软土路基软基施工技术分析

软土路基软基施工技术分析

龙肖华

龙肖华

河源市城投建设工程有限公司

摘要：市政工程道路特殊地段路基软基处理时，如处理不当，会导致该市政工程道路在建成后在本路段会出现沉降、下陷等各种质量病害。本文探讨有关特殊路段软基处理方法，目的是为了保证工程质量。

关键词：特殊；路基软基；处理方法

概述

在市政工程路基施工中，遇到不良地质的特殊地段如人地填土（选矿弃渣），其透水性，富水生强，具高压缩性，是影响填土路基稳定性及安全营运的重大隐患。在进行软基处理时，针对工程沿线地质条件选择合适的方案时，要综合考虑处治方法同费用、工期、环境、施工等方面的关系，以确定合适的处治方案，保证工程质量。

一、工程实例

某市政道路工程，路基宽23m，其中K1+300～K1+545段为填方路基处治，其设计方案说明如下：1、本图尺寸以米计；2、K1+300～+545路段，覆盖层为人工填土（选矿弃渣）和第四系残坡积亚粘土，呈软塑～硬塑状态，揭露厚度为1～12米。区内下伏基岩为泥盆系上统帽子峰组（D3m）泥质页岩、泥页岩及天子岭组（D3t）灰岩，在开挖边坡及局部坡面可见泥质页岩露头：灰褐、灰黄色，泥质结构，薄层状构造，岩层风化强烈且不均，半岩半土状，呈全～强风化状态。3、该路段矿渣为人工选矿弃渣，欠压实，其透水性、富水性强，具高压缩性，是影响填方路基稳定性及安全营运的重大隐患。采用袋装砂井对路基进行处理。4、间距1.5米，按三角形布设，处理范围及深度可视施工时的实际厚度作适当调整。5、横断面型式，尺寸及边沟以路基横断面设计图为准。6、其它未尽事宜按相关规范及手册办理。

二、软基处理方法及注意事项

根据近年来修建高速道路进行软基处理的经验，可以选用的软基处理方法主要有堆载预压法、真空预压法、水泥搅拌桩复合地基、碎石桩复合地基以及低标号素混凝土复合地基、软基换填等。

1、堆载预压方案

该法即为通常所讲的排水固结法，就是在拟处理的地基中设置砂井、塑料排水板等竖向排水通道，然后分级逐渐加载，对场地进行加载预压，使土体中的孔隙水排出，逐渐固结，地基发生沉降，同时地基强度逐步提高的地基处理方法。

该法主要解决两个方面的问题：①沉降问题。②稳定强度问题。排水固结法的设计要点主要是控制竖向排水体的间距和插设深度，严格控制和调整加载速率，防止地基发生整体剪切破坏或产生过大的塑性变形，又加快了进度。

2、真空预压法

真空预压法，是将被加固软基深宽范围内完全密封，并在抽成真空的特定条件下，利用自然大气压力作为堆载的一种预压排水固结法。在真空预压过程中，加固体内外大气压差、孔隙水的渗透方向、渗透力引起的附加应力等均指向被加固土体，所引起的侧向变形，亦指向被加固土体，因此被加固软基不会产生与堆载预压那样的剪切破坏。一次可以施加相当于80kPa以上的预压荷载。

3、水泥土搅拌法复合地基

水泥土搅拌法复合地基是利用深层搅拌机将水泥或石灰和地基土在原位搅拌形成圆柱状、格栅状水泥土增强体，形成水泥土复合地基以提高地基承载力，减小沉降。适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。

对于工期紧迫和控制工后沉降严格的地基处理，最好采用水泥土搅拌法复合地基进行解决，因为该方法可以有效地控制压缩层的沉降且施工工期短。

4、碎石桩复合地基

碎石桩复合地基是利用振冲器在软弱粘性土地基中成孔，再在孔内填入碎石等坚硬材料制成一根根桩体，桩体和原来的粘性土构成复合地基。该法主要适用于粘性土、粉土、人工填土的处理。对于厚度不大，对工后沉降要求不高的淤泥或淤泥质土也适用。

碎石桩采用起重机起吊桩机，机动灵活，用装载机填料速度快，振冲造孔及成桩速度也比较快，有利于多台机组会战，确保施工工期。从工期上来讲具有其它处理方法所没有的优势。由于近些年来工程招标制度的实施，已经大大降低了碎石桩的造价。

