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市政道路软基处理方案设计及调整研究

发表时间：2020/11/20 来源：《基层建设》2020年第22期作者：刘梦雅1 任雁飞2

[导读] 摘要：市政道路工程中的软基处理是城市道路施工质量及正常运营的重要影响因素，对路基的处理方案不是一成不变的，必须根据具体的地理地势及自然气候条件进行调整。

        1中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司四川成都 611130；
        2天津市市政工程设计研究院天津市 300000
        摘要：市政道路工程中的软基处理是城市道路施工质量及正常运营的重要影响因素，对路基的处理方案不是一成不变的，必须根据具体的地理地势及自然气候条件进行调整。
        关键词：市政道路；软弱路基；方案设计；调整
        引言
        市政道路工程项目拥有规模大、技术复杂等特征，对市政企业和施工承包方要求较高。由于管理不利将可能造成经济损失甚至导致项目失败。因此针对工程项目中各项技术应用应加强重视。
        1市政道路软基简介
        道路软基是市政道路施工中一个比较常见的问题，指的是地基部分强度较低，含有很多有机物质成分，属于软弱土层。同时与其它路段相比，地下淤泥比较深厚，呈现出不均匀分布的情况。根据我国不同地区不同的地域风貌，在道路软基的处理过程中，也可以采用很多不同的方法。市政道路施工当中，如果遇到透水性差、压缩性大、强度低、表面含水量大的软弱土层，如淤泥、黏土、淤泥质土等，由于承载力和抗剪强度不足，因此需要采取软基加固处理。要先详细勘察分析软土层的具体情况，然后根据道路软基的实际性质，合理选择有效的处理方案，确保施工有效性。市政道路软基如果不能妥善处理，将会到来较大的安全风险，因此必须足够重视。
        2软基的主要处理方案
        2.1换填处理方案
        换填处理方案就是将表层不良地基土挖除，然后回填有较好压密特性的土进行压实或夯实，形成良好的持力层。从而改变地基的承载力特性，提高抗变形和稳定能力。换填处理方案大多用于浅层软土的处理，一般小于3m，对于软土层较厚时如果使用换填处理方案就会不经济，并且会产生新的问题（如深基坑、高边坡处理等），同时换填材料应满足路基填料要求。
        2.2强夯处理方案
        强夯处理方案是一种比较简单的市政道路软基处理方案，使用10t或以上的重物重锤，通过自由落体的方式，对软土地基施加高强度振动，利用每次振动产生的强大冲击力，将软土地基挤压的更为密实。这种处理方案能够缩小土质当中的空隙，降低压缩性，使地基强度满足市政道路施工要求。在粗颗粒土质、非饱和性土质当中，适用于此种方案，不过对于泥质土、淤泥、软土等地质情况，强夯处理方案就不能适用了。总的来说，强夯处理方案的优势在于适用范围比较广泛、施工方便、设备简单，可以参考土壤渗透性及土质结构等具体情况，选择合适的机械设备处理。
        2.3固结排水处理方案
        排水固结处理方案就是指对软土地基进行加压作业并在其内部加快其自身的排水，对于水力冲填土、淤泥质黏土和各类淤泥进行处理时建议采用这一方法。附加的荷载会影响到软土地基，降低其孔隙比，从而产生固结变形，而土的有效应力就会随之增加，大大的提升了沉降的速度，沉降也会提前完成。采用排水固结法处理方案软土地基时应保证其填土预压期是超过了6个月的，应详细的分析实地考察所得到了相关资料，对工后的沉降要求进行严格把控，且排水固结法设计不应对周围重要建筑物、管线等造成影响。目前，实际的工作中我们经常会用到塑料排水板法、真空预压法、袋装砂井法和堆载预压法等加固方法，根据软土性质、填土高度、沉降计算与稳定验算结果、施工工期等确定具体处理方法。
        2.4振冲碎（卵）石桩处理方案
        振冲器的振动使土颗粒重新排列并通过回填料使土体挤密，土体孔隙比减小，土的内摩擦角和干密度加大。加固土体后，桩体与桩间土共同作用，以提高地基承载力，减少沉降。碎石桩的承载力和沉降量很大程度上取决于原地基土对其的侧向约束作用，该约束作用越弱，碎石桩的作用效果越差，因而该方法用于强度很低的软黏土地基时应考虑其适用性。

