2 置換法
本法是以?xún)?yōu)質(zhì)土置換軟弱土，確保填土穩(wěn)定和減少沉降量。施工方法分有人工挖掘置換和借填土自重或用爆炸法將軟弱土擠出的強(qiáng)制置換。其施工都比較容易，多數(shù)情況下能在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到所要求的目的。從可靠性來(lái)說(shuō)人工挖掘置換較優(yōu)。置換材料應(yīng)采用即使受到水浸也不致降低承載力的粗粒土。但必須進(jìn)行充分壓實(shí)。
3 加載法
加載法是為了預(yù)先促進(jìn)軟土地基沉降，增加地基強(qiáng)度，以防止設(shè)置在填土上或鄰接填土的路面和構(gòu)造物或者埋入填土內(nèi)的構(gòu)造物發(fā)生有害沉降而導(dǎo)致破壞。促進(jìn)地基固結(jié)沉降的方法有：在地基上增加總壓辦法；減少土中的間隙水壓提高有效應(yīng)力法等。前者用填土荷載時(shí)，一般為填土加載法，后者又可分通過(guò)井點(diǎn)，豎井等的降低地下水法和在地表面鋪砂，覆蓋不透水膜使之形成真空，依靠大氣壓力加載來(lái)促進(jìn)固結(jié)的大氣壓加載法。采用填土加載法時(shí)，須注意地基的穩(wěn)定狀態(tài)。而降低地下水法和大氣壓加載法則不必?fù)?dān)心地基遭到破壞，但受到地基適應(yīng)性的限制且工程費(fèi)用大，一般不采用。上述方法，都很少單獨(dú)采用。
3.1 填土加載法
3.1.1 方法與原理
已完成設(shè)計(jì)填土（荷載ｑｆ）時(shí)，其全部垂直力為Ｐｏ＋ΔＰｆ＝Ｐ1,由此引起的沉降量為Ｓ1。加載后經(jīng)Δｔ時(shí)間，固結(jié)度為Ｕ，又從圖1ｂ知沉降量為Ｓ1Ｕ，通過(guò)固結(jié)沉降過(guò)程時(shí)間ｔ以后的殘余沉降量為ΔＳ1。當(dāng)增加Δｑｓ的超載時(shí)，全部垂直應(yīng)力為Ｐ0＋ΔＰｆ＋ΔＰＳ＝Ｐ2，由此引起的沉降量為Ｓ2，加載經(jīng)過(guò)Δｔ時(shí)間的度固結(jié)為Ｕ，沉降量達(dá)到Ｓ2Ｕ。此時(shí)如把Δｑｓ荷載卸除，對(duì)于ｑｆ（ｍ）來(lái)說(shuō)即達(dá)到了Ｕ＋ΔＵ的固結(jié)度，換句話說(shuō)，原只能達(dá)到Ｕ的固結(jié)度，由于超載Δｑｓ經(jīng)Δｔ時(shí)間，增加了ΔＵ的固結(jié)度。不過(guò)實(shí)際加載不會(huì)瞬時(shí)完成，卸荷后又會(huì)產(chǎn)生一定膨脹，對(duì)已經(jīng)增長(zhǎng)的固結(jié)效果有些喪失。
假如加載Δｑｓ及荷載時(shí)間選擇恰當(dāng)，經(jīng)ｔ時(shí)間后的殘余沉降量如圖1ｂ所示，有可能從ΔＳ1減少到ΔＳ2。
設(shè)計(jì)施工注意事項(xiàng)采用本法的主要目的是使鋪裝完成后路面殘余沉降量控制在允許值以?xún)?nèi)。所以它與載荷重量、放置自沉?xí)r間、固結(jié)層厚和沉降時(shí)間曲線，及荷載設(shè)計(jì)、允許工期等有關(guān)。
