第４２卷第１６期 交通标准化 Ｖ０１．４２ Ｎｏ．１６ ２０１４年８月 Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ Ａｕｇ．２０１４ 垫层法在软土地基处理中的应用 冯德强 （新疆公路工程咨询公司，新疆乌鲁木齐８３ｏｏｏｏ） 摘要：在软土地基上修建基础通常无法达到要求的地基承载力，因此需对软土地基进行处理。结合工程实例， 对其采取垫层法处理软基，总结了换填垫层法设计及其具体的施工要点和施工实践等。工程实施效果表明，垫 层法在软土地基处理中应用的可行性，为同类工程提供参考借鉴。 关键词：软土地基；垫层法；地基处理；垫层变形 中图分类号：Ｕ４１６．１ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００２—４７８６（２０１４）１６—００６０—０３ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｕｓｈｉｏｎ Ｌａｙｅｒ Ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ Ｓｏｆｔ Ｓｏｉｌ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ＦＥＮＧ Ｄｅ—ｑｉａｎｇ （Ｘｉ￣ｉａｎｇ Ｈｉｇｈｗａｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｎｓｕｌｔａｎｃｙ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｕｒｕｍｑｉ ８３００００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇ ｂａｓｉｃ ｏｎ ｓｏｆｔ ｓｏｉｌ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｏｆｔｅｎ ｃａｎｎｏｔ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｂｅａｒｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ，ＳＯ ｔｈｅｒｅ ｉｓ ａ ｎｅｅｄ ｔｏ ｄｅａｌ ｗｉｔｈ ｓｏｆｔ ｓｏｉｌ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ．Ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｓｐｅｃｉｉｆｃ ｅｎ— ｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｂｒｉｅｆｌｙ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ ｔｈｅ ｂｏｌｕｓ ｌａｙｅｒ ｄｅｓｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｉｔｓ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｃｏｎｓｔｕｃ—ｒ ｔｉｏｎ ｐｏｉｎｔｓ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒａｃｔｉｃｅ，ｗｈｉｃｈ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｕｓｈｉｏｎ ｌａｙｅｒ ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ ｓｏｆｔ ｓｏｉｌ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｉｓ ｆｅａｓｉｂｌｅ，ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｓｉｍｉｌａｒ ｐｒｏｊｅｃｔｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｏｆｔ ｓｏｉｌ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ；ｃｕｓｈｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ；ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ｃｕｓｈｉｏｎ ｌａｙｅｒ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ １工程概况 阶地发育，零星有二级阶地发育。