道路工程軟土地基處理的分析研究

黃慶玲

道路工程軟土地基處理的分析研究

黃慶玲

（廣西機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 南寧 530007）

隨著社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步，道路施工質(zhì)量的要求也越來越高。地基的承載力對(duì)整個(gè)道路施工質(zhì)量的影響起著至關(guān)重要的作用，而軟弱地基又是道路施工中經(jīng)常會(huì)遇到的，軟土地基處理的成功與否直接關(guān)系到整個(gè)工程建設(shè)的好壞。文章就多種常見軟基處理方法進(jìn)行分析研究，對(duì)后面的施工具有重要的參考意義。

軟弱地基；危害；沉降；處理方案；控制標(biāo)準(zhǔn)

引言

地基強(qiáng)度不足可能帶來的失穩(wěn)問題是軟弱地基中最難解決的：（1）填土和邊坡的穩(wěn)定。當(dāng)?shù)缆诽罘绞┕r(shí)，如果地基強(qiáng)度不夠，就存在滑動(dòng)隱患而引起的基礎(chǔ)整體剪切破壞。就算不發(fā)生整體剪切破壞，在地基發(fā)生了側(cè)向位移和附加沉降過大時(shí)，也會(huì)有可能產(chǎn)生地基部分破壞而最終影響到填方段是否能使用。除填方之外，在挖方邊坡，也會(huì)存在穩(wěn)定問題。（2）地基承載力問題。（3）擋土墻，板樁等力問題。（4）樁基礎(chǔ)的拉力問題。當(dāng)樁穿透軟弱的結(jié)構(gòu)層落在持力層上時(shí)，豎直方向上的承載力和接觸的軟弱土層關(guān)系很小；在承受水平力的時(shí)候，由于樁和樁之間的土體強(qiáng)度很低，這時(shí)樁就沒有辦法抵抗彎矩變形而會(huì)發(fā)生折斷現(xiàn)象，所以要想辦法對(duì)這種土壤進(jìn)行改良。

沉降是軟弱地基的又一大問題所在。因?yàn)檐浫跽惩晾锩婧亢芨撸率谷菀讐嚎s，所以力一加載就會(huì)產(chǎn)生不小的沉降變形；加之軟弱粘土不易固結(jié)、滲透系數(shù)也不大的原因，沉降完成的時(shí)間會(huì)很長(zhǎng)，即固結(jié)過程會(huì)經(jīng)歷很長(zhǎng)時(shí)間，有時(shí)粘土層需要長(zhǎng)達(dá)幾十年的沉降時(shí)間，這時(shí)，總沉降中占比較大的是次固結(jié)沉降，必須引起重視。當(dāng)軟土地基沉降量過大，已經(jīng)超出了容許沉降時(shí)，將影響上部結(jié)構(gòu)的正常使用。

在樁基礎(chǔ)的施工中出現(xiàn)如地基土的沉降過大的情況時(shí)，就會(huì)有負(fù)摩擦力產(chǎn)生，這樣可能造成樁基以及上部結(jié)構(gòu)不可避免的破壞。

因此，軟土地基處理是整個(gè)工程建設(shè)過程中重要的一環(huán)，對(duì)順利施工具有重要意義。

1 軟基的特點(diǎn)

軟土地基中存在水的含量很高、承載力不足、孔隙率大、容易壓縮的特點(diǎn)，所以軟土地基處理是整個(gè)路基施工過程的重點(diǎn)和難點(diǎn)，也是施工單位和勘察設(shè)計(jì)在整個(gè)道路施工中重點(diǎn)關(guān)注的環(huán)節(jié)。如果處理不當(dāng)，在使用中就可能有橋頭跳車以及路面沉陷等工程病害出現(xiàn)，直接影響到工程的質(zhì)量和使用功能。因此，在道路施工建設(shè)中，軟弱地基如何正確處理是很重要的。

