市政道路常用软基处理技术解析

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　　【摘 要】在对软土地基进行加固处理的过程当中，能够有效地提高市政工程道路建设的质量，同时还可以提升驾驶人员在驾驶过程当中的安全性以及舒适性，有效提高我国城市道路运行效率，因此，必须加强对软土地基加固处理技术的推广以及应用。本文提出了几种常用的软基处理方法，研究其加固原理及适用范围，为市政道路软基处理设计提供了可以借鉴的依据。
　　【关键词】市政道路;软土;软基处理
　　引文
　　在市政工程道路建设的过程当中，通过加强对软土地基的作用以及机理的分析，可以从工程设计的基础之上有效提高软土地基等性能指标。而且在对软土地基进行处理的过程中，为了能够更好地保障工程建设的作用，可以结合桩基础处理保护装置，对软土地基进行适当的处理，并且加强对工程基础施工质量的控制。
　　1软土与软土地基
　　软土因为具有非常高的含水量以及比较强的压缩性能，所以软土地基的承载能力比较弱，大部分为饱和性黏土。软土层在我国的分布非常广泛，不管是在我国的内陆还是沿海地区都有着非常广泛的分布。因为软土地质在处理的过程当中与淤泥有着很多相似之处，所以也经常将软土称为泥质土。鉴于上述原因，在市政公路建设的过程当中，如果需要对软土层进行处理，为了能够更好的保证市政公路工程建设的质量，首先需要对软土层的地质进行合理的分析，然后再选择具有针对性的措施对其进行处理。
　　2软土地基处理目的
　　在我国市政道路建设过程中，经常会遇到软土地基，它们的存在常影响道路工程质量，往往是市政道路设计、施工的关键问题。总结起来主要有以下两个方面：（1）强度及稳定性问题。当地基的抗剪强度不足以承受路基及路面传来的荷载时，地基可能会产生局部或整体剪切破坏，造成路堤失稳、塌方，桥台破坏。（2）沉降变形问题。当地基在上部荷载作用下产生过大的不均匀沉降时，可能导致以下情况发生：①路面开裂破坏;②桥梁与路堤衔接处差异沉降，引起桥头跳车;③涵身及通道凹陷、沉降缝拉宽而漏水;④路面横坡变缓、积水。软土地基处理的目的是利用夯实、置换、排水固结、加筋和热力学等方法对地基土进行加固，以改善地基土的剪切性、压縮性、振动性和特殊地基的特性，使其能够满足市政道路的要求。显然，对于交通量大、养护时间难的高等级道路，地基处理的恰当与否直接影响到工程质量、投资及工程进度等。因此，软土地基处理对节约建设投资，保证车辆安全正常运营具有重要意义。
　　3软土地基处理技术
　　地基处理的目的是利用置换、挤密、加筋、排水、固化等方法，加固不良地基土，改善地基土的强度、动力特性、压缩性、渗透性等，达到加速固结沉降、减小总沉降量、控制剪切变形、阻止强度降低、增加抗滑阻力的效果。常用的软基处理技术有换土垫层法、强夯法、排水固结法、振冲碎石桩法、深层搅拌法、水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）法等。
　　3.1换土垫层法
　　换土垫层法是将路基下一定范围内的软弱土层利用人工、机械或其他方法清楚，分层置换强度较高的砂、碎石或其他性能稳定、无腐蚀性的材料，并压实或振实（夯实），直至达到规定的密实度。采用换土垫层法或换土加筋垫层法处理软土地基时，考虑到成本及施工难易程度等因素，换填层厚度一般不大于3米，最小层厚一般为0.5米。换土垫层法适用于软土厚度较小、深度不大的情况，一般不适用于垫层下地基持力层土的压缩模量低于2.5MPa的地基。换土加筋垫层法的加筋材料宜选用抗拉强度高、耐久性好、抗腐蚀的土工格栅等土工合成材料。
　　3.2强夯法
　　强夯法又称为动力固结法，通过重锤自高处下落，以冲击荷载夯实软弱土层，在地基土中产生冲击力和振动，强制压密地基土，从而提高地基强度，降低土层压缩性，改善砂土的抗液化条件，以达到地基加固的目的。强夯法具有机械设备简单、施工组织管理方便、加固效果显著、造价较低等优点，在大连地区应用广泛。强夯法已广泛的应用于道路、铁路、码头堆场、工民建等各种工程中，需要注意的是强夯法有严格的土质适用范围，其主要适合处理素填土、杂填土、沙土、粉土地基等低饱和度软土。
