探討市政道路軟基處理方法

摘 要：市政道路對(duì)地基的處理質(zhì)量的要求較高，因?yàn)樘幚聿划?dāng)會(huì)導(dǎo)致市政道路的穩(wěn)定性和質(zhì)量，同時(shí)市政道路下埋設(shè)的各種市政管網(wǎng)對(duì)基礎(chǔ)的沉降的要求也較為嚴(yán)格。軟土地基處理的目的是要提高軟弱地基的強(qiáng)度，保證地基的穩(wěn)定，降低軟弱土的壓縮性，減少基礎(chǔ)的沉降和不均勻沉降。本文首先介紹了軟基的特點(diǎn)，并結(jié)合實(shí)例對(duì)軟土地基處理要點(diǎn)進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：市政道路；軟基處理；要點(diǎn)

引 言

現(xiàn)階段，我國(guó)的市政道路建設(shè)日益增多，對(duì)其質(zhì)量也提出了更高的要求。市政道路工程有自身特點(diǎn)：荷載都不太大、對(duì)地基承載力要求不高；剛性路面結(jié)構(gòu)整體性好，剛度大；柔性路面結(jié)構(gòu)，即使路基有少量不均勻沉降出現(xiàn)路面小微裂縫，稍加修補(bǔ)也可正常使用，但道路地下埋設(shè)的管線對(duì)沉降要求較高。因此，采用科學(xué)合理的方法進(jìn)行軟基處理關(guān)系著工程效益的發(fā)揮。

1 市政道路施工中軟基的特點(diǎn)

在城市建設(shè)工程中，經(jīng)常發(fā)生由于市政道路軟基處理不當(dāng)而引發(fā)的市政道路沉降變形、路面開(kāi)裂、破損等問(wèn)題，不僅影響了市容市貌，也對(duì)市政道路預(yù)埋管線造成影響。軟基主要是指淤泥、淤泥質(zhì)土、充填土、雜填土或其他高壓縮性土層構(gòu)成的地基。由于這類軟土具有天然含水量高、透水性差、抗剪強(qiáng)度低、壓縮性高等顯著的特點(diǎn)，在此土層上修筑市政道路將會(huì)因路基的不均勻沉降或者剩余沉降過(guò)大而引起各種路面損壞和失穩(wěn)現(xiàn)象，例如路基開(kāi)裂、下沉、滑移等問(wèn)題。因此，通過(guò)對(duì)市政道路軟基的處理，以提高路基的承載力和穩(wěn)定性顯得尤為重要。

2 市政道路中軟基處理常用方法

2.1 淺層處理法

淺層處理法一般有設(shè)置排水墊層、換填或拋石擠淤、淺層加固等方法，以提高地基承載力、增強(qiáng)地基穩(wěn)定、減少沉降。為使表層孔隙水加快排水通道不受堵塞，通常在地表設(shè)置砂礫墊層，厚度約50cm對(duì)3m深度范圍的淺層軟土，為保證路基的沉降，滿足設(shè)計(jì)要求及穩(wěn)定性要求，或當(dāng)路床的CBR（填料最小強(qiáng)度）值及路面結(jié)構(gòu)以下土基回彈模量值不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，可將淺層軟土層利用人工或機(jī)械挖除，分層置換強(qiáng)度較高的砂、碎石、水泥穩(wěn)定土、石灰穩(wěn)定土等材料分層壓實(shí)。淺層加固方法施工速度快整體性好，目前在國(guó)外應(yīng)用廣泛，國(guó)內(nèi)因受設(shè)備的限制，應(yīng)用較少。例如某工程采用了該方法進(jìn)行軟基處理，道路等級(jí)為城市主干路Ⅰ級(jí)，全線軟土廣泛分布、厚度大，以淤泥和淤泥質(zhì)土為主，層底埋深15.3040.0m，厚度約12.738.6m（未揭穿）；表層土為碎塊石及生活垃圾，厚0.52.5m，大多未經(jīng)壓實(shí)，強(qiáng)度低性質(zhì)差，該項(xiàng)目平均填高在1.5m左右，設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)一般路段考慮將表層不良土開(kāi)挖一定深度，并分層夯壓密實(shí)，形成雙層地基。其上增設(shè)砂礫墊層，以加快孔隙水的排出。為保證排水通道不受堵塞，厚度要求50cm砂礫墊層中埋置土工格柵，形成加筋土墊層，增大壓力擴(kuò)散角，提高地基承載力，減少沉降（見(jiàn)圖1）。該處理方法適用于地基承載力不足的軟土路段；對(duì)路基強(qiáng)度不滿足設(shè)計(jì)要求的，也可采用該法淺層改良。對(duì)軟土深度<3m時(shí)采用，當(dāng)填土高度較大，不能滿足穩(wěn)定性要求時(shí)，可結(jié)合加筋處理除在施工過(guò)程中逐層檢驗(yàn)其施工質(zhì)量外，還需做靜載荷靜力觸探試驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)取樣做物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)等。

