城市道路软土地基处理（精选12篇）
城市道路软土地基处理 第1篇
关键词：公路,软基,砂垫层
1 前言
软土, 简单的来说就是强度比较弱, 压缩性很高的土层, 主要包括淤泥、粘性土等, 软土在工程上所表现出的特点是土质自身的含水量比较大, 土中的空隙很大。在以前的道路建设中, 也遇到过软土地基的现象, 但是受当时道路条件的限制, 所以很少的软土地基得到处理。但是随着我国道路交通的快速发展, 道路修建的增加及道路外围的建筑物的增加, 就对道路的质量要求更加的严格, 我们必须认真的对待软土地基的现象, 尽量找到解决的措施。
2 软土地基浅层处理法
2.1 表层压实法
如果路面的表面是砂土层, 我们可以采用表面压实的方式对路面进行加固, 在进行处理的过程中要注意到土质的含水量、压实机械的性能及压实的次数等, 保证压实土的含水量在工程规定的最佳含水量的范围内, 如果土质中的含水量过多的话可以采取自然晾晒使其达到最佳的含水量。
2.2 换土垫层法
如果地基表面的土为饱和淤泥质粘土, 我们可以采取换土垫层的办法来改良, 把表面的粘土、杂质等清除, 再填上砾石、碎石等透水性能比较好的材料, 对于两侧应该采用含土量比较少的砂砾, 填筑的宽度至少是一米。有些工程采用风积砂, 这种材料的稳定性和透水性都比较强, 受到短时间的水浸泡的时候不易出现沉陷, 但是如果吸收的水达到饱和的状态时, 砂砾的状态呈流动性并极易失去承载能力, 而使用天然砂的话就可以弥补风积的不足, 使路基除去多余的水分, 在干旱的地区也可以保持砂砾不被风吹走, 有利于保持路基的稳定性。
2.3 土工织物加筋垫层法
2.3.1 采用这种方法可以增加地基的水平拉力的抵抗能力, 也
就是当路堤、垫层、地基之间产生很大的滑动时, 垫层内的土工织物就可以有效的抵抗这种滑动力所带来的拉力, 保证了三者之间的稳定性, 通过计算, 这种抗滑安全系数可以提高大约百分之三十。
2.3.2 这种方法不仅可以有效的减少路基的变形程度, 保证其
稳定性, 而且还可以有效的减少因为路基变形而受到地下水的浸湿, 这种土工织物只有在受到十分大的剪应力才有可能被破坏, 所以在保证路堤的稳定性上还是很有效果的, 而且在减少了横向的位移同时也会使竖向的位移减少大约百分之五。
2.3.3 对于添加了土工织物的垫层来说具有很强的抗弯强度,
也就是在当受到外界的不均衡的应力或者是来自地下的不均衡的压力时, 垫层都可以进行自身的调节, 在受到压力的同时垫层会相应的增加自身的抗变形能力。与没有采用土工织物的垫层来说, 路基的强度特性和应力指数都有一定的变化, 强度的增加使垫层的应力扩撒效果明显的增强了, 这样就可以提高地基的稳定性。
2.3.4 土工格栅可以有效的保持路基的稳定性。因为它本身具
有良好的透水性, 即使在垫层的透水性不好的时候, 它可以进一步的改善垫层的透水性能, 我们经常在垫层的基础上再加垫一层格栅, 来增加土体的稳定性及减小土体的变形能力。
2.3.5 土工织物在工程中使用还可以起到隔离的作用, 它可以
有效的把软土垫层与其他的填料分离开来, 可以保证隔离的两种物质之间不混杂, 保持材料各自的作用稳定性, 使建筑结构保持稳定性, 增加了建筑的荷载能力。此外, 土工织物自身还具有分散应力的作用, 当土体受到很大的压力的时候, 土工织物可以有效的把分散这些应力, 保证土体的稳定性, 如果使用一些防水材料, 还可以保持材料的渗漏, 保护施工现场的环境。
2.3.6 滤层作用因为土工织物本身具有良好的透水性, 可以有
效的去掉颗粒、小石子等杂质, 并能够去掉水流, 起到了过滤层的作用, 可以有效的保证工程的稳定性。我们可以把它作为工程的导水材料, 把工程中多余的水分排出去。
3 城市道路深层软基处治
3.1 排水固结法
其原理是采用由水平排水砂垫层和竖向排水体构成的排水系统, 改变地基原有排水边界条件、缩短地基空隙水的排水距离、加速软土地基的固结过程。工程造价低, 施工简单, 操作容易, 效果较好。
3.2 加固土桩法
用带有回转、翻松、喷粉与搅拌功能的机械, 将软土地基局部范围的某一深度、某一直径内的软土用固化材料予以改良、加固, 形成加固土桩体, 例如:粉喷桩、旋喷桩。施工速度快、加固深度大、效果好, 但造价较高。
