市政道路中深层软土地基处理的四种方案
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摘要：本市政道路工程位于东莞市沿河路南城段，工程总长5KM，宽56m。 市政道路软基处理工程长约500m ，路基处理宽度约30～55m，设计在软土地基处理方案试验的基础上选用了4种切实可行的软基处理方法。工程竣工后在不同路段进行了土层检测，检测结果表明软基处理不同程度地改善了路基土的物理力学性能，满足了设计对路基土物理力学性能的一般要求。
关键词：市政道路；软土地基；工程施工
1 工程地质地貌
1．1 人工填土层
根据回填方式分为二个亚层：1)冲填土；2)素填土，均未完成自重固结。
1．2 交互相沉积层
土质为淤泥间粘土层，根据土类形状、上下关系等划分为8个亚层：1)淤泥；2)亚粘土；3)含粘性土细砂；4)淤泥；5)亚粘土；6)淤泥质亚粘土；7)亚粘土；8)含粘性土细砂。
2 软土地基固结机理
软土地基固结机理的核心是研究如何使软土中的孔隙水或土体颗粒间自由水有效排出土体，这是软土地基固结成败的关键。工程中采用的塑料排水板竖向排水、地表砂垫层横向排水体系+强夯动荷载处理软土地基是在路床砂垫层上向下插设塑料排水板至地下深厚软土层中，根据路基上部人工填土及场地周边环境的特点，通过强夯动荷载产生的附加应力以达到逐渐固结深厚软土地基的方法。
管井降水体系加强夯动荷载处理软土地基。本工程部分路段人工填土层为较厚杂填土，平均填土层厚度约6m，填土中夹杂着颗粒较大的石块、砖头等杂物。强夯能量采用“从高到低”的原则，首先必须通过高能量击穿路基上部填土层形成的“硬壳”及“架桥”现象；其次对较厚填土层予以次高能量级夯击以达到冲击下部软土层，使之压缩排水固结；最后进行常规作法的“满夯”低能量夯击以密实和收敛处理地层。
水泥土搅拌桩是深层搅拌法加固软土的技术手段，本工程中采用喷水泥浆搅拌软土，相关文献中简称为湿法。在地基深部就地将软土和固化剂强制拌和，利厢固化剂和软土之间所产生的一系列物理一化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基。
3 软土地基处理方法
需软基处理段处于不同位置，根据不同情况，分为四段：K0+100~K0+200为第一段，K0+500~K0+600为第二段，K0+800~K0+900为第三段，K1+250~450为第四段，分别采用下列四种方法：
3，1 塑料排水板竖向排水、地表砂垫层横向排水体系+强夯动荷载处理软土地基
1)设计参数：C型塑料排水板，入土深度1O～22．8m，布置形式为间距1．0m呈梅花形。砂垫层为中粗砂。强夯为低、中、高能量级，夯锤直径2000mm，锤重l5t。
2)基本工序：① 路床平整，找3％双向横坡；②修筑排水明沟、排水盲沟；③铺填中粗砂垫层；④打设塑料排水板；⑤布设软基处理监控设施；⑥强夯前填土；⑦强夯施工；⑧工后检测；⑨ 综合评价及验收。
3)优缺点：土层固结较好，适用于地表为素填土及杂填土的深厚软土地层，工期较短，工程造价较低，施工对周围环境影响较大。
3．2 塑料排水板竖向排水、地表砂垫层横向排水体系+堆载静荷载预压软土地基
1)设计参数：分四级加载，每级加载约18．5kpa，每级加载间隔时间为7～12d，历时90～150d。
2)基本工序：①～⑤ 、⑧、⑨同本文3．1中的2)中的基本工序，⑥～⑦为分级加载。
3)优缺点：土层固结较好，适用于地表为松散素填土及杂填土的深厚软土地层，工期较长，工程造价较高，施工对周围环境影响不大。
3．3 管井降水体系+强夯动荷载处理软土地基
1)设计参数：管井口径D130mm，井深12．0m，井距20～25 m，数量40口。管井总长为沉渣管3 m+滤管6m+井管3m。强夯为高、中、低能量级，夯锤规格同本文3．1中的)。
2)基本工序：①路床平整；② 管井布点；③ 成孑L D300mm，孔深l2-3m；④ 成井D130 mm，井深12．0 m；⑤ 洗井；⑥ 抽水；⑦ 布设软基处理监控设施；⑧ 强夯施工；⑨工后检测；⑩综合评价及验收。