5、低标号素混凝土桩

这里所说的用在淤泥中的低标号素混凝土桩实际就是以前在建筑工程中常用的素混凝土沉管灌注桩。目前对软弱路基工程中的低标号素混凝土桩有一种错误认识，以为低标号素混凝土桩类似于水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）。以为可以使用长螺旋钻成孔，然后注入混凝土而不是水泥粉煤灰碎石就可以了。实际上长螺旋钻成孔的CFG桩根本就不能在软弱土层中使用，因为长螺旋钻在淤泥中的成孔由于没有泥浆护壁或钢护筒很容易缩孔、塌孔。因此必须采用沉管设备以确保桩孔和桩体的形成，即采用素混凝土沉管灌注桩。

6、软基换填

指直接对不良土质采用其它合适材料置换，本法适合软基较浅或特殊地段路基。

三、软基处理方案选择

由于地质条件比较复杂，软土分布不均匀，起伏比较大，而且各个软基处理方案受到投资、工期和技术等因素的控制，需要根据具体要求的不同来分别选择适用的方案。

软基处理方案需要根据工期、投资、软土分布以及道路等级要求的特点，及软土的化学特性，区别不同情况分别采用不同的软基处理方案。

（1）对于一般路段，只要工期允许，尽量采用堆载预压法。采用水泥搅拌桩复合地基、碎石桩复合地基造价较高，如果工期紧，需要加快地基土的固结，可以采用超载预压。如果缺乏堆载材料，则可以采用真空预压法。

（2）对于会发生桥头跳车的部位，一般允许工后沉降量不大于10cm，若采用排水固结法很难满足变形控制要求，如果软基加固深度不超过15m的地段，可以采用水泥搅拌桩复合地基。水泥搅拌桩作为半刚性桩，只要桩端能够坐落到比较密实的砂层或粘性土层，就可以有效地控制地基变形，一般变形量不会超过10cm，可以有效地解决桥头跳车问题。如果加固深度超过15m，可以采用低标号素混凝土桩。低标号素混凝土桩的长度可以达到30m。

（2）特殊路基地段，如本工程实例，设计方案已经确定：采用间距1.5米，按三角形布设袋装砂井处理方案。但是该软土地基（选矿弃渣），经有关部门检测：矿渣主要成分为硫化铁，含硫量10～30%，其经过氧化产生二氧化硫，再氧化成三氧化硫，与水作用变成硫酸，其具有很强的腐蚀性（现场的地面砖块均变成了粉状）。化学专家结论：如采用砂桩处理，该段路基将长期无法稳定。最终经过施工单位提出设计变更，最后采用了片石换填方案。故方案的正确选择：要有设计单位，施工单位，科研单位，特殊情况下还要化学专家的共同参与。

因为每一种软基处理方案都具有局限性，因此在选择软基处理方案时必须要因地制宜，对各种方案根据工期长短、投资大小进行比较，经过科学论证后（特殊地段还要有关专家的参与）才能决定究竟选择哪一种方案。

四、施工监测和施工质量检测

软基处理作为岩土工程的一种，必须要贯彻“信息化施工”的原则，为了能对软基处理进行过程控制，需要采取必要的施工监测措施（特殊情况还要化学检测）。按监测信息还可及时调整设计施工方案，完善施工图设计。而为了验证软基处理效果，又要采取必须的施工质量检测措施。

在施工结束后，为了验证加固效果，要对处理过后地基进行现场静力触探、原位十字板剪切试验和标准贯入试验以及取土进行室内土工试验，主要检测地基土的强度、含水量、容重、孔隙比、压缩系数及固结压力等指标和平板载荷试验。通过对以上指标的检测，就可以知道软基加固的效果究竟如何。

五、结束语

随着市政工程道路建设越来越多，随之而来的则是由于软土地基处理不当而出现的各种病害，只有采取行之有效的设计施工处理方案，保证道路运营的安全性和舒适性，为市民出行提供便利的交通环境。

参考文献

[1]安许东，软基处理施工方法，科技与企业，2012

[2]张娟，关于道路软土地基处理方案的研究，科技创新与应用，2013