淺談道路軟基處理方法與施工質(zhì)量控制措施

徐山峰

（中鐵十二局集團市政工程有限公司，廣東 珠海 519015）

淺談道路軟基處理方法與施工質(zhì)量控制措施

徐山峰

（中鐵十二局集團市政工程有限公司，廣東 珠海 519015）

軟土地基具有天然含水量大、空隙比大、壓縮性高、抗剪強度低等特點。文章結(jié)合工程實例做出定性定量分析，同時提出相關(guān)的解決措施，以使地基固結(jié)，提高地基承載力，從而滿足道路施工質(zhì)量要求。

軟基處理；方法；堆載預(yù)壓；排水固結(jié)；質(zhì)量控制措施

隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市路網(wǎng)結(jié)構(gòu)在不斷完善，城市周邊道路在加緊建設(shè)，很多不滿足路基承載力要求的場地也越來越多地被征。為了使天然軟弱的地基得到更好的補強加固，需針對軟弱土基的水文地質(zhì)狀況，靈活選擇多種地基加固手段對不良地基進行加固，以滿足上部結(jié)構(gòu)對地基的強度、變形和穩(wěn)定性要求。

1 道路軟基處理的基本過程

首先是對工勘報告中軟弱土層的含水量、容重、孔隙比、液性指數(shù)、壓縮系數(shù)、固結(jié)系數(shù)、滲透系數(shù)、承載力等物理力學(xué)特性進行分析，然后通過現(xiàn)場踏勘和調(diào)查進一步了解濕軟土層的成因，并根據(jù)工程的具體情況確定地基加固的目的是以控制沉降為主還是以路基穩(wěn)定、提高承載力為主，從而明確相應(yīng)的軟基加固方法。

影響軟基處理方案選擇的因素很多，即便是具有相同物理力學(xué)特性的軟弱土層，由于所處道路的位置不同，各種工程設(shè)施布局的不同，以及道路本身的條件不同，其軟基處理方案也會有不同的選擇。［1］

2 軟基處理的一般方法

目前針對軟土地基的不同構(gòu)成有很多不同的處理方法，常用的處理方法按其原理和作法主要分有以下幾類：

2.1 表層排水法

對土質(zhì)較好因含水量過大而導(dǎo)致的軟土地基，在填土之前，地表面開挖溝槽，排除地表水，同時降低地基表層部分的含水率，以保障施工機械通行。為了發(fā)揮開挖出的溝槽在施工中達到盲溝的效果，應(yīng)回填透水性好的砂礫或碎石。

2.2 敷墊材料法

對于地基土層不均勻，可能發(fā)生局部不均勻沉降和側(cè)向變位的軟土地基，可利用所敷墊材料的抗剪和拉抗力，來增強施工機械的通行，均勻地支承填土荷載、減少地基局部沉降和側(cè)向變位，以提高地基的支承能力。敷墊材料主要有化纖無紡布、土工布、玻璃纖維格柵等。

2.3 添加劑法

表層為粘性土?xí)r，在表層粘性土內(nèi)滲入添加劑，改善地基的壓縮性能和強度特性，以保施工機械的行駛，同時也可達到提高填土穩(wěn)定及固結(jié)的效果。添加材料通常使用的是生石灰、熟石灰和水泥。石灰類添加材料通過現(xiàn)場拌和或廠拌，除了降低土壤含水量、產(chǎn)生團粒效果外，對被固結(jié)的土隨著時間的推移會發(fā)生化學(xué)性固結(jié)，使粘土成分發(fā)生質(zhì)的變化，從而促進土體穩(wěn)定。

2.4 砂墊層法

地基上部軟土層極薄且含水量大時，在軟土地基上敷墊0.5～1.2 m左右厚的砂墊層，這樣可達到固結(jié)軟土層，使砂墊層起到上部排水層作用。同時，砂墊層又成為填土內(nèi)的地下排水層，以降低填土內(nèi)的水位，在進行填土及地基處理施工時，為施工機械提供良好的通行條件。

2.5 攪拌樁

攪拌樁是由攪拌樁柱體與四周軟土組成復(fù)合地基，從而提高地基承載力及地基強度，增大地基變形模量，減少地基沉降量。由于攪拌樁與軟土形成復(fù)合地基，故樁底應(yīng)打在持力層上，形成支承樁，才能發(fā)揮作用。對未能打到持力層上的懸浮樁，工后沉降仍比較大，且受施工工藝等條件的限制，處理深度超過15 m后，樁身強度難以保障。其優(yōu)點是施工工期短，對環(huán)境污染小，施工進度較易控制，施工技術(shù)成熟。