2.2 土工合成材料加筋法

土工合成材料加筋是在路堤下部填料中加入土工合成材料等條帶網(wǎng)格狀抗拉材料，以改善填料的力學(xué)性能，提高路堤的穩(wěn)定性擴(kuò)散荷載應(yīng)力，減少不均勻沉降。目前應(yīng)用較廣的土工合成材料類型有編織土工布、復(fù)合土工布、塑料土工格柵、經(jīng)編土工格柵等。該方法常與換填、排水固結(jié)、水泥攪拌樁、管樁等處理方式結(jié)合使用，以提高路基穩(wěn)定，減少不均勻沉降。在施工過(guò)程中，應(yīng)注意土工合成材料不宜直接設(shè)置在地面上，應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)清理后鋪設(shè)200mm以上砂礫墊層后，再鋪設(shè)土工合成材料需鋪設(shè)多層時(shí)，2層間的鋪設(shè)間距大于單層最小壓實(shí)厚度，且<600mm。

2.3 排水固結(jié)法

排水固結(jié)是在軟土地基上設(shè)置豎向排水體，然后施加荷載，促使地基排水固結(jié)壓密，以提高地基強(qiáng)度，減少在路堤荷載作用下產(chǎn)生工后沉降量的一種方法。排水固結(jié)法由加壓系統(tǒng)和排水系統(tǒng)兩部分組合而成，加壓系統(tǒng)是通過(guò)外界對(duì)軟基施加荷載，產(chǎn)生超靜孔壓，土中的孔隙水因壓力差而發(fā)生滲流。常用加壓系統(tǒng)包括堆載預(yù)壓、真空預(yù)壓及降水預(yù)壓；排水系統(tǒng)是指在地基中設(shè)置一些排水通道，縮短孔隙水排出路徑，由水平和豎向排水系統(tǒng)構(gòu)成。水平排水系統(tǒng)常用砂礫墊層，豎向排水系統(tǒng)常用袋裝砂井和塑料排水板。該方法適用于深度>5m的軟土，處理深度一般30m，對(duì)能滿足預(yù)壓期的路段處理效果明顯，其工后沉降較小。對(duì)于塑板和管樁兩種處理方式交界處易出現(xiàn)明顯差異沉降，可要求塑板在滿足預(yù)壓期的要求外適當(dāng)超載，管樁應(yīng)采用樁長(zhǎng)和樁間距漸變，路堤采用輕質(zhì)路堤填筑等方式來(lái)減小差異沉降，對(duì)填土較低的橋頭，也可直接采用塑料排水板加超載預(yù)壓的方式進(jìn)行處理。

2.4 水泥攪拌法

水泥攪拌法也是常用的方法之一，水泥攪拌樁以水泥作為固化劑的主劑，利用深層攪拌機(jī)械將水泥漿或水泥粉作為固化劑，在地基深處將軟土和固化劑強(qiáng)制攪拌，形成復(fù)合地基以提高地基承載力減小地基沉降的一種方法。在城市市政道路中，水泥攪拌法也得到了廣泛的應(yīng)用，橋頭路段采用該方法較多。目前常用的雙向攪拌工藝采用同心雙軸鉆桿，通過(guò)正反向旋轉(zhuǎn)阻斷水泥漿上冒途徑，把水泥漿控制在2組葉片之間，保證水泥漿在樁體中均勻分布和攪拌均勻，確保成樁質(zhì)量。