2 軟基的處理方案

2.1 砂墊層堆載預(yù)壓

2.1.1 施工規(guī)定

砂墊層堆載預(yù)壓主要用于軟弱地基裸露在地表，而軟基一般不超過3 m，回填高度不超過6 m，或軟弱地基不超過3 m又不適合換填的區(qū)域。

按設(shè)計(jì)的要求，在已經(jīng)清除完成的地基上鋪上防水材料，進(jìn)行分層壓實(shí)。把寬度設(shè)置為超出路基邊緣50 cm～100 cm，并在兩側(cè)壓上30 cm的泥土，在坡底的排水口上方鋪上土工織物，以覆蓋砂礫。

砂墊層宜用中粗砂，不能含有任何雜質(zhì)，含泥量低于3%，細(xì)度系數(shù)不低于2.7。施工要求，砂子不能被污染，如果有污染情況出現(xiàn)，必須更換材料重新回填。

對(duì)砂墊層和底層進(jìn)行碾壓時(shí)，以90%以上為宜。

詳見圖1砂墊層斷面圖、圖2砂墊層加土工布斷面圖。

圖1 砂墊層斷面圖

圖2 圖砂墊層加土工布斷面圖

2.1.2 施工質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

砂墊層允許偏差情況如表1所示。

表1 砂墊層允許偏差

2.2 換填法

換填法流程如圖3所示。

圖3 換填法流程

2.2.1 施工規(guī)定

（1）換填法主要用于深度較淺的軟土處理，常見的有松散素土回填、淤泥地層、淤泥質(zhì)土、雜土回填、吹填土等軟弱地基處理和存在暗溝、塘等淺表層地基處理和低洼路段的回填。除此之外，一些特殊地基土的處理也適用，如：換填法能夠削減膨脹土質(zhì)地基的收縮作用、減少或降低濕陷性黃土地基的不良特點(diǎn)、降低季節(jié)性凍土地基的凍脹損壞等。

（2）在設(shè)計(jì)過程中，會(huì)要求把原地面以下一定范圍及深度和范圍的軟弱地基土進(jìn)行挖除，并換上設(shè)計(jì)要求規(guī)定的合格材料，再進(jìn)行分層填筑分層碾壓至到滿足設(shè)計(jì)要求的壓實(shí)度為止。回填材料分層填筑的松鋪厚度必須小于等于50 cm，壓實(shí)度也要達(dá)到90%以上。

（3）換填材料的要求：在換填區(qū)域底部50 cm范圍以內(nèi)填筑透水性材料時(shí)，可選擇碎石以及砂礫這類透水性良好的材料。

（4）施工過程要按逐段進(jìn)行開挖、逐段進(jìn)行回填的施工原則，并對(duì)開挖路段進(jìn)行及時(shí)有效的分層回填分層壓實(shí)，逐層完成施工。挖出的軟土和淤泥如果可以用作綠化建設(shè)或者中央分隔帶的種植土，可進(jìn)行靈活使用，否則必須棄土到指定的場(chǎng)地，不能隨意傾倒。

（5）壓實(shí)度的要求要跟不同材料的回填相適應(yīng)。

①嚴(yán)格控制石渣填料的碾壓遍數(shù)，壓實(shí)度的判斷指標(biāo)為石料顆粒之間密實(shí)狀態(tài)，通?？刂茐郝窓C(jī)振動(dòng)碾壓2～6遍為宜?，F(xiàn)場(chǎng)以碾壓過后結(jié)構(gòu)層沒有明顯的高度差為宜，壓實(shí)結(jié)構(gòu)層必須鋪裝穩(wěn)定，不再出現(xiàn)下沉?xí)r，即可判定為密實(shí)狀態(tài)。

