一、施工案例：某高速公路軟土地基處理設計方案
1、該高速公路位于河北境內(nèi)。全線經(jīng)詳細勘察試驗。查明了路線穿越區(qū)的特殊土（包括：鹽漬土、軟土、軟弱土）的分布規(guī)律t查明了路線穿越區(qū)的不良地質(zhì)（砂土液化）的分布特點和液化等級類型。
通過勘察、土工試驗成果、標準貫人試驗經(jīng)綜合分析整理井結(jié)合靜力觸探，統(tǒng)計顯示路線穿越區(qū)的軟土，軟弱土呈兩種類型分布。一類是連續(xù)區(qū)段分布，另一類是呈透鏡體狀的不連續(xù)區(qū)段分布。對于該軟土、軟弱土，總的指導思想是：首先分析各區(qū)段的硬殼層的厚度、地層巖性，軟土、軟弱土的厚度、特性之后，根據(jù)硬殼層，軟土，軟弱土的地層特點，進行地基沉降、穩(wěn)定驗算；根據(jù)驗算結(jié)果以及《軟土地基路堤設計規(guī)范》的沉降容許值，對沉降超限區(qū)段可依次采取以下處理措施：
（1）、砂墊層+土工格棚（土工格室）+堆載預壓（超載預壓）的處理方式（主要針對一般控制段）。砂墊層+土工格柵（土工格室）+超載預壓主要針對低路基（填方小于2.5米）段。若表層出露即為軟土、軟弱土則設砂墊層（對于填方2.5米以下低路基段采用土工格室）。硬殼層在1.5米以上則不設砂墊層。
（2）、砂墊層+土工格柵+豎向排水體（袋裝砂井）+堆載預壓的處理方式（主要針對一般控制段）。
（3）、土工格柵+深層水泥土攪拌樁的處理方式（主要針對樁基礎兩側(cè)及箱形基礎下部及兩側(cè)沉降主控制段及次控制段）。
（4）、強夯置換法的處理方式（主要針對非飽和狀態(tài)軟弱土段樁基礎兩側(cè)及箱形基礎下部及兩側(cè)沉降主控制段及次控制段）。
2、設計標準根據(jù)全線軟土、軟弱土分布區(qū)段橋涵構造物基礎類型不同，將其劃分為以控制工后沉降為目的的3個類型控制區(qū)段。
樁基礎構造物橋臺兩側(cè)各3O米區(qū)段作為沉降主控制段箱型通道及涵洞兩側(cè)20米區(qū)段作為沉降的次控制段其它作為一般控制段：
（1）控制段的工后沉降容許值不大干10cm
（2）次控制段的工后沉降容許值不大于20cm
（3）一般控制段的工后沉降容許值不大于30cm
3、軟基處治方案
（1）砂墊層的設計標準對于前述各地質(zhì)單元模型中砂墊層的設計標準是：砂墊層的材料為中砂及粗砂，含泥量不大干3％，砂墊層的寬度要適當大干路堤底寬，以防止在施工過程中由于施工機械的破壞影響墊層的有效作用（兩側(cè)各寬出0.5米左右）；砂墊層厚度0.5米，同時，為了增加地基土的抗剪強度，提高路堤的整體穩(wěn)定性，達到排水及隔離的作用，通常尚需在砂墊層中鋪設土工格柵。
（2）袋裝砂井的設計標準根據(jù)工作區(qū)軟土，軟弱土分布區(qū)段的地層結(jié)構特點，配合堆載預壓的豎向排水體以采用袋裝砂井為宜。袋裝砂井按等邊三角形布置。袋裝砂井的直徑為7cm.砂袋材料采用透水性能良好的土工織物（聚丙烯紡織物）。砂井的井間距為1.2米，砂井的深度一般應穿透軟土、軟弱土層，有條件時，砂井底部應至透水層為宜。
（3）深層水泥土攪拌樁的設計標準：
