市政道路工程软弱地基处理

　　［摘要］软土是指天然含水量大、压缩性高、强度低、而渗透性低的一种软塑到流塑状态的粘性土。在市政道路工程建没中，软基处治问题已成为影响工程造价和道路使用质量的主要因素之一。文章探讨了市政道路工地常用的几种处理软土地基的方法。
　　［关键词］市政道路，软土地基，表层处理，粉喷桩，排水固结
　　1前言
　　软弱地基系指压缩层主要淤泥、淤泥质土、杂填土或其它高压缩土构成的地基。此外，还包括可液化的饱和松砂和粉土地基以及湿陷性黄土和膨胀土地基。地基处理方法的分类多种多样，如按时间分可分临时处理和永久处理；按处理深度可分为浅层处理和深层处理；按土性对象可分为砂性土处理和粘性土处理，饱和土处理和非饱和处理；也可按照地基处理的作用机理进行分类。道路软基处理尽可能早期进行，有充分的间隔时间使软基达到沉降稳定后方可进行填土施工。
　　2软土地基处理方法的种类及选择
　　2.1沉降处理
　　沉降处理包括加速固结沉降和减少总沉降量两方面。加速固结沉降可采用加载预压、竖向排水(设置砂井或芯板排水)和挤实砂桩等方法。减少总沉降量可以采用换填好土、石灰(水泥)桩、挤实砂桩等方法。
　　2.2稳定处理
　　稳定处理可以采用换填土、挤实砂桩、石灰(水泥)桩等措施增加抗滑阻力。各种加速固结沉降措施都有助于促进软土层强度的增长;慢速或分期填筑路堤可以达到阻止地基强度降低的目的。
　　3常用的软基处理方法
　　3.1表层处理法
　　表层处理法用于地表面极软弱的情况。该法是通过排水、敷设或增添材料等办法，提高地表强度，防止地基局部剪切变形，保证施工机械作业；同时尽可能把填土荷载均匀地分布于地基上。属于这类处理方法的有：表层排水法，砂垫层法，敷设材料法，添加剂法等等。
　　3.1.1、表层排水法
　　对土质较好因含水量过大而导致的软土地基，在填土之前，地表面开挖沟槽，排除地表水，同时降低地基表层部分的含水率，以保障施工机械通行。为了发挥开挖出的沟槽在施工中达到盲沟的效果，应回填透水性好的砂砾或碎石。
　　设计、施工注意事项
　　（1）置沟槽布置要考虑利用地形自然坡度排水；填土沉降要注意坡度的变化；不使来自四周挖方部位的地表水、渗透水浸入填土；沟槽的间隔要尽可能加密，以增大排水能力，即使有部分沟槽被切断也不会妨害整体排水。
　　（2）沟槽尺寸一般取宽0.5ｍ，深0.5～1.0ｍ。填土之前在沟槽内用透水良好的砂（砂砾）回填成为盲沟。纵向盲沟一般沿道路纵向或中央纵向开挖，横向盲沟一般间距10ｍ～15ｍ布置。沟槽内埋设多孔排水管时，必须用优质反滤层加以保护。
　　3.1.2、砂垫层法
　　对于地基上部软土层极薄且含水量大时，在软土地基上敷垫0.5～1.2ｍ左右厚的砂垫层。这样可达到固结软土层，使砂垫层起到上部排水层作用；同时，砂垫层又成为填土内的地下排水层，以降低填土内的水位；在进行填土及地基处理施工时，为施工机械提供良好的通行条件。
　　设计与施工：（1）如采用机械施工，在确定砂垫层厚度时，应考虑机械的重量，轮胎对地面接触压力，偏心程度及软土地基表层强度等在极软地基上，仅用砂垫层来确保大型施工机械的通行，往往需要较厚的砂垫层，是不经济的，所以常与表层排水或敷垫材料等法并用。（2）砂垫层施工时应设放样板。
　　3.1.3、敷垫材料法
　　对于地基土层不均匀，可能发生局部不均匀沉降和侧向变位，可利用所敷垫材料的抗剪和拉抗力，来增强施工机械的通行，均匀地支承填土荷载、减少地基局部沉降和侧向变位，以提高地基的支承能力。
　　敷垫材料主要有化纤无纺布、土工布、玻璃纤维格栅等被广为采用。
　　（1）设计、施工注意事项
　　①应注意地基表层强度，施工机械重量，以及填土荷载大小和宽度等，据以选用合适的敷垫材料。
　　②施工机械通过区域，使局部地段产生较大的拉压力，应作特别的补强。
　　③敷垫材料四周应超过填土边缘，端部卷入填土内，上面用填土压紧。
　　④在特别软的地基上进行第一层填土时，可使用放置干筏上的手摇传送带撒铺，有时也用皮带抛射式撒砂机撒铺。
　　⑤第一次撒布厚度应尽可能薄些，并要求用透水性好的河砂为材料。含砾石时，要注意不使其损坏敷垫物。
　　3.1.4、添加剂法
　　对于表层为粘性土时，在表层粘性土内渗入添加剂，改善地基的压缩性能和强度特性，以保施工机械的行驶。同时也可达到提高填土稳定及固结的效果。
