市政道路软基处理方案比较分析

1（2p）市政道路软基处理方案比较分析梁宁在城市基础建设开发过程中，由于市政道路软基处理不当引起的不均匀沉降的案例屡见不鲜。关于市政道路软基的处理不当将会导致路面开裂、破损等问题，不仅影响了市容市貌，也对市政道路预埋管线造成影响。本文分析了软基的特点和成因，介绍了几种常见的市政道路软基的处理方案，并在此基础上主要介绍了 软基处理的特点及其应用。一、软基的特点软基主要是指淤泥、淤泥质土、充填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基。由于这类软土具有天然含水量高、透水性差、抗剪强度低、压缩性高等显著的特点，在此土层上修筑市政道路将会因路基的不均匀沉降或者剩余沉降过大而引起各种路面损坏和失稳现象，例如路基开裂、下沉、滑移等问题。因此，通过对市政道路软基的处理，以提高路基的承载力和稳定性显得尤为重要。二、几种常见的软基处理方案（一）垫层法垫层法属于软土地基浅层处理方法，主要包括换土垫层法、换土加筋垫层法以及加筋碎石垫层法。垫层法适用于淤泥、淤泥质土、冲填土等软弱地基的浅层处理，通常采用人工或机械挖除路基下软土，换填成强度较高的粘性土、砂、砾、卵石等材料。换填处理后的地基， 可以将上部荷载扩散传至下面的下卧层，既满足上部结构的地基承载力，减少了路基沉降量，又可以加速软弱土层的排水固结，提高土层的强度，改善了路基的沉降环境。（二）排水固结法排水固结法适用于饱和粘土和有机质粘土的路基处理，它所采用排水系统主要由水平排水砂垫层和竖向排水体系构成，可以改变地基原有的排水情况，减小地基孔隙水的排水距离，且促进软土地基的固结作用。当遇到软基土层较薄、渗透性较好的情况，且施工期较长时， 可以考虑在地面仅铺设砂垫层。水平方向的砂垫层一般为 50 厘米的中砂或粗砂，垫层中的有机质含量不大于 1%，不得含有粗块和其他杂物，含泥量不得超过 5%，水平方向各宽出路基两侧 1 米，且确保排水的畅通。竖向排水则是选用袋装砂井或塑料排水板的方法。经竖向排水处理过的软基，地基的固结较好。因此，竖向排水既能起到排水固结的作用，又能挤密地基，且施工设备简单易操作。 （三）抛石挤淤法抛石挤淤法主要适用于常年积水的洼地，这种洼地排水施工困难，表土流动性大，土层较薄。在这种情况下，采用抛投片石，片石的粒径大小不宜小于 30 厘米，且小于 30 厘米的粒径不超过总量的 20%。抛石挤淤软基处理时应先从路堤中部开始，在向前突进后，随后向两侧展开，致使淤泥由两侧挤出，待片石抛出水面后，用重型压路机反复碾压使之密实，上部再铺反滤层，最后碾压填土。（四）加固桩法加固桩法主要包括水泥搅拌桩、粉喷桩和旋喷桩。水泥搅拌桩或粉喷桩适用于处理正常固结的淤泥、淤泥质土、饱和粘性土地基，特别适宜在施工场地狭窄、净空低、上部土2质较硬而下部软弱时采用。加固桩的直径及其设计深度和间距，必须经稳定性验算确定，并应能满足施工后沉降的要求。另外，加固土桩还应进行配合比设计。 （五）粒料桩粒料桩主要是为了提高地基承载力，在需进行地基处理的范围内由碎石、砂、砾等松散粒料做桩料，采用专用机械设置成较大直径的桩体，置换软基。粒料桩一般适用于松散砂土、 粉土、粘土、粘性土、素填土、杂填土以及饱和软粘土地基的加固或置换。粒料桩通常采用正三角形布置，采用 40 厘米～60 厘米的桩径，于桩顶处设置 60 厘米厚的级配良好的砂砾或碎石垫层。三、（水泥粉煤灰碎石桩）的特点及其应用软基处理方法是在碎石桩加固地基处理法的基础上发展起来的一种软基处理方案。主要是指水泥、粉煤灰、碎石和细砂加水搅拌形成的高粘强度的桩，和桩间土以及褥垫层共同形成的复合地基。与碎石桩相比，改善了桩体的刚性，能够很好地发挥桩体的侧阻作用和端阻作用。（一）适用范围为水泥粉煤灰碎石混合桩，主要由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水按比例拌和，并利用各种成桩机械制成。