3.3 粉喷桩加固处理法
3.3.1 施工设计
(1) 粉喷桩施工前应准备下列施工技术资料:施工场地的工程地质报告, 土工试验报告, 室内配比试验报告, 粉喷桩设计桩位图, 原地面高程数据表, 加固深度与停灰面高程以及测量资料等。
(2) 场地平整、清除障碍。如场地低洼, 应回填粘性士;施工场地不能满足机械行走要求时, 应铺设砂土或碎石垫层。若地表过软, 则应采取防止机械失稳措施。
(3) 施工机具准备, 进行机械组装和试运转。
(4) 粉喷桩的施工工艺根据设计要求的配比和实测的各项施工参数通过试桩来确定。试桩一般为5根, 通过试桩来确定钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷气压力、单位时间喷粉量等。
(5) 粉喷桩所用的水泥 (425#普通硅酸盐水泥) 应符合设计要求, 并有产品合格证, 并经室内检验合格才能使用, 严禁使用受潮、结块变质的加固料。
3.3.2 施工注意事项
(1) 控制钻机下钻深度、喷粉高程及停灰面, 确保粉喷桩长度。
(2) 严禁没有粉体计量装置的喷粉机投入使用。
(3) 定时检查粉喷桩的成桩直径及搅拌均匀程度。对使用的钻头定期复核检查, 其直径磨耗量不得大于2mm, 当钻头提升至地面以下0.5m时, 喷粉机应停止喷粉。
(4) 当喷粉成桩过程中遇有故障而停止喷粉, 在第二次喷粉接桩时, 其喷粉重叠长度不得小于lm.粉喷桩施工时。泵送水泥必须连续, 固化材料的用量以及泵送固化材料的时间应有专人记录, 其用量误差不得大于±1%。
(5) 为保证搅拌机的垂直度。应检查起吊设备的平整度和导向架对地面的垂直度, 每工作班检查不少于2次, 使垂直度偏差不超过1%。
(6) 搅拌机喷粉提升的速度和次数必须符合预定的施工工艺要求, 搅拌机每次下沉或提升的时间应有专人记录, 深度应达到设计要求, 时间误差不得大于5秒, 施工前应丈量钻杆长度, 并标上明显标志。以便掌握钻人深度, 复搅深度。施工中出现问题应及时处理、做好记录。
(7) 粉喷桩必须根据试验确定的技术参数进行施工, 操作人员应如实记录压力、喷粉量、钻进速度、提升速度、钻人深度及每根桩的钻进时间等, 监理人员应随时检查记录情况。
4 结束语
城市道路软土地基处理 第2篇
水泥搅拌桩加固软土地基施工程序，很大程度上决定了水泥搅拌桩的质量。首先需要准备施工所必备的技术资料，包括：场地的地质勘查报告以及搅拌桩设计桩位图等基础性资料;其次，确定水泥用量和水灰比，确保水泥掺入比符合设计标准。水泥搅拌桩施工程序应遵循桩位放样、搅拌机定位、检验装机、制备水泥浆、预搅下沉、喷浆搅拌、提升、重复搅拌下沉提升、关闭搅拌机、清洗移至下一根桩定位，重复以上程序等一系列的施工流程。严格按照每一个施工步骤，确保水泥搅拌桩加固软土地基的处理效果。
4.2 施工要求
水泥搅拌桩施工可采用二喷四搅法施工工艺，施工时注意搅拌速度和操作方法。钻机下沉速度控制在0.38～0.8m/min，提升速度控制在0.3～0.5m/min，注浆泵出口压力控制在0.4～0.6MPa，为保证桩端桩顶施工质量，当浆液达到喷浆口后，应喷浆座底30S，使浆液完全达到底端，当喷浆口到达桩顶标高即停止提升，再搅拌数秒，以保证桩顶均匀密实，不得中断喷浆。
4.3 水泥搅拌桩的施工质量控制
为了确保水泥搅拌桩加固软土地基的处理效果，结合城市道路工程的实际情况，避免施工中出现严重的质量问题，水泥搅拌桩施工需要控制钻机深度及停浆面、搅拌速度、压力及水泥浆用量、搅拌桩的垂直度、搅拌机的操作规定等几项内容。只有充分重视水泥搅拌桩的操作规定及垂直度，才能确保水泥搅拌桩加固软土地基的质量。
5 结语
综上所述，在我国社会经济发展中，城市道路的质量，在很大程度上影响着城市的现代化发展水平。水泥搅拌桩在城市道路建设中的应用范围逐渐扩大，在处理淤泥、淤泥质土、粉土等地基加固方面取得很大的成功，对超软土地基处理的效果也非常明显。为了进一步提高城市道路软土地基的处理效果，结合城市道路工程发展的实际情况，有效的开展水泥搅拌桩加固软土地基在城市道路中的应用，具有积极的现实意义。
参考文献
[1] 王春梅，王虎.“四位一体”实践教学模式探索与实践[J].杨凌职业技术学院学报，，10(02).
