淺析市政道路軟地基處理方法

摘要：軟地基是市政道路工程施工中經(jīng)常遇到的問題之一。軟地基處理不好會影響到路基承載力，造成道路開裂，甚于存在著坍塌、沉陷等重大安全事故，因此市政道路軟地基處理成為工程建設(shè)中的重中之重。本文通過工程實踐對市政道路軟地基的相關(guān)因素進(jìn)行分析，針對其采用相應(yīng)的地基處理辦法，為相關(guān)施工單位及施工人員的具體工作提供參考。

關(guān)鍵詞：市政道路；軟地基；影響因素；處理方法

前言：

近年來我國多地頻發(fā)生城市道路坍塌的事故，危及人們的正常生活及人身安全。通過對市政道路坍塌的原因分析，道路的軟地基處理不當(dāng)是重要原因之一，軟土地基的處理已經(jīng)成為市政道路工程施工的重點。

一、軟土工程

軟土主要是由天然含水量大、壓縮性強及承載能力差的淤泥沉積物或少量腐殖質(zhì)組成的土壤。在這種土質(zhì)上修建的房屋、道路等建筑工程均存在著較大的安全隱患。軟土地基是軟土工程中最為常見的工程種類，了解其特性與破壞機理是強化道路建設(shè)施工軟地基處理的基礎(chǔ)。

（一）軟土地基的特性

其一，高含水量與高孔隙性，軟土地基的天然含水量多在50%以上，液限也在40%——60%內(nèi)浮動。另外，其天然空隙比多大于1，有的甚至?xí)^2或3；其二，滲透性差，軟土地基的滲透系數(shù)一般在1×10-4——1×10-8cm/s間，由于其中夾雜著數(shù)量不等的細(xì)砂或粉土，導(dǎo)致其橫向滲透能力高于縱向滲透能力；其三，壓縮性強，受軟土壓縮系數(shù)在0.7——1.5Pa-1的性質(zhì)的影響，軟土地基壓縮性也較強，具體的軟土地基容易出現(xiàn)變形大而不均勻、變形穩(wěn)定歷時長等特征；其四，抗剪強度低，受前三種特性的影響，軟土地基的抗剪強度較差，不能承受高負(fù)荷的壓強。

（二）軟土地基破壞機理

由軟土及軟土地基的特性分析可知軟土地基存在著地基承載能力弱、沉降量大、引發(fā)槽邊坡失穩(wěn)破壞的可能性高等破壞機理。這些破壞機理不但會影響道路地基的具體工作的開展，還容易潛藏隱患并不定期發(fā)生作用，是日后道路正常運營中的一大潛在威脅。

二、市政道路軟地基處理中的影響因素

（一）施工周圍環(huán)境

市政道路軟地基施工環(huán)境比較復(fù)雜，要結(jié)合工程實際進(jìn)行處理，在處理軟地基的過程中經(jīng)常會存在震動、噪音及地下水位的變化等情況，因此要加強施工周圍環(huán)境的勘察，加強現(xiàn)場的測量位移變形監(jiān)測。通過最大沉降值的控制采取有效的措施減少工程的總沉降量，同時對軟地基的剪切力進(jìn)行控制以防止其變形。

（二）市政道路的等級要求

市政道路建設(shè)施工會受道路整體設(shè)計的綜合影響，軟地基的具體處理方法與市政道路的等級要求有著密切的關(guān)系，道路等級要求越高，在施工中對道路整體的平整度的要求就越高，因而在施工過程中需要采用更為有力的軟地基處理方法以強化地基的沉降處理。

（三）地基的綜合狀況

市政道路建設(shè)施工中需要結(jié)合地基的綜合狀況來確定具體的施工方法。以砂性土為主的土質(zhì)地基，采用擠實砂樁法或者是振動壓實法來改變砂性土潛在的液化狀況；軟土層較淺的地基可以對地基進(jìn)行簡單的處理，軟土層較厚則需要適當(dāng)延長處理時間，為地基的沉降與固結(jié)預(yù)留充足的時間，從而強化地基的強度。

三、軟地基處理方法

（一）換填墊層法

換填墊層法主要是針對軟質(zhì)土層較淺軟地基的處理技術(shù)，利用人工或機械設(shè)施將軟弱土質(zhì)挖出而換以高強度的砂石或灰土等進(jìn)行回填、壓實，常常采用砂、砂卵石、碎石、灰土、煤渣或礦渣等性能穩(wěn)定且無侵蝕性的換填材料，具體使用何種換填材料要結(jié)合軟地基的實際厚度、土壤的具體性質(zhì)以及材料來源便利等情況綜合考慮。

換填墊層技術(shù)的具體施工步驟：將軟質(zhì)土層開挖出來，用砂石等各種高強度的材料進(jìn)行換填，最后將其進(jìn)行夯實。換填過程中要嚴(yán)格控制層厚，當(dāng)換填深度超過1m，要根據(jù)壓實度的要求進(jìn)行分層夯實，確保換填區(qū)的壓實度滿足設(shè)計規(guī)范要求。通過材料換填方式能將道路路基所承受的壓力均勻地傳遞到下層地基，最大限度的降低了路基的沉降量，強化了地基整體固結(jié)強度。

