摘要：排水固結法是大面積軟土地基加固的最經濟有效的處理方法之一。本文從設計和施工角度介紹了公路工程軟基處理中常用的堆載預壓法和真空預壓法。
　　關鍵詞：排水固結法；堆載預壓法；真空預壓法；塑料排水板
　　
　　1概述
　　公路工程中常常會遇到軟弱粘性土。這種土的特點是含水量大、壓縮性高、抗剪強度低、透水性差、很多情況埋藏較深。由于其固結速度慢，常常會產生不均勻沉降，嚴重時會影響路面的平整度甚至引起路面整體破壞，所以這類軟土地通常需要采取加固處理。從土的三相組成（由固體礦物、水和氣體三部分組成）分析來看，提高土中礦物（骨架）的密實度也就是說盡量將三相體中的水分及氣體排除是增加其強度提高其承載力的一種有效的途徑；另外一種途徑就是調整其骨架組成將土體所受的荷載部分或全部轉移到新的受力骨架上從而達到增加其強度提高其承載力的目的。排水固結法是上述第一種途徑的具體體現，也是加固軟土地基的最經濟有效的處理方法之一。
　　排水固結法根據排水的措施不同可分為堆載預壓法、真空預壓法、降水預壓法和電滲法。目前公路地基處理中常用的是造價相對較低的堆載預壓法和真空預壓法。
　　2堆載預壓
　　堆載預壓法是對地基進行加載預壓，使地基沉降能夠提前完成，并通過地基土固結提高地基承載力的方法。
　　公路工程中路堤自身即為預壓荷載。根據道路施工工期及工程對沉降的要求，荷載可分為欠載、等載、及超載，實際工程中根據不同情況進行選用。需要注意的是一般路堤填料為土質或砂質，根據路基施加荷載的要求要考慮路面材料的密度與路基填料材料的不同。在采用等載及超載預壓時要進行換算，另外還要將通車后的活載換算為等代土柱高度，進行加壓。
　　軟基土質較軟、地基承載力很低，采用堆載預壓時，為了避免地基因發生塑性變形而失穩，需要分級加載、控制加載速度以及每次加載載重，使其與地基的強度增長速度相適應。每級加載不應超過前級荷載作用下地基強度增加后的允許承載力。在計算強度增量時，要考慮加載預壓過程中由于土體剪切蠕動引起的強度衰減。
　　3真空預壓法
　　真空預壓法是在地基表面鋪設密封膜，通過特制的真空設備抽真空，使密封膜下砂墊層內和土體中垂直排水通道內形成負壓，加速孔隙水排出，從而使土體固結、強度提高的軟土地基加固法。
　　對于非常軟的軟粘土地基，采用堆載預壓法很難施工，真空預壓加固法是行之有效的地基處理方法。由于負壓的作用，真空加壓無須考慮地基失穩問題，可一次加壓，因此真空加壓工期較短。
　　真空預壓的有效加固深度取決于豎向排水體的阻力和土體的滲透系數，對于一般的軟土地基，可以認為其加固深度與縱向排水體的打設長度基本一致。
　　在加固區周圍，土體中的水位可能會降低，對加固區和周圍的土體產生一定的影響，應重視真空預壓與邊界的相互影響關系，邊界的密封與否是真空預壓成敗的關鍵因素。真空加壓不適合用于地層中有砂層地段，否則應采取措施防止漏氣。
　　在真空預壓加固過程中，加固區周圍將產生向加固區內的水平變形，加固區邊線以外約10m附近常發生裂縫。因此，在建筑物附近施工時應注意抽真空期間地基水平變形對附近建筑物所產生的影響。
　　5排水系統
　　排水固結法由加壓系統和排水系統兩部分組成。以上介紹堆載預壓法與真空預壓法的主要區別在于加壓系統的不同，而排水系統也是排水固結法中很重要的因素，為了達到最佳排水效果加壓系統和排水系統需要互相配合。
　　排水系統主要在于改變地基原有的排水邊界條件，增加孔隙水排除途徑，縮短排水距離。排水系統是保證土顆粒間自由水能夠順利排走、地基迅速固結的必要條件。排水系統由水平排水層（一般為砂墊層）以及設置于其間的盲溝、豎向排水體組成。