②用灌砂法對(duì)分層碾壓的強(qiáng)風(fēng)化石渣和碎石土進(jìn)行檢測(cè)。

（6）每填筑一層都要進(jìn)行測(cè)量判定，回填完成后應(yīng)對(duì)最后基底標(biāo)高、頂面范圍等參數(shù)進(jìn)行量測(cè)，測(cè)點(diǎn)布置應(yīng)與基坑量測(cè)時(shí)的測(cè)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，并提交依據(jù)相關(guān)測(cè)量資料所繪制的縱斷面、橫斷面圖（其中原地面線、基坑底線和填后地面線）。

2.2.2 施工質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

（1）壓實(shí)度的檢測(cè)：通常采用灌砂法，每1000 m2至少取2個(gè)點(diǎn)進(jìn)行檢查，小于1000 m2的范圍檢驗(yàn)點(diǎn)設(shè)置為2個(gè)，也可根據(jù)實(shí)際需要增加檢驗(yàn)點(diǎn)的數(shù)量。

（2）縱斷面高程檢測(cè)：縱斷面的規(guī)定值或允許偏差為+10、-15。檢測(cè)時(shí)每200 m取4個(gè)斷面進(jìn)行測(cè)量，采用水準(zhǔn)儀完成測(cè)量檢測(cè)。

（3）中線偏位檢測(cè)：總線偏位規(guī)定值或允許偏差50。檢測(cè)時(shí)每200 m取4個(gè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，采用全站儀完成測(cè)量檢測(cè)，彎道位置需增加HY、YH兩點(diǎn)。

（4）寬度規(guī)定：寬度要求大于等于設(shè)計(jì)值。采用米尺檢測(cè)，每200 m測(cè)4點(diǎn)。

（5）平整度要求：平整度規(guī)定值或允許偏差15。檢測(cè)時(shí)每200 m取2個(gè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，采用3 m直尺完成測(cè)量檢測(cè)。

在社會(huì)治理系統(tǒng)共建共治中，協(xié)同治理是創(chuàng)新社會(huì)治理最基本的方式，也是改進(jìn)社會(huì)治理方式、堅(jiān)持系統(tǒng)治理的具體體現(xiàn)。由社會(huì)組織和公眾參與的社會(huì)協(xié)同共治，既是黨的領(lǐng)導(dǎo)、政府主導(dǎo)下的社會(huì)治理過程，也是多元主體參與社會(huì)治理的基本職能。在新時(shí)代，要想實(shí)現(xiàn)共建共治共享的社會(huì)治理目標(biāo)，我們必須銳意改革，有所創(chuàng)新，堅(jiān)持問題導(dǎo)向，把政府治理與社會(huì)協(xié)同和公眾參與結(jié)合起來。因此，在創(chuàng)新社會(huì)治理中，必須確立多元主體的社會(huì)協(xié)同的重要地位，通過為社會(huì)組織和公眾賦權(quán)增能，最大限度地發(fā)揮多元主體在社會(huì)治理系統(tǒng)共建共治中的協(xié)同作用。

（6）橫坡度要求：橫向坡度規(guī)定值或允許偏差士0.3。檢測(cè)時(shí)每200 m取4個(gè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，采用水準(zhǔn)儀完成測(cè)量檢測(cè)。

（7）邊坡：采用尺量，每200 m測(cè)4個(gè)斷面。

2.3 袋裝砂井

2.3.1 施工工藝流程

袋裝砂井施工工藝流程如圖4所示。

圖4 袋裝砂井施工工藝流程

2.3.2 施工規(guī)定

（1）袋裝砂井在施工開始前，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理必須要對(duì)砂袋的灌砂量和砂袋的長(zhǎng)度進(jìn)行檢查，并將檢查結(jié)果記錄好。施工過程要保證灌砂量以及毛石砼的密實(shí)度和砂墊層的絕對(duì)標(biāo)高。砂袋更要采用機(jī)械振動(dòng)灌入。

（2）中、粗砂大于0.6 mm顆粒的含量比重約在50%以下為宜，期中包含顆粒的粒度小于3%，滲透系數(shù)要求大于5×10-3cm/s。另外，砂袋的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度必須要大于等于砂的深層系數(shù)。