城市道路软土地基常用的处理方法 第3篇
关键词市政工程；软土路基；处理方法
中图分类号U4文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)012-0145-01
1软土地基对城市道路的影响
软土地基的特点是强度低、固结慢、变形大，在软土地基上修筑道路最突出的问题就是稳定与沉降变形。软土地基对道路还有一种影响，即其含水量不能达到较好的压实要求和其他的技术标准。
2软弱地基的处理方法
针对软弱土地基的特性，目前在道路施工过程中主要通过换填土、夯实、深层搅拌桩、喷粉桩、塑料排水板、碎石桩、加筋等技术手段对软弱土地基进行处理，如选用不当或施工方法错误，不按规范和操作规程进行，就会造成质量事故。下面对以上方法进行单独介绍。
2.1换填土法
换土加固是处理浅层地基的方法，所谓换填土法是指当地基持力层的承载力和变形满足不了设计要求，而软弱土层的厚度又不是很大时，一般采用把一定厚度的弱土层挖除，然后分层换填强度较大的砂或其它性能稳定、无侵蚀性的材料，并压实至要求的密实度为止，多用于公路构筑物的地基处理。机械碾压、重锤夯实、平板振动可作为压实垫层的不同施工方法，这些施工方法不但可处理分层回填土，又可加固地基表层土。换填土法的加固原理是根据土中附加应力分布规律，让垫层承受上部较大的应力，软弱层承担较小的应力，以满足设计对地基的要求。换填土法适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘等的浅层处理。换填土法要注意换土夯实中出现橡皮土，换土用的土料不纯、分层虚铺厚度过大、土料含水量过大、过小或机械使用不当，夯击能量不能达到有效深度时，都会造成换土后的地基达不到设计要求的密实度。
2.2夯实法
夯实地基分重锤夯实地基和强夯夯实地基：
1）重锤夯实是用起重机械将特制的重锤，提升到一定高度后，将重锤自由下落，重复夯击基土表面，使地基土受到压实加固，从而达到满足设计要求的承载力。是属于浅层地基处理方法之一，此法适用于地下水位以上稍湿的粘性土、砂土、湿陷性黄土、杂填土和分层填土地基的加固。施工前必须在建筑地段附近进行试夯，选定锤重、底面直径和落距，以便确定最后下沉量及相应的最少夯击遍数和总下沉量。地基夯击时，地基必须控制在最优含水量范围内，如太干，可适当加水，加水后应待水全部渗入土中后，并检验土的含水量已符合要求，方可进行夯击。若地基土的含水量过大，可铺撒吸水材料，如干土、碎砖、生石灰等。分层填土时应取含水量相当于或略高于最佳含水量的土料，每层铺填后应及时夯实。分层夯实填土时，必须严格规定控制每层铺土厚度。试夯时的层数不小于二层。
2）强夯地基是用起重机械将大吨位的夯锤（一般大干8t）起吊高度至大于61TJ，自由落下，对土体进行强力夯实，以提高地基强度、降低地基的压缩性。适用于砂质土、粘性土及碎石、砾石、砂土、粘土等的回填土。施工前要进行试夯确定：各夯点相互干扰的数据；各夯点压缩变形的扩散角；各夯点达到要求效果的遍数；每夯一遍孔隙水压力消散完的间歇时间。根据不同土层不同的设计要求，选择合理的操作方法（连夯或间夯等）。在易翻浆的饱和粘性土上，可在夯点下铺填砂石垫层，以利孔隙水压的消散，可一次铺成或分层铺填。强夯施工最好在干旱季节中进行，在雨季应采取措施防止场地积水，导致土质变软，以致产生挤出现象，降低强夯效果。
2.3深层搅拌桩
此方法是利用水泥或石灰等其它材料作为固化剂的主剂，通过特别的深层搅拌机械，在地基深处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，形成坚硬拌和柱体，与原土层一起起到复合地基的作用。其优点是：能有效减少总沉降量、地基加固后无附加荷载、能适用于高含水量地基等；但造价较高且施工质量难以检测，在设计时，应具体情况具体分析，根据不同的地质条件和荷载条件调整配合比、置换率、桩长等，以满足承载力及沉降的要求。深层水泥搅拌桩适用于处理淤泥、砂土、淤泥质土、泥炭土和粉土，在沿海公路工程施工中得到了广泛的应用。施工前应先进行试桩，试桩的目的是为了寻求最佳的搅拌次数、确定水泥浆的水灰比、泵送时间、泵送压力、搅拌机提升速度、下钻速度以及复搅深度等参数，以指导下一步水泥搅拌桩的大规模施工。
喷粉桩是利用粉体喷射搅拌机械在钻成孔后，借助压缩空气，将水泥粉等固体材料以雾状喷入需加固的软土中，经原位搅拌、压缩并吸收水分，产生一系列物理化学反应，使软土硬结，形成整体性强、水稳定性好、强度较高的桩体，与桩间土一起形成复合地基，从而提高路基强度。其特点是强度形成快、预压时间短、地基沉降量小。喷粉桩加固软基主要适用于高含水量、高压缩性的淤泥、淤泥质粘土及桥头软基的处理。有关试验表明，一般含水量大干35％的软基宜选用喷粉桩。喷粉桩使软土地基竖向承载力的提高与桩位土质、含水量、固化剂掺入比、土灰混合均匀程度和龄期等因素有直接的因果关系。