（二）排水固結(jié)法

排水固結(jié)法的軟地基處理技術(shù)主要是利用縱向的排水體與橫向的排水砂墊層構(gòu)成較為完整的排水系統(tǒng)，此種軟地基處理技術(shù)不但可以加快地基的排水速度、降低其中的自然含水量，還加快了地基的固結(jié)時間、縮短了其中孔隙水的排水距離，如圖一所示。

排水固結(jié)法需要結(jié)合土層的滲透性、軟質(zhì)土層的實際厚度及其據(jù)地表的距離等綜合情況來設(shè)置。對于滲透性較好或軟土層澆薄的軟地基處理僅需要在土層地表鋪設(shè)一層強度較高的砂層并進(jìn)行夯實即可。對于土層較厚且滲透性較差的軟地基，必須采用如圖二所示的排水綜合處理辦法。在利用排水固結(jié)技術(shù)時需要注意幾個方面：首先，要確保軟土層上方鋪設(shè)的砂層的厚度在50cm以上，而砂層的上方最好能鋪設(shè)10cm左右的細(xì)砂層以強化砂層的強度及滲透性；其次，砂石在進(jìn)行橫向上的鋪設(shè)時需要比路基的兩側(cè)寬出1m，在保證其排水能力的基礎(chǔ)上強化地基的密室程度；再次，在軟土層中每隔一段距離縱向插入排水板（也可以采用袋裝的砂井）以使軟土層中的水含量沿著縱向的方向向更下層的位置滲透從而在降低軟土層中水含量的同時強化土質(zhì)的強度；最后，利用真空泵進(jìn)一步將軟土層中的水分進(jìn)一步擠壓出去，從而通過改善地基中的水含量以及土壤強度來強化地基的整體承載力。

圖一 排水固結(jié)法施工橫截面圖

（三）袋裝砂井與粉噴樁結(jié)合的軟地基處理技術(shù)

如圖二所示，在含水量較高且軟土層較厚的軟地基的加固處理中可以利用袋裝砂井與粉噴樁相結(jié)合的處理技術(shù)，其可以有效的緩解袋裝砂井不適宜泥炭、有機性或高塑性粘土而粉噴樁技術(shù)更適用于強度壓縮性與排水水性能差的軟土技術(shù)施工范圍缺陷問題，促使二者優(yōu)勢互補更好的推進(jìn)軟地基處理工作。該項綜合處理技術(shù)主要是通過設(shè)置半徑為35mm、間距為1.2m的袋裝砂井，半徑為250mm、間距為1m的水泥土攪拌樁，在軟土層中每隔一段距離便插入袋裝砂井與水泥土攪拌樁，而在軟土層的兩側(cè)采用粉噴樁技術(shù)以最大限度的降低地基的整體沉降度的同時強化其承載力。

在同一個軟土層中應(yīng)用不同的軟地基處理技術(shù)在一定程度上減緩了地基的沉降量，但由于中間的袋裝砂井與兩側(cè)的粉噴樁水泥土攪拌樁的性質(zhì)上與實際抗壓強度等方面的差異，二者之間也存在著較大的沉降差，因而為進(jìn)一步降低這個沉降差以強化整個軟地基的承載力，施工中需要結(jié)合地基的實際厚度、含水量等來具體設(shè)置中間袋裝砂井與兩側(cè)粉噴樁技術(shù)的實際應(yīng)用比例，以確保地基的實際抗負(fù)荷程度。

圖二 袋裝砂井與粉噴樁結(jié)合的軟地基處理技術(shù)的橫截面圖

（四）其他軟地基處理技術(shù)

綜上例舉了三種軟地基處理方法，在市政道路建設(shè)施工中針對軟地基問題可以采用的處理技術(shù)還有很多，其處理深度與范圍如表一所示。在對軟地基進(jìn)行處理時需要確切的了解其地質(zhì)的實際狀況，從而選擇正確的軟地基處理方法，為道路的整體建設(shè)提供地基保障。

表一 常見軟地基處理技術(shù)的應(yīng)用范圍

軟地基處理技術(shù) 最大的處理深度（m）

適用情況及其注意事項

強夯法 5-8 功率高，對附近建筑影響大

袋裝砂井 30 更適用于道路施工后對沉降要求高的建設(shè)施工

真空預(yù)壓 11-16 穩(wěn)定系數(shù)要求較高，應(yīng)用于堆載困難的路段

粉噴樁 9-15 無污染及噪音，承載力較高

CFG樁 25 適用于承載力要求較高的橋頭等建設(shè)施工

總結(jié)：

隨著城市建設(shè)的深化，市政道路建設(shè)過程中必定會穿過各種類型的軟質(zhì)土層，為確保整個市政道路的質(zhì)量與安全系數(shù)，必須強化軟地基處理技術(shù)的探究，以確保在具體的施工環(huán)境下采取正確的處理技術(shù)從而促進(jìn)市政道路施工的整體發(fā)展。

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