　　3.3排水固结法
　　排水固结法指给地基预先施加荷载，通过在地基中设置竖向和横向的排水通道，使得土中的孔隙水排出，孔隙水压力消散，土体产生固结，地基预先产生沉降，强度提高的方法。排水固结法根据施加荷载的方式不同可分为堆载预压法、真空预压法和真空-堆载预压法。近年来，竖向排水通道通常使用塑料排水板。
　　排水固结法适用于含水量较大的淤泥、淤泥质土、吹填土等饱和软粘土地基，通过施加荷载排出土体中的孔隙水，在施加荷载期间可以大部分完成土体的沉降，一定程度上提高地基承载力。对于含水量大的吹填土等极软土，使用此法处理后的地基承载力可能仍不满足构筑物要求，但可满足施工机械荷载要求，为下一步选用其他方法进行二次地基处理创造了条件。
　　3.4振冲碎石桩法
　　振冲碎石桩法是用振冲器以端部高压水流冲击成孔，在孔内分批填入碎石，振动贯入形成大直径、较密实的碎石桩体，对土体产生置换和挤密作用，与周围软土形成复合地基的方法。由于碎石桩是直径较大的柔性桩体，能产生一定的变形量，故可以很好的协调桩身与周围土体分担的应力，使桩、土的变形一致。由于桩身刚度大，分担的荷载较多，减小了土体承受的荷载，从而减少了土体的沉降。同时碎石桩又在土体中构成了良好的排水通道，可加快土体孔隙水压力消散速度。振冲碎石桩法的实质是一种人工置换法，使用力学性能良好的碎石等材料替代不良地基土，可广泛用于加固砂土或粘性土地基。
　　3.5深层搅拌法
　　深层搅拌法以水泥或石灰作为固化材料，利用带有喷粉或喷浆功能的深层搅拌机械将固化材料注入原位软土中进行强制搅拌，经过物理化学作用形成一种强度较高、变形量较小、透水性小的混合土桩体。搅拌桩体与四周软土组成复合地基，可以提高地基承载力、提高地基的强度、增大地基变形模量，还能阻止地下水的渗透。根据固化材料的形态不同，又可分为浆喷法和粉喷法两大类。深层搅拌法强度高、速度快、施工中噪音低、污染小，加固效果明显，可用于处理正常固结的淤泥、淤泥质土、饱和粘性土地基。
　　3.6水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）
　　水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）是由碎石和适量的石屑、粉煤灰、水泥与水拌和后用振动沉管打桩机制成的具有高粘结强度的半刚性桩。具有承载力提高幅度大、适用范围广、桩体的刚度及变形模量远大于桩间土的等特点。褥垫层是CFG桩技术的关键，通过褥垫层协调桩体与土的变形，调整桩与土荷载分担比，减小应力集中。CFG桩适用于粘性土、砂土、粉土或正常固结的素填土地基。不宜用于地基承载力小于50KPa，灵敏度大于4的淤泥和淤泥质土。
　　4结论
　　城镇地区工程环境复杂多样，软基处理的设计必须综合考虑诸如地质条件、工程造价、工期、对居民的影响等各项因素，通过技术经济对比分析拟定最佳处理方法，以保证工程质量。市政道路施工过程中，经常遇到软土地基处理的问题，一旦软基处理不当，不但使得地基产生沉降或者变形，同时也影响着道路的安全及稳定性。软基处理的方法有很多，应结合具体工程的实际情况，在工程中不断探索，达到技术先进、经济适用、安全可靠的目标。
　　参考文献：
　　[1]河海大学.交通土建软土地基工程手册[M].人民交通出版社，2002.
　　[2]杨卫红，张骁.浅析公路软基处理技术的应用[J].路桥工程，2015（1）.
　　[3]宋子辉.道路工程软土路基处理的技术措施[J].科技创新导报，2008（4）.
　　[4]刘斌.软土地基处理方法[J].现代冶金，2013（2）
　　（作者身份证号码：410183199302150017）
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