2.6 豎向排水固結(jié)法

在粘性土地基中設(shè)置垂直的排水柱，以縮短排水距離，促進地基排水固結(jié)，增加抗剪強度。由于垂直排水柱所用材料不同，分為砂井和紙板排水兩種。砂井排水法根據(jù)砂井的施工方法不同，可分為打入式、振動式、螺旋鉆式、水射式及袋裝式等。本法很少單獨使用，多與加載法或緩速填土法并用，對層厚大、均質(zhì)的粘土地質(zhì)最為有效，對泥炭質(zhì)地基效果稍差。

3 城市道路軟基處理實例

3.1 工程概況

該工程地處佛山市三水區(qū)，我公司承建了該工程中的一部分，即道路設(shè)計里程 K2＋800～K3＋500，沿線有 6個軟基路段，總長度為1 770 m，工程沿線地形基本平坦，穿越稻田、水渠、魚池等，土質(zhì)松軟，含水量較高。道路規(guī)劃紅線范圍軟土路基覆蓋率較高。

3.2 工程地質(zhì)條件

本工程段在地貌單元上處于殘積坡積層，局部位置有淤泥軟土。根據(jù)地質(zhì)鉆探資料，土層分布由上到下依次為：①耕植土；②淤泥（高液限粘土）；③礫砂（含細粒土的砂）；④全風(fēng)化花崗巖。

其中淤泥層厚度為2.5～5.8 m，均為高液限粘土，呈灰黑、灰色，流塑、飽和狀，干強度較低，搖震反應(yīng)緩慢。

3.3 軟基處理方案

根據(jù)當(dāng)?shù)剀浕幚斫?jīng)驗：采用填土預(yù)壓法處理，排水固結(jié)時間長，且超載預(yù)壓需要土方兩次調(diào)配；單翻土?xí)窀桑幚砩疃葴\，需設(shè)置過渡路面，路基沉降穩(wěn)定后方可鋪筑高級路面。以上兩種方案均不符合該工程實際情況，故考慮采用多種方法綜合處理：

（1）對于軟土層厚度＜3.5 m的薄層軟土，如果在薄層之間有可供排水的砂層（厚度＞5 cm）時，可采用表層處理法、慢速加載法、路堤荷載壓重法等方法處理，否則一般可采用全部挖除換填的方法。由于該路段薄軟土層不存在夾層，道路路基寬度達到60 m，且多數(shù)路段填土不高，如果采用局部換填或擠出換填處理，地基內(nèi)可能會遺留壓縮性高的土，從而留下后患。故采用全部挖除換填，從根本上改善了地基，不留后患，效果最佳最徹底。

（2）軟土層厚度＞3.5 m的路段，地基處理考慮采用塑料排水板。塑料排水板是一種能夠加速軟土地基排水固結(jié)的垂直排水材料。當(dāng)它在機械力作用下被插入軟土地基中后，能以較低的進水阻力聚集從周圍土體中排出的孔隙水，在堆載作用力下，孔隙水順垂直排水通道排出，使土體達到固結(jié)的效果，從而提高地基的承載力。

3.4 塑料排水板施工工藝流程

塑料排水板施工的主要工藝流程是：平整地面攤鋪下層砂墊層→板樁位放樣→插板機定位→排水板穿鞭→下插套管到位→撥出套管→割斷排水板→插板機移位→攤鋪上層砂墊層。

主要操作步驟是：①插板機定位。樁位偏差和垂直度都要控制在規(guī)定范圍內(nèi)，以保證排水板之間的間距符合設(shè)計要求；②將塑料排水板通過導(dǎo)管，從導(dǎo)管底口穿出，用錨具固定排水板；③對準(zhǔn)樁位，用振動錘將塑料排水板連同導(dǎo)管、樁靴插入土中，達到設(shè)計標(biāo)高；④拔管后，按露出地面的規(guī)定長度剪斷排水板。

本工程在淤泥頂面人工鋪設(shè)土工格柵（積淤嚴(yán)重部位再鋪設(shè)一層土工布），拋填砂墊層作為橫向排水及操作平臺，選用C型塑料排水板，用鋼軌式插板機打設(shè)至設(shè)計深度，排水板間距為1 m，呈正方形排列。板頭剪斷露出原地面15～30 cm，及時完成上層砂墊層覆蓋填平后，進入逐級堆載預(yù)壓階段。