①本法施工以不損傷支承荷載的地基穩(wěn)定為宜。對(duì)難以保證穩(wěn)定或加載重量很大時(shí)，應(yīng)考慮與豎向排水井法或緩速加載法并用。
②如果僅為了處理沉降，可選擇超載重量，且作長(zhǎng)期放置自沉，其效果較好。
③由于沉降--時(shí)間關(guān)系一般是難以預(yù)測(cè)的，所以在施工時(shí)應(yīng)進(jìn)行全面的動(dòng)態(tài)觀測(cè)，隨時(shí)注意防止地基的破壞，根據(jù)所獲得的觀測(cè)資料，確定卸載后的殘余沉降量和卸荷時(shí)間。
3.2 降低地下水法
本法適用于上部，中間部位有砂層分布的地基，但粘性也仍然有效。本法的特點(diǎn)是與軟土層深度無(wú)關(guān)。
原理 設(shè)位于地下水位以下Ｚ處的垂直總應(yīng)力為Ｐ，有效應(yīng)力為Ｐ0′則
Ｐ0＝Ｐ＋ＹｗＺ
一旦使地下水位降低△Ｚ，水壓分布發(fā)生變化，地下水面以下的壓實(shí)有效應(yīng)力為Ｐ1′則Ｐ1＇＝Ｐ＋Ｙｗ（Ｚ－ΔＺ）
ＹｗΔＺ為增加的有效應(yīng)力。通常可以認(rèn)為，水位每降低1ｍ，有效應(yīng)力增加10ｋＰａ。如降低了的水位處，地基系由粗粒土組成，由于排水而使土的單位體積重量減小，于是Ｐ也變小，效果也就有所降低。
設(shè)計(jì)施工注意事項(xiàng)
①砂層的透水系數(shù)
②使用井點(diǎn)時(shí)，理論可抽水深度為10.3ｍ，但考慮水頭損失和動(dòng)力關(guān)系，能夠降低水位的值約5.5～6.0ｍ左右。
③鄰近有水源（河、池、海或溝）時(shí)，需要抽水的量增多。
④降低地下水位，如對(duì)抽水區(qū)以外地域及沿線有損害時(shí)，為了既隔斷對(duì)四周的影響又達(dá)到降低地下水位的效果，可在施工區(qū)間打入鋼板樁圍護(hù)。
⑤因?yàn)樾柙谡麄€(gè)固結(jié)期內(nèi)降低地下水位致使經(jīng)歷時(shí)間長(zhǎng)，機(jī)械費(fèi)用高。
4 豎向排水法
在粘性土地基中設(shè)置垂直的排水柱，以縮短排水距離，促進(jìn)地基排水固結(jié)，增加抗剪強(qiáng)度。由于垂直排水柱所用材料不同，分為砂井和紙板排水兩種。
4.1 砂井排水法
砂井排水法根據(jù)砂井的施工方法不同，可分為打入式、振動(dòng)式、螺旋鉆式、水射式及袋裝式等。本法很少單獨(dú)使用，多與加載法或緩速填土法并用，對(duì)層厚大，均質(zhì)的粘土地質(zhì)最為有效；對(duì)泥炭質(zhì)地基效果稍差。
粘性土層固結(jié)所需時(shí)間ｔ與垂直方向排水距離Ｄ的平方成正比。很清楚，粘土層越厚，所需固結(jié)時(shí)間就越長(zhǎng)。
4.1.1 設(shè)計(jì) 以間距ｄ布置，直徑為ｄｗ的排水砂井。設(shè)想直徑為ｄｅ的圓柱狀地基，如間隙水只流向砂井，其固結(jié)時(shí)間為：
ｔ＝2Ｔｈｄｅ／Ｃｈ
式中：ｔ--固結(jié)時(shí)間（ｄ）
Ｔｈ--水平向固結(jié)時(shí)間因數(shù)（無(wú)因次）
Ｃｈ--水平向固結(jié)系數(shù)（ｍ2／ｄ）
ｄｅ--有效直徑（ｍ）
當(dāng)砂井間距離為ｄ間（見(jiàn)圖4）；