1）土质：喷粉桩原位土以粉土为最好，掺入固化剂、粉土的强度增长效果远比对淤泥质土和粘性土的效果好；土粒越粗、增强效果越明显；同时，原位土越纯凈，增强效果越好；软土层中有机物质含量越多，则增强效果越低。因此，喷粉桩适宜被加固软地基土为粉土、砂土、粉砂土、粉质粘土、淤泥等土层，而不适宜含有石块、树根、有机物的人工填土层。
2）含水量：在软土层中、尤其是粘土层中，存在着一个最佳含水率，天然土中的每一个含水量值对应一个最佳固化剂掺入比，如超出这个对应界限，增强效果则不明显。喷粉桩适用于含水量不小于23％的土层，效果最好的含水量为30％～60％。
3）固化剂掺入比：固化剂的掺入量与固化料的类别、加固地基土质情况、含水量、原位土的承载力、设计要求的桩体强度和复合地基承载力等条件有密切的关系。试验资料说明：当单桩强度值一定时，固化料强度等级越高，掺入量就越少；原位土颗粒越粗，土质越纯净，掺入量越少；土层含水量越小，掺入量越少；原位承载力越大，掺入量越少。
4）混合料搅拌均匀程度：喷粉桩的强度与土料混合均匀程度成正比，灰土搅拌越均匀，其改善原状土的效果越好，相应的抗压强度越高。
5）龄期：喷粉桩的强度随养护龄期的延长而增大。28d内强度增长显著，尤其在前7d，强度急剧提高，一般可达到28d强度的60％左右，可达90d强度的35％～50％，28d后强度仍然有明显增长，90d后强度增长缓慢，因此，喷粉桩的无侧限抗压强度标准值以90d龄期作为强度指标。
3结束语
软土地基有极大的危害性，如果不处理或处理不当，就会造成地基失稳，使道路沉降过大或小均匀沉降，对道路成不同程的的危害，以上介绍的只是工地常用的几种处理软土地基的方法，具体施工还要根据工地的实际情况来选用，有时几种方法可以交替或一起使用。以确保工程的质量。
参考文献
[1]钟小勇.沿海地区软土路基处理方法浅讨[J].四川建材,2009,1.
城市道路软土地基施工及处理方法 第4篇
1 垫层法
垫层法属于软土地基浅层处理方法, 包括换土垫层法, 换土加筋垫层法及加筋碎石垫层法。该方法适用于淤泥, 淤泥质土, 冲填土等软弱地基的浅层处理。采用人工或机械挖除路基下软土, 换填强度较高的粘性土或砂、砾、卵石等材料。合肥市某大街K0+220～K1+120段软土段, 采用清淤换填, 即将腐植土及淤泥清除后换填。清除80cm, 分两层换填, 底层填筑40cm卵石, 上层填筑40cm天然砂砾, 分层压实, 经试验检测达到设计要求。合肥城市道路改建工程, 有些路段土床软弱, 含水量过大, 赶上雨季施工, 不具备晾晒条件而且要保证工期, 常采用30cm左右厚天然砂砾处理, 设置承托层, 路床很容易达到设计要求。当换填超过1m时, 每隔0.5cm设一层土工布格栅或土工布, 效果会更理想。经换填处理的地基, 可以把上部荷载扩散传至下面的下卧层, 以满足上部建筑的地基承载力和减少沉降量, 也可以加速软弱土层排水固结和强度的提高, 调整了地基强度的不均匀性, 也防止了冻胀。
2 抛石挤淤法
该方法适用于常年积水的洼地, 排水施工困难, 表土呈流动状态, 厚度较薄, 片石能沉在底部的泥沼或厚度小于3m的软土路段, 采用抛投片石, 粒径大小不宜小于30cm, 且小于30cm粒径的含量不超过20%。施工时先从路堤中部开始, 向前突进后再渐次向两侧展开, 以使淤泥向两侧挤出, 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, 最后填土碾压。根据地质勘察报告, 采用的施工方式是将原有淤泥层挖除1m左右深, 留有一定淤泥层, 再进行抛石挤淤, 铺设反滤层碾压密实后填土, 经过一年的自然碾压, 沉降基本稳定, 再进行路面施工, 效果良好。
3 排水固结法
该方法适用于饱和粘土, 有机质粘土的地基处理。排水固结法的排水系统由水平排水砂垫层和竖向排水体构成, 主要起到改变地基原有排水边界条件, 缩短地基孔隙水的排水距离, 加速软土地基固结过程。当软土层较薄且靠近地表或土的渗透性较好, 施工期较长时, 可以在地面铺设砂垫层而不设置竖向排水体。水平砂垫层厚度一般为50cm, 采用中砂或粗砂, 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%。水平砂垫层宽出路基两侧各1m, 并确保排水畅通。竖向排水常选用袋装砂井或塑料排水板。塑料排水板法的施工机具主要是插板机。竖向排水与水平砂垫层应连通, 施工前应先铺30cm厚砂垫层, 3%～4%横坡, 然后施工竖向排水体, 具体工艺如下:清场地、挖排水沟→铺下层砂垫层→稳压→放样→机具就位→塑料排水板穿靴→插入套管→拔出套管→割断排水板→检查并记录板位情况→机具移位→铺设上层砂垫层。对塑料排水板 (袋装砂井) 处理软土路基, 地基固结较好, 状态正常, 它既有排水固结的作用, 又能起挤密地基作用, 且施工设备简单。塑料排水板与袋装砂井比较, 塑料排水板具有插板机械轻, 效率高, 对土扰动小, 造价低等优点。采用本方法只是填土速率受限, 高等级道路采用临时路面过渡, 待沉降稳定后再做永久路面。