阶地基本对 称，发育在河谷两岸，阶地堆积物为二元结构， 阶地表面有次生的黄土状土和粉质土覆盖。 ￥３１６线新源至旱田公路改建工程第一合同段 项目位于新疆维吾尔自治区西北部伊犁哈萨克自 治州新源县境内，公路自然区划为西北干旱区一 伊犁河谷副区（Ⅵ４ｂ）。西临伊宁市，东临那拉提 草原风景区。本工程所处地区地势东部高、西部 低，海拔为７５５—９８０ｍ。依据本合同段项目区内地 貌形态及成因可分为如下三种类型。 （１）山前洪积倾斜平原 全线共４１．５ｋｍ，设计桥梁２座，其中卡甫河大 桥中心桩号位于Ｓ３１６线Ｋ４５＋７８５，桥梁起点Ｋ４５＋ ６１３，终点Ｋ４５＋９５７，全长３４４ｍ。该桥位于直线段 内，纵面位于０．１１％直坡段内，桥长及桥下过水能 力不受设计水位影响，上部构造采用（４—３Ｏｍ）＋ （４—３Ｏｍ）＋（３—３０ｍ）预应力混凝土箱梁，桥梁交 角度９０。。全桥共三联，采用先简支后连续的施工 方法；下部结构采用柱式墩、ｕ形台，扩大基础。 另外１～１０ｍ小桥ｌ座，上部采用预应力空心板， 下部采用Ｕ形桥台，扩大基础。Ｋ４４＋７００～Ｋ７２＋ 上覆盖次生黄土，大部分段落地形较为平坦，起 伏不大。局部路段穿越黄土梁，地形略有起伏。 （２）冲积平原 土质平原，地形较平坦，有些地段略呈波状 起伏，可见到小丘。 （３）侵蚀堆积河谷平原区 区内的河流主要有巩乃斯河、卡普河，一级 ０００段２８ｋｉｎ为路基加宽改建，Ｋ３０＋５００～Ｋ４４＋７００ 段为路面罩面段，计算行车速度为８０ｋｍ／ｈ，设计 荷载为汽车一２０级。 收稿日期：２０１４—０１—２４ 第４２卷第１６期 冯德强：垫层法在软土地基处理中的应用 ６１ ２软土地基处理施工方案 根据地质情况，存在软土或过湿土地基。设 计中采用垫层法进行软土地基的处理。该段地基 处理施工方案为该段清表后设置卵石垫层，反复 碾压，至卵石垫层完全嵌入土层后再进行一次冲 击碾压，在其上设置５０ｃｍ砂砾垫层。卵石直径不 小于１５ｃｍ。施工时先按规范（要求编制特殊路段 路基处理施工方案，报监理工程师审批，并采用 批准后的施工方案：新旧路搭接进行土工格栅铺 设，并上报试验路总结，批复后由试验路总结得 到的技术参数可作为大规模施工的依据，采取机 械开挖，回填砂砾，人工铺设土工格栅，接头处 理方法符合规范要求。 ３垫层设计 ３．１设计要求 根据地基承载力的要求进行垫层设计。垫层 法是将基础下直接承受荷载的软弱土层进行换 除，换之以具体足够承载力的垫层。垫层的使用 可以使荷载在垫层中进行应力扩散，这样可以使 下卧软弱土层顶面处所受到的应力满足土层承载 力的要求。或者使用的垫层是低压缩性的垫层 时，可以降低垫层的沉降量。当工程中的软土厚 度较小时，应全部置换软土层。 ３．２垫层的厚度 对于需要进行置换的软弱土层，应根据垫层 的承载力确定基础的宽度和基底压力，再根据需 置换软弱土的深度和垫层下卧层承载力确定垫层 的厚度。垫层的厚度应适中，太厚会给施工造成 难度，太薄则地基处理达不到要求，因此垫层的 厚度通常为３ｍ以内较为适合。 ３．３附加压力 对于垫层底面处附加压力的计算采用的理论 基础为双层地基理论，方法为扩散角法。压力扩 散角法在使用时要综合考虑垫层的材料和土层的 性质。 ３．４垫层的宽度 垫层在确定宽度时应考虑基础底面应力扩散 的要求，通常可以根据公式进行计算或者按照当 地经验取值。垫层顶面宽度可以从垫层底面两侧 向上，按基坑开挖期间保持边坡稳定的当地经验 放坡确定。 ３．５垫层的变形 对于软黏土地区进行换填垫层处理时，软弱 下卧土层在荷载的作用下往往会产生较大的变 形，并且可能出现较大的沉降差异。