缩短固结时间。

适用场景：

深厚软黏土层（厚度 >10m， ）、高含水量（ > 液限）地基。

高速公路、铁路路基、港口码头等对沉降敏感工程。

实施要点：

排水板间距按土层渗透性优化（如渗透系数 <10-ecm/s 时，间距≤1.0m）。

结合堆载预压（分级加载至设计荷载的 80%=90% ），加速固结沉降。

1.2 复合地基加固法

技术原理：在软基中设置增强体（如水泥搅拌桩、CFG 桩、碎石桩），形成“桩-土”复合结构，提高承载力并减少沉降。

适用场景：

深厚软土层（厚度 ）、需快速承载的工业厂房、高层建筑地基。

软基与硬岩交替分布的复杂地质条件。

实施要点：

水泥搅拌桩采用“四搅两喷”工艺，确保桩身均匀性，28 天无侧限抗压强度≥1.5MPa。

CFG 桩（水泥粉煤灰碎石桩）需控制混凝土坍落度（ 160-200mm ），避免离析。

1.3 真空预压联合加固法

技术原理：在排水体系上覆盖密封膜，抽真空形成负压 （≥85kPa ），加速土体固结，减少工后沉降。

适用场景：

滨海软土、吹填造地等大面积软基处理（面积 >10 万 m² ）。

环境敏感区（如生态保护区）需减少堆载对周边影响的项目。

实施要点：

密封膜采用两层聚乙烯薄膜，搭接宽度 ≥200mm ，确保气密性。

真空泵持续运行时间≥90 天，监测膜下真空度稳定在 80kPa 以上。

1.4 动力固结法（强夯法）

技术原理：通过重锤自由落体冲击土体，使孔隙水压力骤增，排水固结后土体密实度提高。

适用场景：

含水量适中（液限-塑限差 <30% ）的软黏土、杂填土地基。

机场跑道、堆场等需大面积处理且工期紧迫的项目。

实施要点：

锤重≥10t，落距≥10m，单点夯击能≥ 1000kN⋅m ，夯击次数按最后两击沉降差 ≤50mm 控制。

夯点间距按 3-5 倍锤径布置，分两遍或多遍夯击，避免“橡皮土”现象。

1.5 固化剂改良法

技术原理：向软土中注入水泥、石灰、工业废渣等固化剂，发生水化反应生成胶凝物质，提高土体强度与稳定性。

适用场景：

环保要求高的市政道路、景观工程地基。

含有机质、腐殖质的淤泥质土改良。

实施要点：

水泥掺量按 8%-15% （干土质量百分比）控制，搅拌深度≥5m。

添加早强剂（如三乙醇胺）加速固化，7 天无侧限抗压强度 ≥0.8MPa 。

2 关键技术实施要点与质量控制

2.1 排水固结技术

2.1.1 技术原理

通过竖向排水体（塑料排水板、砂井）与水平排水层（砂垫层）加速土体孔隙水排出，缩短固结时间，提升地基强度。

2.1.2 适用场景

深厚软黏土层（厚度 >10m， ）、高含水量（ > 液限）地基。

高速公路、铁路路基、港口码头等对沉降敏感工程。

2.1.3 实施要点

排水板间距按渗透性优化（渗透系数 <10-scm/s 时，间距≤1.0m）。

结合堆载预压（分级加载至设计荷载的 80%-90% ），加速固结沉降。

2.2 复合地基加固技术

2.2.1 技术原理

在软基中设置增强体（如水泥搅拌桩、CFG 桩、碎石桩），形成“桩-土”复合结构，提高承载力并减少沉降。

2.2.2 适用场景

深厚软土层（厚度 ）、需快速承载的工业厂房、高层建筑地基。

软基与硬岩交替分布的复杂地质条件。

2.2.3 实施要点

水泥搅拌桩采用“四搅两喷”工艺，确保桩身均匀性，28 天无侧限抗压强度≥1.5MPa。

CFG 桩需控制混凝土坍落度（ 160-200mm^⋅ ），避免离析。

2.3 真空预压联合技术

2.3.1 技术原理

在排水体系上覆盖密封膜，抽真空形成负压（ （≥85kPa） ），加速土体固结，减少工后沉降。

2.3.2 适用场景

滨海软土、吹填造地等大面积软基处理（面积＞10 万 m²）。

环境敏感区（如生态保护区）需减少堆载对周边影响的项目

2.3.3 实施要点

密封膜采用两层聚乙烯薄膜，搭接宽度 ≥200mm ，确保气密性。

真空泵持续运行时间≥90 天，监测膜下真空度稳定在 80kPa 以上。

2.4 动力固结技术（强夯法）

2.4.1 技术原理

通过重锤自由落体冲击土体，使孔隙水压力骤增，排水固结后土体密实度提高。

2.4.2 适用场景

含水量适中（液限-塑限差 <30% ）的软黏土、杂填土地基。

机场跑道、堆场等需大面积处理且工期紧迫的项目。

2.4.3 实施要点

锤重≥10t，落距≥10m，单点夯击能 ≥1000kN⋅m ，夯击次数按最后两击沉降差≤50mm控制。

夯点间距按 3-5 倍锤径布置，分两遍或多遍夯击，避免“橡皮土”现象。

2.5 固化剂改良技术

2.5.1 技术原理

向软土中注入水泥、石灰、工业废渣等固化剂，发生水化反应生成胶凝物质，提高土体强度与稳定性。

2.5.2 适用场景

环保要求高的市政道路、景观工程地基。

含有机质、腐殖质的淤泥质土改良。

2.5.3 实施要点

水泥掺量按 8%-15% （干土质量百分比）控制，搅拌深度≥5m。

添加早强剂（如三乙醇胺）加速固化，7 天无侧限抗压强度

2.6 技术组合与优化策略复杂地质条件处理：

软基与硬岩交替区域采用“强夯+水泥搅拌桩”组合，强夯处理表层软土，搅拌桩穿透软层至硬岩。

环境敏感区处理：

生态保护区采用“真空预压+固化剂改良”技术，减少堆载对植被破坏，固化剂降低土壤污染风险。

工期与成本平衡：

大型工程采用“分级处理”策略，优先加固关键区域（如桥台、荷载集中区），再逐步扩展至全线。

结束语

深厚软基层处理需遵循“因地制宜、技术复合、动态监控”原则，通过排水固结、复合地基、真空预压、动力固结及固化改良等技术的合理组合，实现高效、经济、环保的软基加固。未来应加强绿色材料研发、智能化施工管理，推动软基处理技术向“低碳化、精准化、长效化”方向发展，为重大工程建设提供可靠保障。

参考文献：

［1］陈信朋．预制混凝土管桩在路基软基处理中的应用［J］．西部交通科技，2022（4）：38－40

［2］易志远．高速公路建设中路基软基处理的质量控制分析［J］．运输经理世界，2022（11）：22－24