樁基礎兩側(cè)、箱形基礎下部及兩側(cè)采取深層水泥土攪拌樁的處理方法，攪拌樁按正三角形布置，樁徑0.5米，樁間距1.0-1.4米，樁間距由密到疏進行漸變，水泥摻入量為加固土體質(zhì)量的15％；水灰比0.5.樁體28天無側(cè)限抗壓強度不低于1.5Mpa，90天單樁承載力不小于150KN.單位復合地基承載力不小于150Kpa，水泥采用425號礦渣水泥。對構造物下部處理區(qū)段應考慮基礎埋深。基礎埋深范圍內(nèi)可不再噴漿攪拌。
（4）強夯置換法的設計標準根據(jù)項目區(qū)軟土、軟弱土分布及發(fā)育特點。針對這部分土體的特點我們采用強夯置換法進行處理，目的是提高地基承載力減少沉降。強夯置換材料為級配碎石，粒徑大于300mm的顆粒含量不超過30％，含泥量要求小于10％。為減少投資。填料可用建筑垃圾代替，要求建筑垃圾為級配良好的堅硬粗顆粒材料，粒徑大于300ram的顆粒含量不超過30％。含泥量要求小于10％，對保護環(huán)境和地下水資源不受影響。夯錘質(zhì)量為5～10t，落距采用10米，夯錘底面為圓形，直徑2米。夯坑為等邊三角形布置，間距4米。處理后單位復合地基承載力不小于150Kpa.強夯置換墩的深度由土質(zhì)條件及上部荷載決定，一般為3米，處理范圍至路基坡腳。對每一處理區(qū)段強夯施工前須進行試夯。確定夯擊能及夯擊次數(shù)，調(diào)整設計參數(shù)。對構造物下部處理區(qū)段應考慮基礎埋深。應先開挖至基礎埋置深度再施工強夯置換墩。
（5） 土工合成材料的作用機理在砂墊層中間鋪設一層具有一定強度的土工合成材料，增加了地基土的抗剪強度，提高了路堤的穩(wěn)定性。同時復合體具有一定的剛度。上部荷載得到有效的調(diào)整，使差異沉降減少，均勻度好。由于復合體能承受較大拉力，地基受力變小，路堤中心沉降明顯減小。由于土工合成材料與砂墊層的整體作用，不僅減少了不均勻沉降，而且還可減少地基的總沉降，適應路堤的快速填筑，而荷載的迅速增加。加快了軟土的固結(jié)作用。從而使沉降加快。減少后期沉降，形成一種良性循環(huán)。
（6） 預壓路堤工程；對軟土地區(qū)的天然地基或豎向排水體地基，利用路堤填土預壓并不需要移去土體，預壓的實施。主要體現(xiàn)在分級加荷，每級加荷的穩(wěn)定性依賴于前一級預壓后強度的提高。該情況下，軟土地基總沉降量并不減小。只是大部分的沉降在施工期完成，可有效減小工后沉降。
排水系統(tǒng)是一種手段，如果沒有加壓系統(tǒng)，孔隙中的水沒有壓力差就不會自然排出，地基也就得不到加固。反之，如果只增加固結(jié)壓力，不縮短土層的排水距離。則不能在預壓期盡快地完成設計所要求的沉降量。
質(zhì)量、投資和進度，因此其重要性已愈來愈多地被人們所認識。
二、地基處理的目的
地基處理的目的是利用換填、夯實、擠密、排水、膠結(jié)、加筋和熱學等方法對地基土進行加固，用以改良地基土的工程特性。
（1）提高地基的抗剪強度
（2）降低地基的壓縮性
（3）改善地基的透水特性
（4）改善地基的動力特性
（5）改善特殊土的不良地質(zhì)特性地基處理的對象是軟弱地基和特殊土地基。
三、軟土路基處理時遵循的施工原則
施工季節(jié)：優(yōu)先安排在非雨季節(jié)施工，根據(jù)氣象預報資料選取在連續(xù)降雨量少時間施工。軟土地基處理包括以下幾種方法：換填砂墊層、干砌片石、碎石墊層、預壓與超載預壓、土工布、單向土工格柵、雙向土工格柵、土工格室、攪拌樁。