　　對于含水平夾砂或粉砂層的飽和軟土，其水平向透水性良好，可直接利用天然地基作為排水系統；對于較薄的不含透水層的軟粘土可僅在地面鋪設一定厚度的砂墊層作為排水系統；當工程遇到透水性很差的深厚軟土層時，可在地基中設置砂井等豎向排水體，地面連以排水砂墊層，構成排水系統。實踐證明，在飽和粘土厚度不超過5m或土層固結系數cv＞10-2cm2/s或飽和土層內為“千層糕”狀土時,可考慮不設置豎向排水體,否則必須在軟土中設置豎向排水體。
　　豎向排水體一般為袋裝砂井、透水軟管或塑料排水板，塑料排水板是目前工程上最為常用的豎向排水體。在設計及施工中應注意：
　　1）調查清楚地質情況，盡可能的與實際地質吻合；
　　2）塑料排水板一般應達到軟土層的層底，若軟土層較厚（如超過路基底寬的2倍），排水通道的打設深度不小于1/2路基底寬，同時排水板必須穿過土體穩定計算的弧形滑動面至少2m；
　　3）插打塑料排水板時必須使用套管，套管的驅動方式可以用振動也可以用靜壓，但在邊坡上插板時為保持邊坡的穩定，只允許采用靜壓的方式；
　　4）要保證插板的插達深度，控制排水板的回帶量在20～50cm，當發現排水板的回帶量超過50cm，應就近重新補插；
　　5）為保證插板質量，應要求在每臺插板機上必須安裝排水板打設自動檢測記錄儀，沒有安裝的嚴禁施工。
　　6施工監測
　　施工過程中軟土路堤最重要的就是做好施工的現場觀測，尤其是采用排水固結法處理軟土地基時更要做好監測工作。現場觀測的目的是掌握塑料軟基沉降、側向位移及孔隙水壓力消散規律，控制填土速率，保證路堤穩定以及為預測工后沉降提供與實際最接近的數據。同時也可檢驗采用的設計參數和設計方法是否合理。
　　在軟土地基上施工最重要的首先要確定軟土地基填土的臨界高度，這樣在臨界高度以下填土可以不考慮填土速率，路堤是不會出現失穩現象的，同時盡可能提高填筑速率，為后期的預壓爭取時間。在極限填土高度以上的填土應按地基強度增長原理采用“薄層輪加法”施工，路基加載應嚴格在儀器監測下動態施工。
　　采用排水固結法施工時應嚴格進行觀測，條件允許時盡量采用三種觀測手段同時進行檢測即中心沉降檢測、邊樁位移檢測以及地基內部孔隙水壓檢測。同時采用三種方式檢測時其要求的安全系數可適當放寬，采用要求的寬限值；采用兩種方式時應采用要求的低值。一般情況下至少應采用兩種方式進行觀測，普遍使用的是對中心沉降量及邊樁位移進行觀測，中心沉降量及邊樁位移必須滿足現行的《公路路基設計規范》（JTGD30-2004）中規定“1）填筑時間不小于地基抗剪強度增長需要的固結時間。2）路堤中心沉降量每晝夜不得大于10～15mm，邊樁位移量每晝夜不得大于5mm”。另外《公路路基設計規范》（JTGD30-2004）中規定“路面鋪筑時間應在沉降穩定后進行，采用雙標準控制：即要求推算的工后沉降量小于設計容許值，同時要求連續2個月觀測的沉降量每月不超過5mm，方可卸載開挖路槽并開始路面鋪筑”。
　　7結語
　　地基處理的問題是復雜的，而對軟土地基進行處理就更復雜，目前人們對軟土的應力應變的機理尚處在深入研究階段，也就是說對軟土地基進行處理的理論尚未完全成熟。因此在實際工程中設計、試驗研究、施工三者應緊密結合，尤其要重視試驗研究工作從而達到保質保量、經濟合理的目的。
　　
　　參考文獻：
　　[1]《高等級公路軟土地基路堤設計與施工技術》人民交通出版社2001.10
　　[2]《工程實用地基處理手冊》中國建材工業出版社2005.7
　　[3]《交通土建軟土地基工程手冊》人民交通出版社2001.4
　　[4]《塑料排水板排水法加固軟基工程實例集》人民交通出版社2001.9
　　[5]《控制工后沉降處理深厚軟土地基》人民交通出版社2006.10