而对于粗粒 材料的垫层，在施工中，垫层本身已经完成绝大 部分的压缩变形，因而在粗粒材料的垫层中进行 基础沉降的计算，可以忽略垫层本身的沉降值。 而对于细材料垫层，则在计算基础沉降时，应将 垫层本身的沉降加入考虑。 ３．６垫层的压实标准 垫层承载力的确定可以根据当地的经验进行 取值，或者采用原位测试的试验方法进行确定。 对于垫层模量的取值，应根据当地经验进行 确定。 ４垫层施工技术 ４．１施工原则 （１）当地基持力层中存在软硬不均匀点时， 对于其处理方法要综合考虑持力层的稳定性和建 筑物的安全性。当软硬不均匀点的范围较小、埋 深较深、四周土层较为稳定时，地基土的压缩基 本不会对建筑物产生影响，因此对于软硬不均匀 点可以不予考虑。否则，应对软硬不均匀点进行 处理，通常进行挖除，并进行分层回填，回填土 的选用要遵守与周围土的土质和密实度一致的原 则，土层在回填之后进行夯实，减少换填土层在 荷载作用下的不均匀变形。 （２）当垫层底下的软弱下卧层中存在软硬不 均匀点，情况与（１）中所述一致时，不对软硬不 均匀点进行处理，或者在对不均匀沉降要求不高 的工程中，也可不对软硬不均匀点进行处理，其 处理的原则和方法与（１）中一致。 （３）垫层下的软弱下卧层在施工中如果遭受 到扰动， 将会使其本身所具有的一定的结构强度 遭到破坏，使其强度大大降低，同时产生较大的 变形，强度的降低和变形的加大都会对建筑物的 安全使用造成影响。在施工开挖基础时，通常采 取的措施是预留约２００ｍｍ的保护层，接着进行垫 层的换填施工，在完成之后对保护层挖除一段并 立即用换填材料进行铺填，直至将所有的保护层 交通标准化 ２０１４年８月 全部挖除换填完成，这种施工方式可以保护软弱 下卧层不受施工的扰动破坏。 ４．３质量检验 （１）在垫层施工完成之后，应进行质量检 验。对于砂石垫层，质量检验时采用重型动力触 ４．２砂石垫层施工要点 （１）在砂石垫层的施工过程中，应避免对软 弱下卧土层进行扰动。砂石垫层在铺设时应保证 探的方法。在垫层中可以设置纯砂检验点，并且 采用环刀取样法进行检验，或者还可以采用灌 全部平面在同一个高程上，施工中应按先深后浅 的原则进行。当分层进行垫层的铺设时，在每完 成一层垫层的铺设之后应进行夯实，保证垫层的 水、灌砂法进行垫层质量的检验。 （２）在进行垫层的检验时，应先进行现场试 验，所进行试验的区域应该是压实系数达到设计 密实度，在密实度符合要求之后才可进行上一层 的垫层铺设施工。 （２）当砂石垫层的材料采用人工进行配置时， 在施工前应将砂石进行拌和，拌和均匀之后才可进 行铺设和夯实。碎石垫层通常采用的材料为自然级 配的碎石，其粒径大小一般为５～４０ｍｍ，泥土的含 量不得超过５％。当采用的垫层材料为卵石或者碎 石时，在夯实之前应进行浇水湿透。 （３）在垫层施工完成之后应对垫层的各项指 标进行检查，如表１所示。 表１垫层检查项目 项 检查项目 规定值或 检查方法 次 允许偏差 １ 砂浆强度／ＭＰａ 在合格标准内 ２ 顶面高程／ｍｍ ￣５０ 每５０ｍ采用水平仪检查３点，不足５０ ｍ时至少３点 ３ 表面平整度／ｍｍ 不大于图纸规定 用２ｍ直尺检查，检查３处 护坡每５０ｍ ４ 坡度 不大于图纸规定 每５０ｍ用坡度用尺抽量３处 ５ 厚度／ｍｍ 不小于图纸规定 每ｌＯＯｍ检查３处 ６ 底面高程／ｍｍ ￣５０ 每５０ｍ用水准仪检查３处 要求的垫层，采用动探或者贯人试验进行垫层的 检验，将试验所得到的贯人深度或者击数作为压 实系数的控制标准。 ５结语 在软土地基上修建基础通常无法达到要求的 地基承载力，因此此时应对软土地基进行处 理。本文结合工程实例，采取垫层法处理软 基，总结了换填垫层法设计及其具体的施工要 点和施工实践等，工程实施效果表明垫层法在 软土地基处理中应用的可行性，为同类工程提 供参考借鉴。 参考文献： …１ 周杰军．换土垫层法在处理软土地基中的应用ｆＪ１．西部 探矿工程，２０１３（４）：３０—３１． ［２］裴成娇．换土垫层法处理软土地基的研究ＩＪＪ＿中国新技 术新产品，２０１０（７）：２８—３４， ［３】王淼，李明．浅谈软土地基换填垫层法处治技术措施 ［Ｊ］．珠江水运，２０１１（３）：２８—３４．