4 粒料桩
为提高地基承载力, 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, 对地基起置换作用。粒料桩适用于松散砂土、粉土、粘土、粘性土、素填土、杂填土、以及对变形控制要求不十分严格的饱和软粘土地基的加固或置换。桩通常采用正三角形布置, 桩径采用40cm～100cm, 桩顶设60cm级配良好的砂砾或碎石垫层。专用机械常采用振动沉管机、水振冲器等施工。
5 加固土桩
用带有回转、翻松、喷粉与搅拌功能的机械将软土地基局部范围的某一深度某一直径内的软土用固化材料予以改良, 加固形成加固土桩体。主要有水泥搅拌桩, 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, 上部土质较硬而下部软若时采用。桩的直径及设计深度、间距, 应经稳定性验算确定, 并应能满足施工后沉降的要求, 加固土桩还应进行配合比设计。
在合肥某主通道设计中采用旋喷桩处理软基。施工前应进行水泥加固土的室内试验, 根据被加固土的性质及单桩承载力要求, 确定每延米水泥用量。要求先打5根工艺试验桩, 检验机具性能及各项参数, 施工时严格按设计要求及测定的参数施工。
6 水泥粉煤灰碎石桩 (CFG桩)
水泥粉煤灰碎石桩适用于处理软弱粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土地基。采用水泥粉煤灰、碎石进行配比, 抗压强度等级达到C15。施工常采用长螺旋钻管内泵压施工和振动沉管施工方式。
7 结束语
软土地基在道路工程中造成的危害很大, 如引起路基的滑移、开裂, 路面的起伏不平, 桥涵通道处的跳车颠簸等等。如何进行软基处理, 一直是困扰公路建设者的一大难题。而上述的一些加固处理措施, 就是为了增加地基承载力, 提高地基强度, 减小地基沉降量, 使过往车辆及司乘人员能安全、快速、舒适地行驶在公路上。但是, 在实际工程中应综合考虑经济、水文、地质、材料、机械设备能力等各方面因素, 选取最为经济合理的软土地基处理方案。
摘要：笔者根据多年工程实际经验认为, 对道路施工过程中, 公路软土地基处理中主要解决的是沉降的问题。结合软土地段的实际情况, 灵活应用各种处理方法, 保证道路软土地基的稳定性。阐述了城市道路软土地基施工及处理方法。
浅议道路软土地基的处理论文 第5篇
1软土地基
我国公路行业规范对软土地基未作定义。日本高等级公路设计规范将其定义为:主要由粘土和粉土等细微颗粒含量多的松软土、孔隙大的有机质土、泥炭以及松散砂等土层构成。地下水位高，其上的填方及构造物稳定性差且发生沉降的地基。日本规范还对软土地基做了分类，提出了类型概略判断标准。在给出软土地基定义时指出:软土地基不能简单地只按地基条件确定，因填方形状及施工状况而异，有必要在充分研究填方及构造物的种类、形式、规模、地基特性的基础上，判断是否应按软土地基处理。
2软土地基在公路工程中造成的危害
2.1勘察设计不详细或不准确，导致对应该做软基处理的地段未做处理设计。
2.2已知是软土地基，但是未做好软土地基处理，造成路堤失稳或危及线外建筑物。
2.3虽然做了软土地基处理，但是措施不力，施工不当造成路堤失稳。
2.4堆料不当，未按规定分层填筑，填土过快，碾压不当，造成路堤失稳。
2.5扰动“硬壳层”或填筑不当，使“硬壳层”遭受破坏，导致路堤失稳。
3处理软土地基的方法
3.1换土垫层法
3.1.1垫层法。其基本原理是挖除浅层软弱土或不良土，分层碾压或夯实土，按回填的材料可分为砂(或砂石)垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土(灰土、二灰)垫层等。干渣分为分级干渣、混合干渣和原状干渣;粉煤灰分为湿排灰和调湿灰。换土垫层法可提高持力层的承载力，减少沉降量;常用机械碾压、平板振动和重锤夯实进行施工。该法常用于基坑面积宽大和开挖土方量较大的回填土方工程，一般适用于处理浅层软弱土层(淤泥质土、松散素填土、杂填土、浜填土以及已完成自重固结的冲填土等)与低洼区域的填筑。一般处理深度为2m～3m。适用于处理浅层非饱和软弱土层、素填土和杂填土等。
3.1.2强夯挤淤法。采用边强夯、边填碎石、边挤淤的方法，在地基中形成碎石墩体;可提高地基承载力和减小变形。适用于厚度较小的淤泥和淤泥质土地基，应通过现场试验才能确定其适应性。
3.2排水固结法在软基处理中，袋装砂井和塑料排水板是最常见的、最简单的施工方法。