（3）砂袋在露天存放的時(shí)候必須做好遮擋防護(hù)，不能較長(zhǎng)時(shí)間的曝曬，否則砂袋會(huì)出現(xiàn)老化。

（4）錘擊法和振動(dòng)法是砂井施工常采用的方法，施工時(shí)導(dǎo)軌必須保持豎向平直，鋼套管不嫩出現(xiàn)彎曲變形，在沉樁過程使用重錘或者經(jīng)緯儀來控制施工的垂直度。

（5）在鋼套管上每10 cm作為一截劃出標(biāo)尺施工時(shí)用來控制砂井沉入土中的深度，從而保障井長(zhǎng)的準(zhǔn)確度。

（6）砂袋入井時(shí)，采用樁架吊起豎直入井，這樣可以避免砂袋入井過程發(fā)生縮頸、扭結(jié)、斷裂以及砂袋磨損。

（7）在拔鋼套管時(shí)要特別注意，保持垂直吊起，避免在操作過程中砂袋被帶出或是被損壞。施工中如果出現(xiàn)以上現(xiàn)象，必須在原孔旁邊重打；如相鄰兩次操作都把砂袋帶出，必須停止，等查明產(chǎn)生的原因以后方能繼續(xù)施工，并做好相應(yīng)記錄。

（8）砂袋預(yù)留孔口長(zhǎng)度必須確保能夠伸進(jìn)砂墊層不小于30 cm，且不能臥倒。

2.3.3 施工質(zhì)量控制

袋裝砂井施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

表2 袋裝砂井施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

2.4 塑料排水板

2.4.1 施工工藝流程

塑料排水板施工工藝流程如圖5所示。

圖5 塑料排水板施工工藝流

2.4.2 施工規(guī)定

（1）塑料排水板質(zhì)量、技術(shù)等各種指標(biāo)必須符合設(shè)計(jì)要求。露天存放必須要進(jìn)行遮擋，不能較長(zhǎng)時(shí)間在外面曝曬。

（2）在現(xiàn)場(chǎng)堆放的塑料防滲土工膜，應(yīng)已采取措施防止損壞濾膜。

（3）塑料土工膜要求必須超過槽壁的長(zhǎng)度并要伸入混凝土基礎(chǔ)大于等于500 mm，預(yù)留段也要彎折埋設(shè)在砂墊層里，并要跟保持砂墊層貫通，與此同時(shí)還要有特別保護(hù)措施。

（4）嚴(yán)禁對(duì)塑料PVC防水卷材進(jìn)行搭接。

（5）施工過程不允許把泥土等雜物帶入套管里，如發(fā)現(xiàn)要進(jìn)行及時(shí)的清除。

（6）二襯過程中形成的孔洞要用砂分層進(jìn)行填筑。

（7）排水板拔管時(shí)回帶長(zhǎng)度不能大于50 cm，若施工中不滿足要求，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)打。

2.4.3 施工質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

塑料排水板施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)如表3所示。

表3 塑料排水板施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

2.5 其他軟基處理技術(shù)

2.5.1 粒料樁

（1）施工工藝流程。

整平原地面→測(cè)量放樣→振沖器就位對(duì)中→成孔→清孔→加料密實(shí)→關(guān)機(jī)停水→振沖器移位

（2）施工規(guī)定。

①砂樁采用中、粗砂，大于0.6 mm顆粒含量宜占50%以內(nèi)，含泥量應(yīng)小于3%，滲透系數(shù)大于5×10-3cm/s。碎石樁施工材料要選擇級(jí)配合理并且沒有風(fēng)化的碎礫石，粒徑一般為19 mm～63 mm，含泥量要求不大于10%。如果采用砂礫拌和物，那么含泥量久要求必須小于5%。