该桩体可通过调整水泥掺量及其配合比，致使强度等级在 间变化，是介于刚性桩与柔性桩之间的一种桩型。复合地基体系主要是由桩体自身和桩间土一起，通过褥垫层共同的起作用。可根据复合地基的性状进行工程设计。另外，一般不用计算配筋，通过利用工业废料粉煤灰和石屑作掺和料，降低了工程造价。复合地基一般适用于条形基础、独立基础、筏形基础以及箱形基础，主要处理粘性土、粉土、砂土、淤泥质土的软基。 （二）桩体的排水由于 成桩的振动作用，将会使砂土液化，且土体内产生超静孔隙水压力，隙水可沿着桩体向上排出，直到 桩体硬化为止。桩体的排水作用对减小因孔压消散太慢而引起地面的隆起和增加桩间土的密实度十分有效。（三）承载能力与沉降变形全桩长都能够承载桩的侧阻力，且桩所承担的荷载占总荷载的 40%～75%，可使得复合地基承载力的得到较高幅度的增大且具有较好的可调性。当天然地基承载力较高时，若上部荷载不大，的桩长可设计的短些。另外，根据承载力要求和具体土层情况，可考虑采用长短桩间隔设置，如此能够较好地发挥不同土层的端承力。复合地基的复合变形模量大，沉降量小。采用 进行软基处理，桩端持力于下面较好的土层，可获得较高变形模量的的复合地基，从而有效地控制道路路面的沉降。（四）时间效应处理方法施工时采用振动沉管，对桩间土的振动作用较大，若是遇到高敏感的土层，将会降低或者完全丧失结构的强度，成桩结束后，随着时间的递增，结构强度将会逐渐恢复，桩间土开始具有一定的承载力。另外，在施工的过程中，粉煤灰不断发生的水化反应会使得桩身混凝土强度提高，具有较好的承载上部压力的能力。（五）环保作用我国是个产煤大国，随着电力工业的迅速发展，粉煤灰的排放量急剧增加，每年所排放的粉煤灰总量逐年增加。因此，粉煤灰的综合利用，变废为宝、变害为利，已成为我国3经济建设中一项重要的技术经济政策，是解决我国电力生产环境污染，资源缺乏之间矛盾的重要手段，也是电力生产所面临解决的任务之一。中渗入了工业废料粉煤灰，既减少了环境污染，又成为一种具有较高经济价值的软基处理方案。四、工程实例针对半环东延长线软基处理方案，本工程软件存在的主要特点为软基很深很厚，因此重点考虑采用 处理软基。通过对半环东路软基处理进行了换填处理、加固及袋装沙井处理三种处理方式的计算及经济性比较。计算软件采用理正岩土计算，计算荷载采用城市－A 级荷载。土力学参数及地质资料采用《清远市半环东路延长段工程岩土工程勘察报告》 。工后沉降基准期为 180 月。 根据计算结果采用 处理路基基准期内的残余沉降为 5～据计算结果采用袋装沙井处理路基基准期内的残余沉降为 据计算结果采用浅层换填处理路基基准期内的残余沉降为 12～31降差为19时采用复合地基处理方式和浅层换填处理方式沉降差比较。采用浅层处理时，软弱土层较少的时候可采用 为地质剖面代表孔。用 的基准期内的残余沉降一般为 5用袋装沙井处理基准期内的残余沉降一般为 5可满足使用要求。处理方法基准期内工后沉降值（降差（程造价 优点 缺点 备注加固 5～77工期短、处理深度大，工后沉降小，对市政管线影响小造价高工后沉降满足规范要求,沉降均匀袋装沙井 91造价低，相对经济。工期、及预压周期长。需要反开挖施工市政管线。施工便利性差 工后沉降满足规范要求,沉降较均匀浅层换填 12～31 30 造价经济处理深度少于 3米，只适用于浅层软基处理。对于较深软基无法处理。工后沉降局部不满足规范要求,沉降均匀性难控制表 清远市半环东路延长段工程软基处理方案对比表五、结语文章结合笔者实践经验，总结出几种常见的软基处理方案，并对其进行比较分析。同时通过结合工程实例，针对本道路软基较厚情况，进行几种软基处理方案比较，最终选取基处理方式，从沉降验算结果表明该处理方案的可行性，可为同类工程提供参考。（作者单位：广东省建科建筑设计院）4