3.2.1塑料排水板塑料排水板是带有孔道的板状物体插入土中形成竖向排水通道，改善地基的排水条件，缩短排水途径，地基承受附加荷载后排水固结过程大大加快，进而使地基强度得以提高。
3.2.2排水板材料①多孔单一结构型，是一种经特殊加工的两块聚氯乙烯树脂透水板，两极之间仅有若干个点以突缘相接触，而其间留有许多孔隙，故透水性好。该种材料具有耐酸碱、不膨胀、不变质等特点。但排水板在土压力作用下，过水面积将会减少，影响排水效果。②复合结构型，内为用聚氯乙烯或聚丙烯作成的芯板，外面套以用涤伦类或丙烯类合成纤维制成的滤膜，板宽一般为100mm，厚3~4mm。
3.3振密、挤密法振密、挤密法的原理是采用一定的手段，通过振动、挤压使地基土体孔隙比减小，强度提高，达到地基处理的目的。
4深层搅拌桩法的加固原理及其施工中的应用
4.1深层搅拌桩是用于加固饱和粘性土地基的一种新方法。它是利用水泥材料作为固化剂，通过特制的搅拌机械，在地基深处就地将软土和水泥浆液强制搅拌，由固化剂和软土间所产生的一系列物理、化学反应，使软土硬化成具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥加固土，从而提高地基强度和增大变形模量。
4.2深层搅拌桩适宜于处理淤泥、淤泥质土，地基承载力不大于120kpa的粘性土和粉性土等土层。其施工时无振动、无噪音、无污染，且施工工期短等因素，已被利用于建筑行业的各种地基加固工程中。
5室内配比试验
5.1土性分析取原位土进行土工试验，该工点土层从上至下依次为：淤泥质砂粘土、粘砂土、细砂、砂粘土。
5.2配比试验采用1:0.48的水灰比，并分别取13%、15%及17%的水泥掺入量拌制成水泥浆液，与上层原位土（即淤泥质砂粘土）搅拌制成土桩试块，按土工试验技术规程进行养生后测出不同龄期土桩试块的无侧限抗压强度。
根据配比试验结果，施工中采用水灰比为1:0.48，水泥掺入量15%，即每米土桩57kg水泥的配比进行控制。
6施工机械
水泥搅拌桩的施工机械为钻机、粉浆机和空压机。
钻机：是水泥搅拌桩的主要成桩机械，应具有动力大、操作灵活、能按不同速度均匀地正向钻进和反向提升、能前后左右自行移动的功能。
喷浆设备：是定量发送浆体材料的设备，包括储灰罐、发送装置、计量控制装置等，是施工的关键设备。
压缩机；力水泥搅拌桩施工提供一定压力的气源，使水泥浆液克服喷浆口土体阻力而喷入土中。
7施工工艺
深层搅拌桩的施工程序：桩位放样→钻机就位→检验、调整钻机→正循环钻进至设计深度→打开高压注浆泵→反循环提钻并喷水泥浆→至工作基准面以下0.3m→重复搅拌下钻并喷水泥浆至设计深度→反循环提钻至地表→成桩结束→施工下一根桩。
7.1定位搅拌机移动至设计桩位，对中，桩位误差控制在5cm之内，当地面起伏较大时，应调整起吊设备保持水平，钻杆倾斜度不大于1.5%。
7.2制备水泥浆按配比试验确定的配比拌制水泥浆，压浆前水泥浆要搅拌均匀，并保持水泥浆数量满足制桩要求，以免发生断桩现象。
7.3喷浆下搅启动搅拌机电动，放松起重机钢丝绳，使搅拌机沿导向架边搅拌切土边喷浆下沉，下沉速度由电机的电流监测表控制，一般工作电流不应大于70A。
7.4提升搅拌搅拌头喷浆下沉到设计深度后，确定水泥浆的输出量，若输出量不足，在提升搅拌过程中继续喷浆，直到满足为止，同时严格按试桩确定的速度提升搅拌头。
7.5重复搅拌搅拌头提升至设计顶面标高后，为使软土和水泥浆搅拌均匀，需进行重复搅拌。复搅过程为：将搅拌头边旋转边沉入土中，至设计加固深度后，再将搅拌头搅拌提升出地面。
7.6成桩、移位
8施工注意事项
8.1严格按设计水泥掺入量、水灰比配制水泥浆，水泥不可有结块硬化。
8.2水泥浆要经过过滤器清除杂物后才能输入搅拌轴，同时贮浆池的容量应足中有余，防止浆液供给不足而导致断桩。
8.3在钻搅施工中不得停浆，一旦断浆，立即将钻具提到断浆处上部1m处，再重新钻搅喷浆下进，严禁自断浆处续接，以保证成桩的连续性。
8.4因机械事故使配制的水泥浆发生凝稠状态时，必须更换，不得再用。
8.5钻搅提升复搅应采用反转，不得正转提升，以免将土带起造成空洞以致空心转。
9结语
浅谈市政道路软土地基施工处理 第6篇
关键词：市政道路；软土地；基础工处理
在软土地区修建道路，经常发生道路沉降变形等问题，严重影响道路的使用，并且因此造成巨大的经济损失，甚至造成无可弥补的后果。近年来，在市政道路工程建设中，软基处理问题已日益成为影响工程造价和道路使用质量的主要因素，并且越来越受到人们的关注和改进。
一、软土路基成因
路基强度及稳定性与路基干湿状况有密切的关系。路基干湿状态是由土中含水量的高低所决定的，而含水量的高低往往是由各种湿源的作用。路面由于排水设施不健全等问题，使得雨水和生活污水向路基内渗透、地下水位升高，使路基长期处于干湿的状态，加上土的水稳定性差等原因，导致路基软化。