正三角形布置ｄｅ＝1.05ｄ；
正方形布置ｄｅ＝1.13ｄ。
ｄｗ--砂蟛直徑（ｍ）
可知ｄｅ越小，排水砂井間距ｄ就越小，越能促進(jìn)固結(jié)。
固結(jié)度Ｕｈ與時(shí)間因數(shù)Ｔｈ是以有效直徑和排水砂井直徑之比ｎ＝ｄｅ／ｄｗ為參數(shù)。ｄｅ與垂直向的固結(jié)排水距離Ｄ相對(duì)較小，所以多把垂直方向排水忽略。但粘占層厚度較小時(shí)，不能忽略。粘土層總的固結(jié)度Ｕ由下式求得。
Ｕ＝1－（1－Ｕｈ）（1－Ｕｖ）
式中：Ｕｈ-水平向固結(jié)度；
Ｕｖ-豎向固結(jié)度。
地基處理范圍，為了穩(wěn)定，以填土坡面下為處理對(duì)象；為防止沉降，主要以路基頂面寬度下作為處理對(duì)象。
設(shè)計(jì)排水砂井時(shí)，首先假定施工方法、砂井直徑、排水距離和改良范圍。然后進(jìn)行穩(wěn)定及沉降計(jì)算，若不能滿足時(shí)，修正假定數(shù)據(jù)，再進(jìn)行計(jì)算。并注意下列幾點(diǎn)。
①是否有砂層存在。
②防止擾動(dòng)四周土壤，避免降低透水性或地基強(qiáng)度。宜取盡可能寬的排水間距。一般情況水平向固結(jié)系數(shù)Ｃｈ為豎向的固結(jié)系數(shù)ＣＶ的數(shù)倍，但是由于砂井打設(shè)方法不同，實(shí)際Ｃｈ只能達(dá)到ＣＶ甚至小于ＣＶ的值。
③砂井中的砂，在固結(jié)過(guò)程中起到排水通路的作用，因此必須長(zhǎng)期發(fā)揮良好的透水性能。通常采用干凈優(yōu)質(zhì)的粗砂。
本法是以?xún)?yōu)質(zhì)土置換軟弱土，確保填土穩(wěn)定和減少沉降量。施工方法分有人工挖掘置換和借填土自重或用爆炸法將軟弱土擠出的強(qiáng)制置換。其施工都比較容易，多數(shù)情況下能在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到所要求的目的。從可靠性來(lái)說(shuō)人工挖掘置換較優(yōu)。置換材料應(yīng)采用即使受到水浸也不致降低承載力的粗粒土。但必須進(jìn)行充分壓實(shí)。
3 加載法
加載法是為了預(yù)先促進(jìn)軟土地基沉降，增加地基強(qiáng)度，以防止設(shè)置在填土上或鄰接填土的路面和構(gòu)造物或者埋入填土內(nèi)的構(gòu)造物發(fā)生有害沉降而導(dǎo)致破壞。促進(jìn)地基固結(jié)沉降的方法有：在地基上增加總壓辦法；減少土中的間隙水壓提高有效應(yīng)力法等。前者用填土荷載時(shí)，一般為填土加載法，后者又可分通過(guò)井點(diǎn)，豎井等的降低地下水法和在地表面鋪砂，覆蓋不透水膜使之形成真空，依靠大氣壓力加載來(lái)促進(jìn)固結(jié)的大氣壓加載法。采用填土加載法時(shí)，須注意地基的穩(wěn)定狀態(tài)。而降低地下水法和大氣壓加載法則不必?fù)?dān)心地基遭到破壞，但受到地基適應(yīng)性的限制且工程費(fèi)用大，一般不采用。上述方法，都很少單獨(dú)采用。
3.1 填土加載法
3.1.1 方法與原理
