市政道路软土地基处理中的应用

市政道路软土地基处理中的应用

摘要：软土地基在道路工程中造成的危害很大，如引起路基的滑移、开裂，路面的起伏不平，桥涵通道处的跳车颠簸等等。如何进行软基处理，一直是困扰公路建设者的一大难题。本文探讨了市政道路软土地基处理技术的应用。

关键词：市政道路；软土地基；处理技术；应用

随着国民经济的飞速发展，城市范围的扩大，修建的道路越来越多，常常会遇到软土路基。对软土地基进行处理，已引起设计、施工和管理人员的高度重视。软土地基在道路工程中造成的危害很大，如引起路基的滑移、开裂，路面的起伏不平，桥涵通道处的跳车颠簸等等。如何进行软基处理，一直是困扰公路建设者的一大难题。

一、软土地基的特性

1、含水量高：地基承载力的高低有软土的含水量决定，含水量越高承载力越低，这是因为土的压缩性和抗剪强度与天然含水量大小有直接的关系。

2、孔隙比大，松软：同一垂直压力作用下的重塑土的孔隙比常常比纯天然的软土的孔隙比要低。

3、压缩性高：土的液限和天然含水量的增大可以提高淤泥质土和淤泥的压缩系数。

4、抗碱强度低：排水固结条件与加荷载速度都和软土的抗碱强度有着密切的关系。

5、渗透性小：软土固结很慢从而导致强度提高速度慢，因此致使在荷载作用下软土的渗透性小；土中有机质量多便会产生气泡，从而导致土中的空隙被堵塞而降低了土的渗透性。

6、具有触变性：触变性是指土体强度由于静置而有所增长，又因受扰动而强度降低的特征。

7、具有流变性：在固结沉降完成后，软土还有可能继续产生较大的次固结沉降。

8、矿物成分：软土中除含有机质外，软土中的主要的固结物质还有粉粒和粘粒。

二、市政道路软土地基处理技术的应用

1、 垫层法

垫层法属于软土地基浅层处理方法，包括换土垫层法，换土加筋垫层法及加筋碎石垫层法。该方法适用于淤泥，淤泥质土，冲填土等软弱地基的浅层处理。采用人工或机械挖除路基下软土，换填强度较高的粘性土或砂、砾、卵石等材料。如某市某大街K0+220～K1+120 段软土段，采用清淤换填，即将腐殖土及淤泥清除后换填。清除80cm，分两层换填，底层填筑40cm 卵石，上层填筑40cm 天然砂砾，分层压实，经试验检测达到设计要求。某市道路改建工程，有些路段土床软弱，含水量过大，赶上雨季施工，不具备晾晒条件而且要保证工期，常采用30cm 左右厚天然砂砾处理，设置承托层，路床很容易达到设计要求。当换填超过1m 时，每隔0.5m 设一层土工布格栅或土工布，效果会更理想。经换填处理的地基，可以把上部荷载扩散传至下面的下卧层，以满足上部建筑的地基承载力和减少沉降量，也可以加速软弱土层排水固结和强度的提高，调整了地基强度的不均匀性，也防止了冻胀。

2、强夯法

强夯法指的是为提高软弱地基的承载力，用重锤自一定高度下落夯击土层使地基迅速固结的方法。称动力固结法，利用起吊设备，将10 ～ 25 吨的重锤提升至10～ 25 米高处使其自由下落，依靠强大的夯击能和冲击波作用夯实土层。强夯法主要用于砂性土、非饱和粘性土与杂填土地基。强夯法由于具有加固效果好、适用土类广、设备简单、施工方便、节省劳力、施工期短、节约材料、施工文明和施工费用低等优点，很快传遍到世界各地。一般认为强夯法目前除了对厚层淤泥质和淤泥不适用外，对某些类型的软土强夯效果还是比较好的。从土的性质分析，软土强夯效果决定于地基土的含水量、粒径级配及孔隙比的大小。

3、抛石挤淤法

该方法适用于常年积水的洼地，排水施工困难，表土呈流动状态，厚度较薄，片石能沉在底部的泥沼或厚度小于3m 的软土路段，采用抛投片石，粒径大小不宜小于30cm，且小于30cm 粒径的含量不超过20%。施工时先从路堤中部开始，向前突进后再渐次向两侧展开，以使淤泥向两侧挤出，片石抛出水面后用重型压路机反复碾压使之密实，上部再铺反滤层，最后填土碾压。根据地质勘察报告，采用的施工方式是将原有淤泥层挖除1m 左右深，留有一定淤泥层，再进行抛石挤淤，铺设反滤层碾压密实后填土，经过一年的自然碾压，沉降基本稳定，再进行路面施工，效果良好