3 市政道路軟基處理工程概況

3.1 工程概況

某一級(jí)市政公路工程，長(zhǎng)約7.46km，寬70m，設(shè)計(jì)車速80km/h，根據(jù)勘察成果資料分析，對(duì)于擬建道路路基影響最大的是湖沼沉積的淤泥層，場(chǎng)地淤泥分布廣泛，厚度較大淤泥工程性質(zhì)差，在上層路堤及持續(xù)的交通荷重作用下很可能因淤泥強(qiáng)度不足造成路基破壞，而更大可能是由于淤泥固結(jié)沉降緩慢引起較大的工后沉降而造成路面結(jié)構(gòu)破壞。另外，場(chǎng)地工程地質(zhì)特點(diǎn)：軟土發(fā)育，厚度變化大（0.50～18.20m），同一斷剖面，左右兩側(cè)淤泥分布很不均勻；淤泥成分以粘粒有機(jī)質(zhì)為主，含砂質(zhì)少，不利于排水固結(jié)。因此，某工程主要需解決的問(wèn)題是軟土路基的加固處理。

3.2 軟基處理方法

3.2.1 CFG樁復(fù)合地基法

對(duì)于軟土路段一般采用CFG樁（水泥粉煤灰碎石樁）的方法進(jìn)行地基加固處理。CFG樁樁徑為50cm，樁距2.0m，正方形布置；CFG樁采用長(zhǎng)螺旋法工藝，為充分發(fā)揮CFG樁作為剛性樁的作用，盡可能承擔(dān)多的荷載，減小樁間土的壓縮量，樁頂設(shè)置120cm×120cm×25cm的鋼筋混凝土托板，樁頂應(yīng)伸入托板至少10cm。CFG樁實(shí)際施工長(zhǎng)度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況通過(guò)試樁確定，樁尖要求穿過(guò)淤泥層，進(jìn)入持力層100cm，樁最大樁長(zhǎng)控制在20m以內(nèi)，樁頂設(shè)置一層50cm厚的砂礫墊層，墊層頂面鋪設(shè)一層土工格柵，協(xié)調(diào)地基土變形。土工格柵采用在低應(yīng)力條件下就能較高程度發(fā)揮其抗拉強(qiáng)度的鋼塑土工格柵。CFG樁樁身混合料的成樁強(qiáng)度不應(yīng)低于C15。CFG樁采用長(zhǎng)螺旋法工藝進(jìn)行施工，施工前先施打袋裝砂井，待砂井施工完畢后再施工CFG樁，注意避開(kāi)構(gòu)造物基礎(chǔ)，施工時(shí)要求從路中心向兩側(cè)施工，且需間隔跳打，以避免對(duì)已成樁造成傷害施工過(guò)程中注意設(shè)置臨時(shí)排水邊溝，做好排水工作CFG樁28d單樁承載力不小于250kN，復(fù)合地基承載力不小于120kPa。

3.2.2 高壓旋噴樁復(fù)合地基法

對(duì)于施工凈空受限或需先行鋪設(shè)電力管線的路段、特殊部位的軟土地基采用打設(shè)高壓旋噴樁的方法進(jìn)行地基加固處理。高壓旋噴樁樁徑為60cm，樁距1.7m，正方形布置。為加強(qiáng)樁體之間的聯(lián)系，使各樁承受的荷載能均勻分布，在樁頂設(shè)置120cm×120cm×25cm的鋼筋混凝土托板及50cm厚砂墊層，砂墊層頂面設(shè)置一層雙向土工格柵；樁頂應(yīng)伸入托板至少10cm，旋噴樁的實(shí)際施工長(zhǎng)度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況通過(guò)試樁確定，樁尖要求穿過(guò)淤泥層，進(jìn)入持力層100cm，樁最大樁長(zhǎng)控制在20m以內(nèi)，樁長(zhǎng)應(yīng)結(jié)合設(shè)計(jì)提供的樁長(zhǎng)作為參考，每100m取不少于3個(gè)點(diǎn)進(jìn)行試樁，并以試樁的實(shí)際平均長(zhǎng)度作為該段的施工長(zhǎng)度。樁頂墊層頂面鋪設(shè)的土工格柵采用在低應(yīng)力條件下就能較高程度發(fā)揮其抗拉強(qiáng)度的鋼塑土工格柵。高壓旋噴樁每延米水泥用量約250kg，其28d齡期的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度為2200kPa，單樁承載力不小于200kN，復(fù)合地基承載力不小于120kPa。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上分析，在軟基路段建設(shè)市政道路，軟基處理方法至關(guān)重要，因?yàn)檫@個(gè)問(wèn)題的處理方法直接關(guān)系著市政道路工程的質(zhì)量，因此應(yīng)因地制宜選擇合理的處理方法，保證市政道路工程的質(zhì)量。

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作者簡(jiǎn)介：段雨德（1983-），男，漢族，貴州興仁人，本科，工程師，主要從事市政道路設(shè)計(jì)方面的工作。