3)优缺点：土层固结良好，适用于地表为较厚素填土、杂填土的深厚软土地层，工期较短，工程造价较低，施工对周围环境影响较大。
3．4 水泥土搅拌桩加固软土地基
1)设计参数：桩径D500 mm，桩深17～19m，桩间距1．8m。42．5 R普通硅酸盐水泥，水泥掺量16％～20％，石膏掺量占水泥用量6％，水灰比O．5。水泥土搅拌桩无侧限抗压强度>1．0MPa，单桩容许承载力120kN。
2)基本工序：①路床平整；②测放桩位；③试桩确定施工工艺及相关掺量；④水泥土搅拌桩施工；⑤工后检测；⑥综合评价及验收。
3)优缺点：土层加固良好，适用于地表为素填土及杂填土，软弱下卧层能被穿透的软土地层，工期较短，工程造价较高，施工对周周环境影响较小。
4 施工注意事项
4．1排水体系质量控制
主要包括塑料排水板材质及施工质量控制；盲沟、砂垫层及粉细砂回填料质量控制；管井成井质量及抽排水监控；路床两侧排水明沟质量及排水监控。
4．2 强夯前填土质量控制
为有效保护路基排水系统，强夯前需分批填筑O．5 m厚的土方。本工程强夯前将铺填砂质粘土设计变更为填筑粉细砂，对强夯施工特别有利，由于含泥量较小的粉细砂有较好的透水性，强夯时场地内积水在不进行外力抽排水的情况下能很快渗透到路床两侧的排水明沟中排出场外，使得强夯施1二在大雨后1～2d即可正常强夯作业，从而为强夯处理软土地基适用的场地填土条件开辟了新途径。
4．3 夯击能控制
主要控制夯锤重量、夯锤落距、夯点位置、夯点击数及夯击遍数。据相关文献介绍，夯坑深度应不超过夯锤宽度的一半，否则将有一部分能量损失在地表土中，强夯效果不佳。经与设计、监理、建设等单位协商，强夯工艺进行了局部调整：① 变更夯点位置即“跳夯”；②减少夯点击数或变更每击夯击能。
4．4 堆载预压荷载控制
严格控制加载量及加载速率，确保地基土压缩固结安全有效。
4．5 水泥土搅拌桩施工控制
保证成桩质量，严控桩径、桩人土深度、水灰比、水泥用量及外加剂掺量。
5 监控设施布置与分析
5．1 监控设施布置
强夯施工前，沿道路中线每隔200 m埋设2组孔隙水压力观测仪、l组浅层沉降观测桩及1组浅层水平位移观测桩等软基处理监控设施。
1)孔隙水压力观测仪：每组设3个钢弦式空隙水压力探头，分别埋设于地表下4m、8m、12m。
2)浅层沉降观测桩：每组设2桩，长3．5m，埋深2．5m。3)浅层水平位移观测桩：每组设6桩，布设于路床一侧的原自然地面上，长2．5m。埋深1．5m。
5．2 监控设施观测
观测频度除满足设计要求外，需根据工程进度情况调整。加载过程中，每天适当提高观测频度，恒载或强夯间歇期间按设计要求频度观测。三项监控设施需同一时间段观测。观测数据及时整理、分析，以便实时有效控制附加荷载及加载速率，保证软基处理效果，防止地基破坏及失稳险情发生。
5．3 监控设施观测数据分析
1)孔隙水压力增长或消散规律性特征明显，可有效指导施工。实践表明，软土中孔隙水压力消散达70％以上时进行下一遍强夯是可行的。分析18个观测断面的108个孔隙水压力仪观测数据，结果证明：路基排水体系基本畅通，孔隙水压力消散时间并不太长，一般需要3～8d可达设计要求。
2)沉降观测数据呈某种特征变化，大部分沉降观 (下转245页)测桩表现出沉降量“先大后小”的趋势，但各沉降桩之间沉降差异较大。软基处理期间，各沉降观测桩累计沉降量最大约558mm，最小约125ram。沉降量差异较大原因是多方面的，土质组成、地层结构、强夯扰动、填土及堆载等都是影响沉降的重要因数。
3)水平位移观测桩具有明显的位移，但由于位移桩埋深较浅，距路基加载边缘很近，受强夯冲击力、地表填土或堆载不均衡的影响，各断面位移桩及位移桩之间的变化规律性不明确。
6 结语
各种软土地基处理手段使软土在较短时间内改善了物理一力学性能，满足了市政道路及公用设施工程对地基的基本要求，采取何种软土地基处理方法，应对施工场地条件、地层地质情况等进行综合分析，根据软土处理的目的、范围及指标要求，通过技术、经济比较及环境影响评价后合理选用。
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