3.5 堆載預(yù)壓

（1）分層加載：插打塑料排水板周后，分3層加載，平均厚度1.3 m，每層加載整平后均需輾壓密實。

（2）設(shè)觀測點，控制加載速度：為控制加載速度，防止滑坡，共設(shè)置44個觀測點，進行沉降量和穩(wěn)定觀測，推測固結(jié)度。

（3）觀測頻率：第1、2層加載時，每天全面觀測1次；靜載前期每5 d全面觀測1次；靜載后期每7 d全面觀測1次。

（4）加載、卸載標(biāo)準(zhǔn)：堆載預(yù)壓時，每層均勻加載。加載速率、間隙時間等應(yīng)根據(jù)實測沉降速率（＜10 mm/d）、側(cè)向位移（＜4 mm/d）等進行適度調(diào)整。預(yù)壓時，平均預(yù)壓130 d。卸載時，實測的地基平均固結(jié)達 80%以上，地面沉降速率降到＜1 mm以下，殘余沉降不大于300 mm時可卸載。

3.6 軟土地基沉降計算

根據(jù)《公路路基設(shè)計規(guī)范》（JTGD30－2004），各路段的允許工后沉降見表 1，可以看出，本工程路段工后沉降均能滿足規(guī)范要求。

3.7 排水板施工質(zhì)量控制

塑料排水板施工時除必須滿足設(shè)計要求與相關(guān)規(guī)范要求外，在以下幾方面加強監(jiān)測控制：

（1）塑料排水板的外包濾膜，受陽光照射后強度會急劇下降，因此對現(xiàn)場堆放準(zhǔn)備使用的板材進行覆蓋，其余進入倉庫保管。

（2）為了摸清不同施工段的地質(zhì)特點，確定不同插設(shè)深度時的施工規(guī)律，批量施工前試打排水板，以便準(zhǔn)確地掌握單根排水板的施工時間和工藝，為大面積施工提供依據(jù)。

（3）施打時，排水板放置至卷筒固定架上，不允許堆置地面上。否則排水板易扭曲或表面濾膜受磨破損，影響排水效果。

（4）打入的排水板有時在提拔套管時被部分帶出，達不到設(shè)計深度要求。對此，當(dāng)回帶較大時，有效的辦法是及時清理套管內(nèi)的泥土雜質(zhì)或?qū)?dǎo)管插深一些，使超深部分約等于回帶長度，保證施打深度滿足設(shè)計要求。

（5）施打完成后，注意清理干凈砂墊層與排水板端頭周圍的泥土，并用與原砂墊層同質(zhì)量的砂回填，以保證排水暢通。

（6）打設(shè)好的排水板露端頭應(yīng)及時埋入砂墊層，防止因打樁機移位、車輛進出或下雨等情況使之受損，影響排水效果。

3.8 處理效果

隨著施工方案的實施，軟基處理完成后，經(jīng)過現(xiàn)場實際檢測，每層回填壓實度均達到規(guī)范要求且道路填方每層回填之后，機械碾壓時，未出現(xiàn)不均勻沉陷、彈簧、起皮及波浪等現(xiàn)象，證明用塑料排水板固結(jié)軟土地基具有排水迅速，效果明顯，施工快捷，質(zhì)量易于控制，成本低廉等特點，特別是在深厚層軟土基和缺砂軟基地帶，塑料排水板具有良好的應(yīng)用前景。

4 結(jié)束語

軟土地基有極大的危害性，如果不處理或處理不當(dāng)，就會造成地基失穩(wěn)，使道路沉降過大或不均勻沉降，對道路造成不同程度的危害，以上介紹的只是工地常用的幾種處理軟土地基的方法，具體施工還要根據(jù)工地的實際情況來選用，有時幾種方法可以交替或一起使用。

表1 沉降計算結(jié)果一覽表

1 宋祖妹、黃廣軍.道路軟基處理過渡段的幾種處理措施［J］.路基工程，2004（04）

2 施有志.市政道路軟基處理的一種新型方法［J］.中國市政工程，2007（02）

Discusses the Path Soft Base Processing Method and the Construction Quality Control Measure

Xu Shanfeng

The soft soil ground has the natural water content to be big, the void ratio is big, the compressibility is high, shearing strength low status characteristic.Article union project the example makes the qualitative quantitative analysis, simultaneously proposed that the related solution measure, causes ground solidifying, enhances the ground supporting capacity, thus satisfies the roadbuilding quality requirement.

soft base processing; method; piles carries the precompression; draining water solidifying; quality control measure

U416.1

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1000－8136（2011）03－0038－02