工序安排：采用機械化快速施工，開挖、換填、防護加固、防排水各項設施等工序一氣完成，盡量縮短工作面暴露時間。嚴格按照各種不同處理方法的工藝要求進行施工。軟基段的涵洞工程，在路基預壓期滿，沉降基本完成后在開槽施工。
三、地基處理方法
地基處理方法，可以按地基處理原理、地基處理的目的、處理地基的性質(zhì)、地基處理的時效、動機等不同角度進行分類。
1. 一般路堤淺層處理施工
采用排水砂墊層，土工格柵設置在排水墊層頂部，坡角采用干砌片石護坡，護坡背后設置土工布反濾層。
1.1.換填礫類土墊層
1.2砂墊層施工。
砂選用中粗砂，在開工前對砂場進行調(diào)查，并及時取樣進行分析，主要測定細度模數(shù)、含泥量、有害物含量，選擇符合設計標準的砂方可使用。施工時首先清除加固范圍內(nèi)地面上的草皮及雜物，用土質(zhì)相同的土填成坡度為3～4%的橫坡，并碾壓密實。
分層填筑：砂墊層分兩層填筑，每層壓實厚度25cm，按照經(jīng)過試驗確定的合格填料和經(jīng)過試驗確定的工藝參數(shù)，進行分層填筑壓實。
攤鋪整平：為了保證路堤壓實均勻和填層厚度符合規(guī)定，填料采用推土機初平，刮平機進行二次平整，使填料攤鋪表面平整度符合要求。
灑水或晾曬：砂的含水量直接影響壓實密度。在相同的碾壓條件下，當達到最佳含水量時密實度最大，填料含水量波動范圍控制在最佳含水量的+2%～-3%范圍內(nèi)，超出最佳含水量2%時進行晾曬，含水量低于最佳含水量進行灑水。灑水采用灑水車噴灑，晾曬采取自然晾曬，必要時旋耕機翻曬。
機械碾壓：碾壓是保證砂墊層達到密實度要求的關鍵工序。碾壓按照 “先靜壓，后振動碾壓”；“先輕，后重”；“先慢，后快”；“先兩側(cè)，后中間”的原則。
檢驗簽證：砂墊層的檢測采用K30荷載儀進行檢測地基系數(shù)，核子密度儀檢測壓實系數(shù)。
施工防排水：砂墊層施工完成后，在兩側(cè)挖臨時排水溝，使排到砂墊層里面的水能及時排出。嚴格管理施工用水與生活用水，以免沖刷路基各部與取土處。
1.3.單向單層土工格柵處理軟土地基施工
施工時首先清除加固范圍內(nèi)地面上的草皮及雜物，用土質(zhì)相同的土填成坡度為3～4%的橫坡，并碾壓密實。在上面填厚30cm的中粗砂，壓實到符合設計要求后，將表面進行整平，去除表面石塊，并將去除石塊后形成的凹坑補平，然后在上面滿鋪一層單向土工格柵。土工格柵鋪設要求幅與幅之間縱向采取密貼排放，橫向采用連接棒連接或搭接法連接，連接強度不低于設計強度，橫向接縫錯開不小于1m。鋪設時使格柵與土層密貼，每隔一定距離用U型釘將格柵固定在土層上。格柵鋪設后及時用砂或其他滲水材料覆蓋20cm厚，并按設計要求鋪回折段砂，外邊逐幅回折2m，用砂壓住。然后進行整平、壓實達到設計要求后進行路基填筑。 路基填筑碾壓過程中，施工機械不要直接行使在未覆蓋填土的格柵上，以免壓壞格柵。
1.4.坡角干砌片石和土工布反濾層的施工
一般路堤淺層處理排水墊層外采用干砌片石砌筑防護。排水墊層和土工格柵施工完成后，進行干砌片石護坡角的施工。
（1）、干砌片石施工前，進行測量放樣，每隔10m設置干砌片石坡角水平和高度控制樁，控制樁設置后，妥善進行保護。