二、软弱地基变形特点
要解决市政道路软土基地问题，就要弄清楚软弱地基的特点。它主要有三大特点：变形量大；压缩稳定所需的时间长；侧向变形比一般的土体大。变形量大：软弱土体主要指淤泥或淤质土，其自身的含有大量的水分且不易外露；压缩稳定所需的时间长：软土主要以粘粒为主，尽管孔隙比大，但单个孔隙教细，孔中的水没有太大的变化，导致饱和土受荷载作用后，水不能尽快排出，不断发生变形，其变形过程比较慢，可以会持续数年或数十年；侧向变形：比一般土体大，而且侧向变形与竖向变形之比在相同条件下比一般土体大。
三、针对软土地基的处理办法
（一）表层排水法
对土质较好但是因为含水量过大而导致的软土地基，要在填土之前，挖开地表面沟槽，排除地表水，同时降低地基表层部分的含水率，保障施工机械通行。为了发挥开挖出的沟槽在施工中达到应有的效果，应回填透水性好的砂砾或碎石。设计与施工：①沟槽的布置：沟槽在设计时要考虑利用地形自然坡度排水，同时不使来自四周挖方部位的地表水、渗透水浸入填土；②沟槽的构造：沟槽尺寸一般保持在半米左右，一般不超过一米。填土之前在沟槽内用透水良好的砂（砂砾）回填成为盲沟。纵向盲沟一般沿道路纵向或中央纵向开挖，横向盲沟一般间距10~15m之间。
（二）砂垫层法
对于地基上部软土层极薄且含水量大时，在软土地基上敷垫半米左右厚的砂垫层。这样可以起到固定软土层的作用，也使砂垫层起到上部排水的作用。同时，砂垫层又成为填土内的地下排水层，以降低填土内的水位。在进行填土及地基处理施工时，要为施工机械提供良好的通行条件。设计与施工：①如采用机械施工，在确定砂垫层厚度时，应考虑机械的重量、轮胎对地面接触的压力、偏心程度及软土地基表层强度等因素，如果仅用砂垫层来确保大型施工机械的通行，则需要较厚的砂垫层，因此要与表层排水或敷垫材料等法并用。②砂垫层施工时应设放样板。
（三）换填土法
当淤土层厚度较簿时，可采用淤土层换填砂壤土等办法进行地基处理，但是换砂较为费时且工程造价较高，一般根据适当的情况来定，最好采用填泥土为宜。也可以将软土全部挖除，使路堤筑于基底或尽量换填渗水性土。这种方法适用于软土厚度小于2m的路堤。换土法要回填有较好压密特性土进行压实或夯实，形成良好的持力层，从而改变地基承载力特性，提高抗变形和稳定能力，施工时应注意坑边稳定，保证填料质量，填料应分层夯实。
（四）土工织物加强法
土工织物的制造过程是首先把聚合物原料加工成丝、短纤维等成品，然后再制成平面结构的土工织物。土工格栅是一种主要的土工合成材料，其自身具有独特的性能与功效。土工格栅分为塑料类和玻璃纤维类两种类型。采用编织土工布和土工格栅，铺设于软基表面，可起到反滤、排水、隔离和补强的作用。
（五）抛石挤淤法
在路基底从中部向两侧抛投一定数量的片石，将淤泥挤出路基范围，以提高路基强度，但是采用的片石应该用不易风化的大石块，尺寸一般小于0.3米。在其上铺上碎石再加以浮土。这种方法的适用范围为：软土的厚度不超过3厘米左右，且表层相对稳定。
（六）添加剂法
对于表层为粘性土时，在表层粘性土内渗入添加剂，可以达到改善地基的压缩性能和强度特性，以保施工机械的行驶。同时也可达到提高填土稳定及固结的效果。添加材料通常使用的是生石灰，熟石灰和水泥等物品。石灰类添加材料通过现场拌和或厂拌，除了降低土壤含水量、产生团粒效果外，对被固结的土随着时间的推移会发生化学性固结，使粘土成分发生质的变化，从而使土体稳定。
（七）摊铺土工布法
高填土可适当分层的办法，采用土工布加强路堤刚度，并在软土基上隔垫，使承载受力均匀，避免部分被破坏。这种办法对地下水防污相当有利，也可以用土工布摊铺软土底层，并折向沿边坡作防护，这样既提高基底刚度，也使边坡受到维护，有利于排水和因地基应力再分配而增加路基的稳定性和实用性。
（八）反压护道法
当软土和沼泽较厚时，路堤两侧要填筑适当厚度和宽度的护道，在护道附加荷载的作用下，保持地基的平衡，增加抗滑力矩，防止路堤的滑动破坏，达到保护的作用。其次，再通过反压护道法使路堤下淤泥趋于稳定。护道一般的适用范围为：当路堤超过极限高度的一到二倍之间适用。施工时，护道尽量与路堤同时填筑，并且注意压实的问题。反压护道法的特点是施工便捷、费用较低，但缺点是施工用地占有大。
四、结束语
综上所述，软土地基的强弱问题或变形的问题是工程土中必须十分注意的问题，如果不处理或处理不当，就会造成地基不稳，出现道路沉降或塌陷等问题，对道路形成不同程度的危害，进而造成软土地区的工程事故。因此，在软土地区进行设计与施工的道路工程，必须从地基、建筑、结构、施工、使用等多个方面来考虑，采取相应的措施，减少地基的不均匀沉降，保证建筑物的正常使用。
参考文献：
[1]龚晓南.地基处理新技术[M].西安：陕西科学技术出版社,2009.