②工程需要的砂石材料的質(zhì)檢報(bào)告、施工設(shè)備、方法等都要求提前準(zhǔn)備好并報(bào)監(jiān)理工程師審批。

③施工前通過成樁試驗(yàn)來確定施工的工藝和相關(guān)的各項(xiàng)參數(shù)。試樁數(shù)量必須按設(shè)計(jì)規(guī)定要求確定，并且每個(gè)路基施工點(diǎn)的個(gè)數(shù)要大于等于5根。試樁時(shí)監(jiān)理、設(shè)計(jì)、施工單位代表都應(yīng)在場(chǎng)。

（3）施工注意事項(xiàng)。

①振沖器選型要適合和樁長(zhǎng)、樁徑，并要求配備合適的供水設(shè)施，出水處的口管壓力在400 kPa～600 kPa范圍為宜，高流量20 m3～30 m3，起吊技術(shù)能力要在100 kN～200 kN范圍。

②施工工程應(yīng)結(jié)合沖擊錘的能量，控制進(jìn)氣口插管髙度，填砂數(shù)量、貫入度，確保樁體的施工質(zhì)量。

③施工中樁尖結(jié)構(gòu)選用合適的方式。如果選擇旋噴樁時(shí)，砂性土地基適用尖筒形，粘性土則選用平底型。

④當(dāng)實(shí)際澆筑混凝土的數(shù)量沒有滿足設(shè)計(jì)規(guī)定時(shí)，要在原位把樁打入，并補(bǔ)填砼芯樣后再重復(fù)打一次，不然就要在側(cè)邊進(jìn)行補(bǔ)樁。

⑤碎石樁管徑施工過程，地基為砂性土?xí)r要從兩側(cè)往中間開展施工，隔排施工適合擠密為主的樁。地基為軟弱粘土?xí)r要從中間往外側(cè)或采用隔排進(jìn)行施工。

⑥質(zhì)量檢測(cè)不能馬上進(jìn)行，要在施工完成后間隔一段時(shí)間才能開始。飽和黏土一般間隔2周，其它土質(zhì)間隔3天～5天比較合適。

⑦采用碎石樁對(duì)軟弱農(nóng)耕地及復(fù)合地基進(jìn)行處理時(shí)，其結(jié)構(gòu)受力要滿足設(shè)計(jì)規(guī)定?？梢夯鼗劣盟槭瘶短幚硪院螅馏w的加固成效必須要滿足設(shè)計(jì)規(guī)定。

⑧砂樁長(zhǎng)度在2 m深度以下的樁身地基承載力必須符合設(shè)計(jì)要求，碎石樁的樁身平整度必須要求符合設(shè)計(jì)規(guī)定。

（4）施工質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)如表4所示。

表4 砂（或碎石）樁施工允許偏差

2.5.2 管樁

（1）施工工藝流程。

整平原地面→測(cè)量放樣→樁基就位→樁起吊就位→壓入第一截樁→壓入下一截樁→樁基移位。

（2）施工規(guī)定。

①清除障礙物，場(chǎng)地平整，測(cè)量放線等工作，可視工點(diǎn)的狀態(tài)不同而采用錘擊法或是靜壓法進(jìn)行施工。

②按設(shè)計(jì)要求檢驗(yàn)產(chǎn)品預(yù)制樁的質(zhì)量時(shí)，樁頭損壞應(yīng)截去，樁頂不齊時(shí)應(yīng)修切或修墊（鋼筋混凝土樁）平整。

③灌樁規(guī)定執(zhí)行設(shè)計(jì)要求及其他相關(guān)規(guī)定進(jìn)行，確定施工細(xì)節(jié)和參數(shù)，每個(gè)工區(qū)未經(jīng)同意不少于5根。試樁時(shí)監(jiān)理、設(shè)計(jì)、施工單位代表都應(yīng)在場(chǎng)。

④土方開挖時(shí)合理應(yīng)選擇有地質(zhì)鉆孔的位置進(jìn)行探測(cè)，并進(jìn)行單樁承載力結(jié)果檢測(cè)，以確定工藝相關(guān)參數(shù)，預(yù)應(yīng)力管樁正式施工完畢后，管樁頂實(shí)際高度應(yīng)控制在15 cm以內(nèi)。