（2）、干砌片石底部高程低于排水墊層底部高程20cm，護坡角基礎開挖時盡量少觸動排水砂礫墊層。護坡角基礎開挖至設計高程后，測量、掛線進行護坡角干砌片石砌筑。
（3）、砌筑所用的片石必須符合規(guī)范要求。
（4）、干砌片石護坡角采用分層砌筑，砌筑時石塊大面向下，注意上下石塊之間要錯縫搭接，砌縫寬度2～4cm；砌筑時砌縫之間用砂加小石屑灌縫。砌筑時要避免通縫、空縫、瞎縫。
（5）、按設計要求設置卸水孔。泄水孔采用直徑15cm的硬塑 料管，間距1.5m，與地面成2%的坡度。反濾層厚度為護坡角高度，反濾層用土工布包裹砂礫形成。
2.一般路基攪拌樁預壓處理施工
采用排水碎石墊層，采用雙層雙向土工格柵，土工格柵設置在排水墊層底部和頂部，采用預壓土方進行預壓，穿越溝塘地段采用反壓護道預壓。
2.1.碎石墊層的施工
碎石選用級配良好的碎石，最大粒徑不超過8cm，碎石的含泥量、石粉含量符合規(guī)范規(guī)定。施工時首先清除加固范圍內(nèi)地面上的草皮及雜物，用土質(zhì)相同的土填成坡度為3～4%的橫坡，并碾壓密實。
分層填筑：碎石墊層分兩層填筑，每層壓實厚度25cm，按照經(jīng)過試驗確定的合格填料和經(jīng)過試驗確定的工藝參數(shù)，進行分層填筑壓實。
攤鋪整平：為了保證路堤壓實均勻和填層厚度符合規(guī)定，填料采用推土機初平，掛線人工進行二次平整，使填料攤鋪表面平整度符合要求。
振動密實：振動是保證碎石墊層達到密實度要求的關鍵工序。采用蛙式打夯機和平板夯擊機進行夯實。夯實按照 “先兩側(cè)，后中間”的原則。
檢驗簽證：碎石墊層的檢測采用K30荷載儀進行檢測地基系數(shù)。
2.2.雙向雙層土工格柵施工
施工時首先清除加固范圍內(nèi)地面上的草皮及雜物，用土質(zhì)相同的土填成坡度為2%的橫坡，并碾壓密實。 土工格柵鋪設要求幅與幅之間縱向采取密貼排放，橫向采用連接棒連接或搭接法連接，連接強度不低于設計強度，橫向接縫錯開不小于1m。鋪設時使格柵與土層密貼，每隔一定距離用U型釘將格柵固定在土層上。 在上面填碎石墊層，碎石墊層的施工見壓實到符合設計要求后，將表面進行整平，去除表面石塊，并將去除石塊后形成的凹坑補平，然后在上面滿鋪上層土工格柵。 格柵鋪設后及時用砂或其他滲水材料覆蓋，并按設計要求鋪回折段砂，外邊逐幅回折2m，用砂壓住。然后進行整平、壓實達到設計要求。 路基填筑過程中，每層填厚25cm，上下兩層土工格柵相距50cm。相鄰格柵卷的縱向搭接采用重疊或捆綁的方法，重疊搭接長度不小于30cm，捆綁搭接長度不小于10cm，捆綁法用聚乙烯繩螺旋式的將上下格柵條捆綁在一起。 鋪設格柵時，使格柵沿路基方向平順的貼伏在土層上，格柵不應有褶皺，重疊處用U型釘固定于土層上，且每隔一定距離用U型釘固定，使格柵與土密貼，確保格柵的鋪設質(zhì)量。 鋪好格柵后，按設計要求在格柵上分層進行填土、碾壓，直至鋪上一層格柵。碾壓過程中，施工機械不要直接行使在未覆蓋填土的格柵上，以免壓壞格柵。上下層格柵搭接的位置應錯開不小于1m。
2.3.攪拌樁的施工