　　添加材料通常使用的是生石灰，熟石灰和水泥。石灰类添加材料通过现场拌和或厂拌，除了降低土壤含水量、产生团粒效果外，对被固结的土随着时间的推移会发生化学性固结，使粘土成分发生质的变化，从而促进土体稳定。
　　（1）设计、施工注意事项
　　①生石灰消解程度的判断生石灰消解过程伴随体积膨胀，在此期间进行碾压，不可能获得预期效果。因此在固结时要掌握发热温度、准确判断消解结束时间。
　　②添加材料的配比设计添加材料的适当剂量，要根据所处理的土质，施工方法和试验配比的结果来决定。一般有改良土、石灰土、水泥稳定土较为常用。改良土是利用现场地基土掺石灰（一般含灰6％）后再次利用，其施工方便、造价低；石灰土是用黄土掺石灰（一般含灰10％～12％）后使用，其造价较改良土要高；水泥稳定土是用黄土掺水泥（一般含水泥3％～5％）后使用，其造价较贵，在秋、冬季雨天施工时，工期短时不得已采用，其优点是不需太长的养生时间，就可使地基固化板结达到施工要求的强度。
　　③固结与养生用水泥或熟石灰处理，在拌和一结束即产生固结。用生石灰处理，从拌和时的初步碾压到生石灰消解结束，要进行二次固结，若强度足够可不必养生。但因土质或施工条件不同，被处理过的土质强度增长也各不相同，大体上以养生一周后的强度为所要求的固结强度。
　　3.2置换法
　　当淤土层厚度较簿时，可采用淤土层换填砂壤土、灰土、粗砂、水泥土及采用沉井基础等办法进行地基处理，鉴于换砂不利于防渗，且工程造价较高，一般应就地取材，以换填泥土为宜。可将软土全部挖除，使路堤筑于基底或尽量换填渗水性土。这种方法适用于软土厚度小于2m的路堤。换土法要回填有较好压密特性土进行压实或夯实，形成良好的持力层，从而改变地基承载力特性，提高抗变形和稳定能力，施工时应注意坑边稳定，保证填料质量，填料应分层夯实。
　　3.3加载法
　　采用本法的主要目的是使铺装完成后路面残余沉降量控制在允许值以内。所以它与载荷重量、放置自沉时间、固结层厚和沉降时间曲线，及荷载设计、允许工期等有关。
　　①本法施工以不损伤支承荷载的地基稳定为宜。对难以保证稳定或加载重量很大时，应考虑与竖向排水井法或缓速加载法并用。
　　②如果仅为了处理沉降，可选择超载重量，且作长期放置自沉，其效果较好。
　　③由于沉降--时间关系一般是难以预测的，所以在施工时应进行全面的动态观测，随时注意防止地基的破坏，根据所获得的观测资料，确定卸载后的残余沉降量和卸荷时间。
　　3.4竖向排水法
　　在粘性土地基中设置垂直的排水柱，以缩短排水距离，促进地基排水固结，增加抗剪强度。由于垂直排水柱所用材料不同，分为砂井和纸板排水两种。
　　砂井排水法根据砂井的施工方法不同，可分为打入式、振动式、螺旋钻式、水射式及袋装式等。本法很少单独使用，多与加载法或缓速填土法并用，对层厚大，均质的粘土地质最为有效；对泥炭质地基效果稍差。
　　3.5粉喷桩法
　　喷粉桩法的正式名称为粉体深层喷粉搅拌法，是胶结法处理软土地基的一种。它利用水泥或石灰等材料作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械，就地在软土中利用压缩空气喷射石灰或水泥干粉，与软土强行搅拌，利用固化剂与软土之间所产生的一系列物理-化学反应，使软土固结成具有整体性、水稳定性和一定强度的地基，以达到提高地基承载力、减少地基沉降量的目的。其地基应视为复合地基，桩土共同承担应力。它具有施工速度快，设备轻便，便于移动，方法容易掌握，处理深度较大等优点，且工后沉降较小，排水固结时间短
　　4结束语
　　软土地基有极大的危害性，如果不处理或处理不当，就会造成地基失稳，使道路沉降过大或小均匀沉降，对道路成不同程的的危害，在我国，道路软基处理的研究使伴随着道路的建设而发展的，软基的方法和手段逐步成熟，但还存在着一些问题，这就要求施工还要根据工地的实际情况来选用处理方法，有时几种方法可以交替或一起使用。
　　
　　参考文献：
　　［1］徐至钧.建筑地基处理技术丛书:软土地基和预压法地基处理［M］.机械工业出版社，2005.
　　［2］王晓谋，袁怀宇.高等级公路软土地基路堤设计与施工技术［M］.人民交通出版社，2001.
　　［3］张海勤,蒋小军.浅谈沿海地区软土路基处理的设计与施工［J］.城市道桥与防洪，2009，