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浅析市政道路软地基处理方法

2015-07-13 411 0

前言：
　　近年来我国多地频发生城市道路坍塌的事故，危及人们的正常生活及人身安全。通过对市政道路坍塌的原因分析，道路的软地基处理不当是重要原因之一，软土地基的处理已经成为市政道路工程施工的重点。
　　一、软土工程
　　软土主要是由天然含水量大、压缩性强及承载能力差的淤泥沉积物或少量腐殖质组成的土壤。在这种土质上修建的房屋、道路等建筑工程均存在着较大的安全隐患。软土地基是软土工程中最为常见的工程种类，了解其特性与破坏机理是强化道路建设施工软地基处理的基础。
　　（一）软土地基的特性
　　其一，高含水量与高孔隙性，软土地基的天然含水量多在50%以上，液限也在40%——60%内浮动。另外，其天然空隙比多大于1，有的甚至会超过2或3；其二，渗透性差，软土地基的渗透系数一般在1×10-4——1×10-8cm/s间，由于其中夹杂着数量不等的细砂或粉土，导致其横向渗透能力高于纵向渗透能力；其三，压缩性强，受软土压缩系数在0.7——1.5Pa-1的性质的影响，软土地基压缩性也较强，具体的软土地基容易出现变形大而不均匀、变形稳定历时长等特征；其四，抗剪强度低，受前三种特性的影响，软土地基的抗剪强度较差，不能承受高负荷的压强。
　　（二）软土地基破坏机理
　　由软土及软土地基的特性分析可知软土地基存在着地基承载能力弱、沉降量大、引发槽边坡失稳破坏的可能性高等破坏机理。这些破坏机理不但会影响道路地基的具体工作的开展，还容易潜藏隐患并不定期发生作用，是日后道路正常运营中的一大潜在威胁。
　　二、市政道路软地基处理中的影响因素
　　（一）施工周围环境
　　市政道路软地基施工环境比较复杂，要结合工程实际进行处理，在处理软地基的过程中经常会存在震动、噪音及地下水位的变化等情况，因此要加强施工周围环境的勘察，加强现场的测量位移变形监测。通过最大沉降值的控制采取有效的措施减少工程的总沉降量，同时对软地基的剪切力进行控制以防止其变形。
　　（二）市政道路的等级要求
　　市政道路建设施工会受道路整体设计的综合影响，软地基的具体处理方法与市政道路的等级要求有着密切的关系，道路等级要求越高，在施工中对道路整体的平整度的要求就越高，因而在施工过程中需要采用更为有力的软地基处理方法以强化地基的沉降处理。
　　（三）地基的综合状况
　　市政道路建设施工中需要结合地基的综合状况来确定具体的施工方法。以砂性土为主的土质地基，采用挤实砂桩法或者是振动压实法来改变砂性土潜在的液化状况；软土层较浅的地基可以对地基进行简单的处理，软土层较厚则需要适当延长处理时间，为地基的沉降与固结预留充足的时间，从而强化地基的强度。
　　三、软地基处理方法
　　（一）换填垫层法
　　换填垫层法主要是针对软质土层较浅软地基的处理技术，利用人工或机械设施将软弱土质挖出而换以高强度的砂石或灰土等进行回填、压实，常常采用砂、砂卵石、碎石、灰土、煤渣或矿渣等性能稳定且无侵蚀性的换填材料，具体使用何种换填材料要结合软地基的实际厚度、土壤的具体性质以及材料来源便利等情况综合考虑。
　　换填垫层技术的具体施工步骤：将软质土层开挖出来，用砂石等各种高强度的材料进行换填，最后将其进行夯实。换填过程中要严格控制层厚，当换填深度超过1m，要根据压实度的要求进行分层夯实，确保换填区的压实度满足设计规范要求。通过材料换填方式能将道路路基所承受的压力均匀地传递到下层地基，最大限度的降低了路基的沉降量，强化了地基整体固结强度。
　　（二）排水固结法
　　排水固结法的软地基处理技术主要是利用纵向的排水体与横向的排水砂垫层构成较为完整的排水系统，此种软地基处理技术不但可以加快地基的排水速度、降低其中的自然含水量，还加快了地基的固结时间、缩短了其中孔隙水的排水距离，如图一所示。
　　排水固结法需要结合土层的渗透性、软质土层的实际厚度及其据地表的距离等综合情况来设置。对于渗透性较好或软土层浇薄的软地基处理仅需要在土层地表铺设一层强度较高的砂层并进行夯实即可。对于土层较厚且渗透性较差的软地基，必须采用如图二所示的排水综合处理办法。在利用排水固结技术时需要注意几个方面：首先，要确保软土层上方铺设的砂层的厚度在50cm以上，而砂层的上方最好能铺设10cm左右的细砂层以强化砂层的强度及渗透性；其次，砂石在进行横向上的铺设时需要比路基的两侧宽出1m，在保证其排水能力的基础上强化地基的密室程度；再次，在软土层中每隔一段距离纵向插入排水板（也可以采用袋装的砂井）以使软土层中的水含量沿着纵向的方向向更下层的位置渗透从而在降低软土层中水含量的同时强化土质的强度；最后，利用真空泵进一步将软土层中的水分进一步挤压出去，从而通过改善地基中的水含量以及土壤强度来强化地基的整体承载力。
　　图一排水固结法施工横截面图
　　（三）袋装砂井与粉喷桩结合的软地基处理技术
　　如图二所示，在含水量较高且软土层较厚的软地基的加固处理中可以利用袋装砂井与粉喷桩相结合的处理技术，其可以有效的缓解袋装砂井不适宜泥炭、有机性或高塑性粘土而粉喷桩技术更适用于强度压缩性与排水水性能差的软土技术施工范围缺陷问题，促使二者优势互补更好的推进软地基处理工作。该项综合处理技术主要是通过设置半径为35mm、间距为1.2m的袋装砂井，半径为250mm、间距为1m的水泥土搅拌桩，在软土层中每隔一段距离便插入袋装砂井与水泥土搅拌桩，而在软土层的两侧采用粉喷桩技术以最大限度的降低地基的整体沉降度的同时强化其承载力。

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