已完成設(shè)計(jì)填土（荷載ｑｆ）時(shí)，其全部垂直力為Ｐｏ＋ΔＰｆ＝Ｐ1,由此引起的沉降量為Ｓ1。加載后經(jīng)Δｔ時(shí)間，固結(jié)度為Ｕ，又從圖1ｂ知沉降量為Ｓ1Ｕ，通過(guò)固結(jié)沉降過(guò)程時(shí)間ｔ以后的殘余沉降量為ΔＳ1。當(dāng)增加Δｑｓ的超載時(shí)，全部垂直應(yīng)力為Ｐ0＋ΔＰｆ＋ΔＰＳ＝Ｐ2，由此引起的沉降量為Ｓ2，加載經(jīng)過(guò)Δｔ時(shí)間的度固結(jié)為Ｕ，沉降量達(dá)到Ｓ2Ｕ。此時(shí)如把Δｑｓ荷載卸除，對(duì)于ｑｆ（ｍ）來(lái)說(shuō)即達(dá)到了Ｕ＋ΔＵ的固結(jié)度，換句話說(shuō)，原只能達(dá)到Ｕ的固結(jié)度，由于超載Δｑｓ經(jīng)Δｔ時(shí)間，增加了ΔＵ的固結(jié)度。不過(guò)實(shí)際加載不會(huì)瞬時(shí)完成，卸荷后又會(huì)產(chǎn)生一定膨脹，對(duì)已經(jīng)增長(zhǎng)的固結(jié)效果有些喪失。
假如加載Δｑｓ及荷載時(shí)間選擇恰當(dāng)，經(jīng)ｔ時(shí)間后的殘余沉降量如圖1ｂ所示，有可能從ΔＳ1減少到ΔＳ2。
設(shè)計(jì)施工注意事項(xiàng)采用本法的主要目的是使鋪裝完成后路面殘余沉降量控制在允許值以?xún)?nèi)。所以它與載荷重量、放置自沉?xí)r間、固結(jié)層厚和沉降時(shí)間曲線，及荷載設(shè)計(jì)、允許工期等有關(guān)。
①本法施工以不損傷支承荷載的地基穩(wěn)定為宜。對(duì)難以保證穩(wěn)定或加載重量很大時(shí)，應(yīng)考慮與豎向排水井法或緩速加載法并用。
②如果僅為了處理沉降，可選擇超載重量，且作長(zhǎng)期放置自沉，其效果較好。
③由于沉降--時(shí)間關(guān)系一般是難以預(yù)測(cè)的，所以在施工時(shí)應(yīng)進(jìn)行全面的動(dòng)態(tài)觀測(cè)，隨時(shí)注意防止地基的破壞，根據(jù)所獲得的觀測(cè)資料，確定卸載后的殘余沉降量和卸荷時(shí)間。
3.2 降低地下水法
本法適用于上部，中間部位有砂層分布的地基，但粘性也仍然有效。本法的特點(diǎn)是與軟土層深度無(wú)關(guān)。
原理 設(shè)位于地下水位以下Ｚ處的垂直總應(yīng)力為Ｐ，有效應(yīng)力為Ｐ0′則
Ｐ0＝Ｐ＋ＹｗＺ
一旦使地下水位降低△Ｚ，水壓分布發(fā)生變化，地下水面以下的壓實(shí)有效應(yīng)力為Ｐ1′則Ｐ1＇＝Ｐ＋Ｙｗ（Ｚ－ΔＺ）
ＹｗΔＺ為增加的有效應(yīng)力。通常可以認(rèn)為，水位每降低1ｍ，有效應(yīng)力增加10ｋＰａ。如降低了的水位處，地基系由粗粒土組成，由于排水而使土的單位體積重量減小，于是Ｐ也變小，效果也就有所降低。
設(shè)計(jì)施工注意事項(xiàng)
①砂層的透水系數(shù)
②使用井點(diǎn)時(shí)，理論可抽水深度為10.3ｍ，但考慮水頭損失和動(dòng)力關(guān)系，能夠降低水位的值約5.5～6.0ｍ左右。
③鄰近有水源（河、池、海或溝）時(shí)，需要抽水的量增多。