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        2.5深层搅拌桩处理方案
        深层搅拌桩处理方案中，固化剂选择水泥，利用深层搅拌器，充分搅拌及混合道路软基中的软土成分和选择的水泥固化剂。这样，软土地基和搅拌桩主体能够实现良好的融合、凝结，进而提升地基强度，满足施工要求。这种方案能够将软土地基转变为复合型地基，在后续施工过程中，可以提供良好的基础条件。市政道路软土地基利用深层搅拌桩处理方案处理后，其承载力可以大大提升，有效建设和避免地基沉降等不良现象的发生，使市政道路整体施工质量安全得到保证。该方法用于处理砂土、淤泥质土、粉土等软土地基都比较适用。在实际应用中，包括了干法施工、湿法施工两种方法，可以根据实际情况选择。在该处理方案的施工中，需要检验单桩荷载及地基承载力，确保施工质量符合要求，保证市政道路施工质量合格。
        3市政道路软基处理方案调整研究
        3.1工程地质条件
        以某工程为例，工程沿线主要以岗地工程地质单元为主，地形起伏较大，地形以山地为主，由于周边施工回填等原因，现状地面与原状地面发生了较大变化，勘察期间拟建道路沿线为新近填土堆放处。勘察区地下水类型主要为上层滞水。主要赋存于①素填土层中，整体水量较小，主要接受大气降水的补给，由于填土的性质松散，无连续、统一的水位面，水量贫乏，水位随季节的变化而变化。场地地质条件根据钻探揭露及勘探深度，地质情况按岩性及工程特性，自上而下依次划分为①素填土、②粉质黏土、③-1强风化泥质粉砂岩（Exn）、③-2中风化泥质粉砂岩（Exn）。其中，素填土为红褐色，干燥，松散，主要成分以黏性土及强中风化粉砂岩碎块组成，填土均匀性较好，回填时间约半年；土、石等级为Ⅰ级，土、石类别为松土。
        3.2原路基处理方案及现场实施
        根据地勘报告素填土性质及地下水情况，结合施工时间、工程造价等因素；并参考已成功实施强夯路段的经验，对本工程路段软基采用强夯处理。强夯具体处理方案如下：（1）强夯锤重不小于150kN，锤底面形式采用圆形或多边形，锤底面静接地压力值可取25～40kPa。（2）单位夯击能初步选用4000kN•m；最终夯击能和夯击次数应根据现场试夯确定，以最后2击的平均夯沉量小于100mm确定。夯击遍数采用点夯2～3遍，必要时可适当增加；最后再以低能量满夯2遍，满夯可采用轻锤或低落距锤多次夯击，锤印相接。
        3.3处理方案变更
        根据工程现场实际情况，初步拟定3个方案：振冲碎石桩法、高压旋喷桩法、砂石换填法。对以上方案就施工难易程度、施工工期、工程经济性等方面进行综合比较。
        3.4地基处理的沉降计算及实践依据
        3.4.1路基变形计算
        根据规范规定，复合地基设计前，应在代表性的场地上进行现场试验或试验性施工，以确定设计参数和处理效果。目前，地基处理还没有完整的计算理论基础，只有简单的验算方法。由于素填土土质不均匀，地勘报告难以提供关于变形计算的参数。
        3.4.2路基试验段检测
        根据专家意见，路基处理实施前应在代表性的场地上进行现场试验或试验性施工。因此，现场选取20m×20m试验段进行试打，并出具效果检测报告；表明振冲碎石桩处理后路基可以满足路基设计要求。
        结束语
        在市政道路施工过程中，经常会遇到软弱地基的情况，其承载力不能满足道路施工及使用需求，因此需要做好处理。目前市政道路软基处理方案有很多种，不同方法也有着不同的适用范围和适用条件，在施工中应当根据实际情况合理选择，妥善处理，以确保施工质量合格。
        参考文献：
        ［1］刘立群.市政道路软基处理存在的问题及应对措施［J］.交通世界，2019（Z1）：118-119.
        ［2］陈更生.市政道路软基处理工程技术探析——以福建省泉州市为例［J］.建材与装饰，2018（42）：254-255.
        ［3］余希帆.市政道路下穿高速公路软基处理方案比选［J］.城市建设理论研究（电子版），2018（26）：128-129.