⑤靜壓管樁的穩(wěn)定性以及剛要求符合設(shè)計(jì)各項(xiàng)指標(biāo)。

⑥必須按照設(shè)計(jì)樁位使樁機(jī)就位，沖孔樁要符合設(shè)計(jì)規(guī)定。

⑦在接樁時(shí)，要求樁的中心線偏差指標(biāo)要大于等于5 mm，并且各個(gè)節(jié)點(diǎn)的彎曲高度小于等于樁段長(zhǎng)度的0.1%。焊接過程，要采取各種措施以保證焊接鋼板變形在合理范圍以內(nèi)，焊件連續(xù)并且飽滿。焊接后要求降溫處理，但是不能使用水澆進(jìn)行降溫。成樁過程如果遇到不易打穿的地層結(jié)構(gòu)時(shí)，樁頂要在樁尖打穿該層土以后再進(jìn)行。

⑧管樁與托板之間的連接，對(duì)沉入達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后不要求截樁的預(yù)應(yīng)力砼預(yù)制樁，和托板的連接方式可采用托板鋼筋和鋼筋板圈進(jìn)行焊接，把樁頂埋入到托板里面。根據(jù)工程情況的不同，樁頂?shù)氖芰︿摻詈瓦B接筋的厚度，要符合設(shè)計(jì)規(guī)定要求。要求截樁的托板連接與混凝土預(yù)制樁的連接，在樁基截?cái)嘁院?，將墊塊放入到管內(nèi)，并將鋼筋籠埋設(shè)到樁內(nèi)，采用的灌注混凝土必須與托板相同強(qiáng)度等級(jí)。每根管樁重復(fù)注射時(shí)用鋼板封堵，以在施工完成后時(shí)檢測(cè)樁長(zhǎng)。

⑨當(dāng)管樁間距沒有超過2 m的時(shí)候，要在樁間設(shè)置塑料排水板或是袋裝砂井等豎向排水設(shè)施用來排除擠土而形成的超孔隙水壓力。豎向排水設(shè)施設(shè)置在每4根樁圍成的矩形體的中心位置，要求盡量穿過軟土結(jié)構(gòu)層，如果軟土的底部深度已經(jīng)大于20 m，則豎向排水設(shè)施要求按照20 m進(jìn)行布置。豎向排水設(shè)施要在管樁施工開始之前完成。

⑩當(dāng)托板頂部的回填高度低于50 cm時(shí)，禁止使用大型的壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)。

（3）施工質(zhì)量控制標(biāo)如表5所示。

表5 靜壓管樁施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

3 結(jié)束語(yǔ)

因軟土地基的強(qiáng)度不高，水的含量很高，孔隙率有比較大的特點(diǎn)，所以，在處理方案選擇上，要根據(jù)土壤的厚度、土質(zhì)、成因并結(jié)合實(shí)際地質(zhì)情況綜合考慮決定。而不同的治理方案難度，要求等各有不同，治理效果也有很大差異，工程中需要量體裁衣，不能生搬硬套。

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Analysis and Research on Soft Soil Foundation Treatment of Road Engineering

With the development and progress of society, the requirements of road construction quality are getting higher and higher. The bearing capacity of the foundation plays a vital role in the quality of the whole road construction, and the soft foundation is often encountered in the road construction. The success of soft soil foundation treatment is directly related to the construction quality of the whole project. In this paper, many common soft foundation treatment methods are analyzed and studied, which has important reference significance for later construction.

soft foundation; harm; settlement; treatment scheme; control standards

U416

A

1008-1151(2022)10-0029-04

2022-06-30

黃慶玲（1982－），女，安徽阜南人，廣西機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院高級(jí)工程師，研究方向?yàn)槁窐蚣笆姓こ淌┕ぜ夹g(shù)及教學(xué)。