市政道路的软基处理

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　　摘要：

　　在软基路段建设市政道路，面临市政道路软基处理的问题。

　　关键词：

　　市政道路，特点，软基路段

　　一、市政道路工程有其自身的特点

　　如市政道路一般荷载都不太大(高填方处除外)，对地基承载力的要求不太高。对于刚性路面结构而言，路面结构整体性好，刚度比较大，对地基变形有一定的适应能力;对于柔性路面结构而言，即使由于路基的少量不均匀沉降而导致路面产生微小裂缝，只需稍加修补后也不影响道路的正常使用，但市政道路下埋设的管线对沉降要求相对较高。市政道路需要铺设各类管线，包括给水、排水管道，如污水管、雨水管、市政供水管道等，另外还有电力、通讯管道、煤气管道等。这些管道的铺设对路基的沉降都有一定的要求，其中以污水管、雨水管对路基沉降的要求最为严格，当管线软基压缩沉降和侧向位移时，管体产生纵向弯曲，致使管道失稳，在最薄弱处产生破裂而漏水。国内对此尚无统一的规定，人们对于差异沉降造成的管道破裂问题重视不够，通常没有对管线的软基进行特殊处理。近年来市政道路管线软基处理逐渐受到关注，但国内相关的资料很少。

　　二、城市道路软基处理的常用方法

　　20世纪80年代以来，我国的公路建设进人了快速发展时期，软土地区修建了许多条高速公路，在此期间从国外引进了不少软基处理技术，其中应用最多的有：属于排水固结法的塑料排水板(或袋装砂井)堆载预压(或真空预压)法;属于化学加固的水泥土搅拌法(包括粉喷桩和浆喷桩)，以及各种土工合成材料加筋垫层。在国内，目前市政道路的软基处理基本上借用高速公路的软基处理方法，根据目前国内的实际应用情况，常用的处理方法主要有以下几种方法。

　　(1)换填垫层法。换填垫层法就是将路基一定深度范围的软弱土层(采用人工或机械开发等方式)，换填好的土、砂、石或石屑等材料，并经压(夯)实做成压缩性低、承载力高的垫层。根据换填方式的不同可分为：换填土、抛石挤淤法及爆破挤淤法。

　　(2)加载预压排水固结法。加载预压排水固结法是预先对地基加载，通过排水体排水，使地基土固结，以提高其承载力，并减少其工后沉降。以前排水体常采用袋装砂井，并在顶上铺上一层土工布加筋垫层，既可做为横向排水通道，又可均化不均匀沉降。袋装砂井的质量受施工质量影响较大，若袋中砂灌得不够密实时，放入孔中，砂遇水将下沉，导致砂井上部脱空，不能与砂垫层连通，以致水无法排出，因此袋装砂井逐渐被塑料排水带所代替。与袋装砂井相比，塑料排水带具有施打速度较快、效率高、施工机械轻便、对软基扰动较小、可工厂化生产、抗折能力较强、受施工影响小等优点。

　　(3)强夯法。强夯是将重锤(10t以上)从高处(10 m以上)自由落下，反复多次夯击土体，迫使一定范围内的'土体压密，以提高地基土的承载力，减少沉降。一般适用于非饱和、粗颗粒含量较高的土质，对于饱和度较高的粘性土，一般来说处理效果不显著，尤其淤泥和淤泥质土地基，处理效果更差。这些土也有采用强夯法加袋装砂井(或塑料排水带)进行综合处理的，该方法在深圳地区有一些成功的应用实例但处理效果受施工质量的制约严重，从全国来看，总体处理效果不理想。国内外相继采用了在夯坑内回填块石、碎石、砂或其他粗颗粒材料，通过夯击排开软土，从而在地基中形成块(碎)石墩。这种方法即强夯置换法。

　　(4)深层搅拌法。深层搅拌法是用水泥或其他材料作为固化剂的主剂，通过深层搅拌机械将软土和固化剂强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应，形成具有一定强度的加固体。深层搅拌法分为喷浆搅拌法和喷粉搅拌法。此类地基应视为复合地基，桩土的共同承担应力。目前国内常用于加固淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高且地基承载力标准值不大于120 kPa的粘性土，当处理泥炭土或地下水具有侵蚀性，宜通过试验确定其适用性。

　　(5)粉煤灰碎石桩。粉煤灰碎石桩(CFG)法，是利用工业废料(粉煤灰)与碎石(或砂、石屑)掺入适量水泥形成的胶凝体。它具有一定的强度、良好的和易性、流动性及容易灌注等特点，粉煤灰碎石桩与周围土体形成低标号混凝土桩复合地基，可节省水泥及砂的用量。这样有利于混合料强度发挥、废物利用、减轻环境污染，避免了炭化作用。

　　(6)加筋法。在软土地基上沿水平方向铺设一层或多层的加筋材料，并与填料组成一定厚度的加筋垫层，可以提高地基的承载力，均化地基应力，减少地基的不均匀沉降。但当地基中具有较厚的软土，如果单纯用加筋垫层来处理，即使承载力满足要求，地基也会产生较大的不均匀沉降，难以从根本上解决问题。从减小沉降方面考虑，水泥深层搅拌桩不失为一种有效的处理方案，其形成的水泥土桩复合地基的基本工作性状是：桩和桩间土的变形协调，充分发挥桩间土的作用，可以提高地基的承载力，减小地基的沉降。当软基较厚，且对承载力和沉降要求较为严格的地基处理时，可以考虑综合加筋垫层和水泥深层搅拌桩的优点，用加筋垫层和水泥深层搅拌桩复合地基联合处理软基。在加筋垫层的作用下，充分发挥水泥土桩与桩间土的共同作用的特性，提高地基的承载力，减小地基的沉降，均化地基的不均匀沉降。当加筋垫层采用新型高强土工格栅配合砂碎石时，其复合地基的整体强度大大提高，处理效果更为明显。

　　三、结语

　　在软基路段建设市政道路，面临软基处理的问题。目前市政道路的软基处理基本上是借用高速公路的软基处理方法，主要处理方法有：换填垫层法、堆载预压法、加载预压排水固结法、强夯法、深层搅拌法、粉煤灰碎石桩、加筋法。上述各种方法有其适用范围，但由于城市道路需要埋设各类管线，因此对工后沉降的要求比高速公路要高。由于软基处理方法不当，产生管线下软基的不均匀沉降，导致管线不能正常运作甚至断裂损坏，因此，寻求解决市政道路管线软基差异沉降问题的可靠的方法，冥有重大的社会、经济效益。市政管线基础的软基处理，若采用一般高等级公路的处理方案，往往难以满足管线对沉降的要求，若整个道路断面都按管线基础的要求进行软基处理，则造价太高，所以应综合考虑不同管线对沉降的要求以及地质条件、工期、经济等方面的因素，采用不同的软基处理方案。本文通过工程实例分析新型的市政道路软基处理方法―在同一断面的不同位置采用不同的软基处理方案(中间为排水固结法处理，两侧为水泥土搅拌法处理)，实测表明，该处理方法能显著提高管线地基的承载力，满足管线对沉降的要求，大幅降低造价。因此，需要进一步改进设计，寻求更合理、经济的市政道路软基处理方案和施工方法。