4、喷粉搅拌桩

喷粉搅拌桩是通过特制的机械深层搅拌机，沿深度将固化剂水泥粉或石灰粉等与软土地基强制就地搅拌形成的水泥土桩。由于使用的固化剂为干粉，能充分吸收软土中的水分，对含水量相对较高的软土来说，效果比别的方法更好：相对其它加外掺剂的地基加固方法，粉喷桩所使用的固化剂较少，也不会出现地表隆起现象。施工地段施工前应进行清表处理，低洼地段应先用土填平，再进行粉喷桩的施工。粉喷桩的施工工艺为：粉喷桩机就位→搅拌下沉至桩底→钻头反转喷

粉→提升至距地面30cm处停喷→复搅至桩底→钻头反转提升至地面→关闭粉喷桩机→移至下一桩点。

施工质量控制要点：

（1）粉喷桩测量定位要准确，桩机就位后，一定要进行水平调整，以避免施工中桩径倾斜。

（2）由于粉喷桩施工，属于隐蔽工程，施工过程中一定要按照试验桩的施工工艺以及工艺参数严格控制：桩机的钻进速度、提升速度、喷灰压力、水泥用量、喷灰时间、复搅速度、复搅深度、复搅时间。

（3）因粉喷桩属地下隐蔽工程，其主要工序均在地下进行，无法直接监控，因此其成桩的质量多采用间接的方式来加以控制。其控制的关键因素主要有：喷粉时间、停粉时间、水泥喷入量、钻杆的提升速度和搅拌速度及二次搅拌工序中的复搅深度等。

（4）为了保证桩体的整体质量，钻头钻止设计深度后，应有一定的停滞时间，以保护水泥到达桩底；整个制桩过程中，要确保边喷粉、边提升连续作业，如出现断粉，应及时补喷，且补喷的重叠长度不能小于1m；喷粉过程中，对电子秤的变化显示、钻杆的提升速度和搅拌速度应进行实时监控，确保各段的喷粉均匀。

（5）施工质量的检测：用钻孔方法连续钻取粉喷桩桩芯，切割成试块做室内无侧限抗压强度试验，测其强度。由于桩的不均匀性取样易于破碎，且钻取桩芯深度受限，使其代表性及可靠性受到影响。另外，可以反射波动测试法、动态测试方法测试，目的主要是桩身质量完整性，对桩身质量的判断主要是根据桩身反射波形来判断桩身的质量、桩身材料、连续性、均匀性及推定桩身强度等情况。

5、排水固结法

排水固结法是对天然地基，或先在地基中设置砂井等竖向排水体，然后利用建筑物本身重量分级逐渐加载; 或在建筑物建造前在场地上先行加载预压，使土体中的孔隙水排出，逐渐固结，地基发生沉降，同时强度逐步提高的方法。此方法的排水系统由竖向排水体和水平排水砂垫层构成，主要起到加速软土地基固结过程、缩短地基孔隙水的排水距离、改变地基原有排水边界条件的作用。而当土的渗透性较好或软土层较薄且靠近地表时，可以只在地面铺设砂垫层而并不设置竖向排水体。一般水平砂垫层厚度为50cm，采用粗砂或中砂。水平砂垫层宽出路基两边各1m，并保证其排水畅通。竖向排水常选用塑料排水板或袋装砂井。水平砂垫层与竖向排水应连通，施工前应当先铺30cm 厚砂垫层，并设3% ～ 4% 横坡，然后再施工竖向排水体。采用此方法处理软土路基，通常地基固结较好，不仅有排水固结的作用，还能起到挤密地基作用，且其施工设备也相对简单。其中塑料排水板又比袋装砂井造价更低、对土扰动更小、效率更高、机械更轻等优点。但是采用此方法将使填土速率受限，且高等级道路还要采用临时路面来过

渡，待沉降稳定后才能做永久路面。

总之，对于广大工程建设专业人员而言，市政道路在通过软土地基的时候，路基在施工过程中的稳定性以及竣工之后的剩余与差异沉降是他们非常关注的问题。而有效解决这些问题的主要方法就是应用地基处理技术，当前针对软土地基的处理技术比较多，各有特色，应用的时候必须结合实际、因地制宜，选择适宜的处理技术方案，同时必须对复合地基选择有效的检测手段实施检测，以保证施工的质量。

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