（1）、材料 ①、選用42.5級以上普通硅酸鹽水泥作為固化劑，水泥摻量根據(jù)加固強度，一般為加固土重的15％，確保水泥土90天后的無側(cè)限抗壓強度不小于1.5MPa。 ②、為改善水泥土性質(zhì)和樁體強度，根據(jù)試驗并經(jīng)監(jiān)理工程師批準后，可適量選用木質(zhì)素磺酸鈣、石膏、氯化鈉、氯化鈣等外加劑，還可摻入不同比例的粉煤灰。 ③、配合比為水泥：砂=1:1～1:2，為增加水泥砂漿和易性能，利于泵送，可加入減水劑，摻入量為水泥用量的0.2～0.25％，并加入硫酸鈉，摻入量為水泥用量的1％，以及加入石膏，摻入量為水泥用量的2％，水灰比為0.41～0.5，水泥漿稠度為1～14cm，起速凝早強作用。
（2）、場地清理 施工前探明地下障礙物的埋深和位置，挖出深坑作好明確標記；清理施工區(qū)域內(nèi)的雜物，然后用推土機進行平整壓實。
（3）、測量定位 對施工場地的基準點、基軸線及水準點進行復核；對于標定的基準點做好明顯的標志和編號，并妥善保護；使用全站儀、經(jīng)緯儀等，采用坐標法進行樁位區(qū)域邊線的測定；對施工區(qū)域內(nèi)的所有樁進行測量定位，并做好明顯、牢靠的樁位標志。同時做好測量記錄，以便復核。
（4）、樁機就位 ①、由專人負責統(tǒng)一指揮樁機的就位工作，移動樁機前，先查清樁機上下、左右、前后各方有無障礙，發(fā)現(xiàn)有阻及時排除。移動結(jié)束后，檢查樁機定位情況，發(fā)現(xiàn)偏差較大及時糾正。 ②、樁機就位對中后平穩(wěn)周正，其動力頭、攪拌頭及樁位三者的中心處于同一鉛垂線上，攪拌頭定位偏差不大于5cm。
（5）、預攪下沉 ①、將攪拌機用鋼絲繩吊掛在起重機上，用輸漿膠管將貯料出罐砂漿泵同深層攪拌機接通，待攪拌機的冷卻水循環(huán)正常后，啟動攪拌機電機，放松起重機鋼絲繩，使攪拌機借設備自重沿導向架攪拌切土下沉。 ②、施工時，下沉速度由電機的電流監(jiān)測表嚴格控制下沉速度，取0.38～0.75m/min。 ③、密切觀察動力頭工作負荷，控制工作電流指數(shù)不大于額定值，以防燒毀電機。 ④、如下沉速度過慢時，通過中心管壓入少量稀漿使土體濕潤，從而加快下沉速度。
（6）、制備水泥漿 在攪拌機預攪下沉的同時，利用灰漿拌制機按設計確定的配合比拌制水泥漿，在深層攪拌機下沉到一定深度時，待壓漿前將水泥漿倒入集料斗中。
（7）、噴漿攪拌提升(第一次注漿提升攪拌) 攪拌機下沉到設計深度后，上提攪拌頭0.2m左右，然后開啟灰漿泵，將水泥漿從攪拌機中心管不斷壓入地基中，待漿液到達噴漿口時，按0.3～0.5m/min的均勻速度邊噴漿、邊提升深層攪拌機。待深層攪拌機噴漿提升至設計樁頂標高以上0.5m時，關閉灰漿泵，完成第一次注漿提升攪拌。 （8）、重復上下攪拌(第二次注漿提升攪拌) 攪拌機提升至設計加固深度的頂面標高時，集料斗中的水泥漿全部排空。為使軟土和水泥漿攪拌均勻，再次將攪拌機邊旋轉(zhuǎn)邊沉入土中，至設計加固深度后再將攪拌機提升出地面，在攪拌機第二次提升的同時，向地層中同時連續(xù)地壓入水泥漿。完成第二次注漿提升攪拌，至此即完成一根柱狀加固體，外形呈“8”字形，一根接一根搭接，即成壁狀加固體。
（9）、清洗 向集料斗中注入適量清水，開啟灰漿泵，清洗全部管路中殘存的水泥漿，直至基本干凈，并將粘附在攪拌頭的軟土清洗干凈。
（10）、樁機移位 待攪拌機提出地面后，關閉電機，然后將樁機移至新的樁位，重復上述步驟進行下一根樁的施工。