④降低地下水位，如對(duì)抽水區(qū)以外地域及沿線有損害時(shí)，為了既隔斷對(duì)四周的影響又達(dá)到降低地下水位的效果，可在施工區(qū)間打入鋼板樁圍護(hù)。
⑤因?yàn)樾柙谡麄€(gè)固結(jié)期內(nèi)降低地下水位致使經(jīng)歷時(shí)間長(zhǎng)，機(jī)械費(fèi)用高。
4 豎向排水法
在粘性土地基中設(shè)置垂直的排水柱，以縮短排水距離，促進(jìn)地基排水固結(jié)，增加抗剪強(qiáng)度。由于垂直排水柱所用材料不同，分為砂井和紙板排水兩種。
4.1 砂井排水法
砂井排水法根據(jù)砂井的施工方法不同，可分為打入式、振動(dòng)式、螺旋鉆式、水射式及袋裝式等。本法很少單獨(dú)使用，多與加載法或緩速填土法并用，對(duì)層厚大，均質(zhì)的粘土地質(zhì)最為有效；對(duì)泥炭質(zhì)地基效果稍差。
粘性土層固結(jié)所需時(shí)間ｔ與垂直方向排水距離Ｄ的平方成正比。很清楚，粘土層越厚，所需固結(jié)時(shí)間就越長(zhǎng)。
4.1.1 設(shè)計(jì) 以間距ｄ布置，直徑為ｄｗ的排水砂井。設(shè)想直徑為ｄｅ的圓柱狀地基，如間隙水只流向砂井，其固結(jié)時(shí)間為：
ｔ＝2Ｔｈｄｅ／Ｃｈ
式中：ｔ--固結(jié)時(shí)間（ｄ）
Ｔｈ--水平向固結(jié)時(shí)間因數(shù)（無(wú)因次）
Ｃｈ--水平向固結(jié)系數(shù)（ｍ2／ｄ）
ｄｅ--有效直徑（ｍ）
當(dāng)砂井間距離為ｄ間（見(jiàn)圖4）；
正三角形布置ｄｅ＝1.05ｄ；
正方形布置ｄｅ＝1.13ｄ。
ｄｗ--砂蟛直徑（ｍ）
可知ｄｅ越小，排水砂井間距ｄ就越小，越能促進(jìn)固結(jié)。
固結(jié)度Ｕｈ與時(shí)間因數(shù)Ｔｈ是以有效直徑和排水砂井直徑之比ｎ＝ｄｅ／ｄｗ為參數(shù)。ｄｅ與垂直向的固結(jié)排水距離Ｄ相對(duì)較小，所以多把垂直方向排水忽略。但粘占層厚度較小時(shí)，不能忽略。粘土層總的固結(jié)度Ｕ由下式求得。
Ｕ＝1－（1－Ｕｈ）（1－Ｕｖ）
式中：Ｕｈ-水平向固結(jié)度；
Ｕｖ-豎向固結(jié)度。
地基處理范圍，為了穩(wěn)定，以填土坡面下為處理對(duì)象；為防止沉降，主要以路基頂面寬度下作為處理對(duì)象。
設(shè)計(jì)排水砂井時(shí)，首先假定施工方法、砂井直徑、排水距離和改良范圍。然后進(jìn)行穩(wěn)定及沉降計(jì)算，若不能滿足時(shí)，修正假定數(shù)據(jù)，再進(jìn)行計(jì)算。并注意下列幾點(diǎn)。
①是否有砂層存在。
②防止擾動(dòng)四周土壤，避免降低透水性或地基強(qiáng)度。宜取盡可能寬的排水間距。一般情況水平向固結(jié)系數(shù)Ｃｈ為豎向的固結(jié)系數(shù)ＣＶ的數(shù)倍，但是由于砂井打設(shè)方法不同，實(shí)際Ｃｈ只能達(dá)到ＣＶ甚至小于ＣＶ的值。
③砂井中的砂，在固結(jié)過(guò)程中起到排水通路的作用，因此必須長(zhǎng)期發(fā)揮良好的透水性能。通常采用干凈優(yōu)質(zhì)的粗砂。