[2]张海勤等.浅谈沿海地区软土路基处理的设计与施工［J］.2009,(5) .
[3]徐至钧.软土地基和预压法地基处理［M］.北京：机械工业出版社,2010.
城市道路软土地基处理 第7篇
水泥土搅拌法是用于饱和软黏土地基的一种较常用的地基加固方法。由固化剂 (水泥) 与软土搅拌形成的固结体在我国称为水泥土搅拌桩。水泥土搅拌桩分为深层搅拌桩 (拌入水泥浆的湿法) 和粉喷桩 (拌入水泥粉的干法) 。
1 适用范围
水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。当地基土的天然含水量小于30%的软弱土层, 如杂填土、粉粒含量高的粉土和砂土宜采用湿法;天然含水量大于30%、塑性指数大于10的软土宜采用干法。
2 柱状水泥土搅拌桩复合地基承载力的确定
水泥土搅拌桩复合地基的设计旨在使用比刚性桩基础更为经济的手段, 充分挖掘和利用土的承载作用, 使桩和地基土共同受力, 以提高地基承载力和减少沉降为目的。
水泥搅拌桩是作为减少沉降的措施和构件来使用的所以复合地基的设计就要将其变形控制在议定的容许范围内, 并使强度和变形两者达到完全的统一。在水泥土搅拌法处理城市道路或公路软土地基的实践中, 设计可采用如下思路和步骤:
(1) 根据道路等级、路面情况、填土高度等, 确定复合地基承载力要求;
(2) 根据该道路地质资料, 选择施工桩长;
(3) 选择桩的断面尺寸、桩间距及布桩形式;
(4) 计算复合地基承载力;
(5) 复核复合地基承载力是否满足承载力要求, 复核地基沉降是否满足规范要求, 若不满足要求, 调整桩的断面尺寸、桩间距或布桩形式。
2.1 单桩竖向承载力特征值Ra的计算
单桩竖向承载力特征值应通过现场单桩载荷试验确定, 也可按式 (1) 估算, 并应同时满足式 (2) 的要求, 应使式 (2) 桩身材料强度确定的单桩承载力大于 (或等于) 由桩周土和桩端土的抗力所提供的单桩承载力。
根据广东省标准《建筑地基处理技术规范》 (DBJ 15-38-2005) , 单桩竖向承载力特征值按下式公式计算:
其中:Ra单桩竖向承载力特征值 (kN) ;
up桩的周长 (m) ;
n桩长范围内的土层数;
qsi桩周第层土的侧阻力特征值 (kPa) , 对淤泥可取4～7kPa, 对淤泥质土可取6～12kPa, 对软塑性状态的粘性土可取10～15kPa, 对可塑性状态的粘性土可取12～18kPa;
qB桩端地基土未经修正的承载力特征值 (kPa) ;
Ap桩的截面积 (m 2) ;
li第层土的厚度 (m) ;
a桩端天然地基土的承载力折减系数, 可取0.4～0.6, 承载力高时取低值;
η桩身水泥强度折减系数, 干法可取0.20～0.30, 湿法可取0.25～0.33;
fcu与搅拌桩桩身水泥土配比相同的室内加固土试块在标准养护条件下90d龄期的立方体抗压强度平均值 (kPa) 。
2.2 复合地基承载力的计算
加固后搅拌桩复合地基承载力特征值应通过现场复合地基载荷试验确定, 也可按式 (3) 计算。
根据广东省标准《建筑地基处理技术规范》 (DBJ 15-38-2005) , 复合地基承载力特征值fspk按下式公式计算:
式中:fspk复合地基承载力特征值 (kPa) ;
m面积置换率;
fsk桩间土天然地基承载力特征值 (kPa) ;
β桩间土承载力折减系数。
其中:桩身截面周长;up=2πr;桩身截面面积;Ap=πr2;单根桩分担的处理地基面积的等效圆直径de=1.055l;
3 应用实例
3.1 基础资料
广州市某亚运道路于2009年2月开始设计, 要求2009年8月开始施工, 并要求于2010年6月前完工, 工期紧。场区某地质钻孔工程地质柱状图及岩土设计参数建议值, 见表1。
3.2 计算
由于本工程工期紧, 场区淤泥层厚度为3m, 不宜采用用换填法处理, 为保证工期, 节省工程投资, 拟采用水泥土搅拌法处理地基。水泥土搅拌桩桩径采用直径0.5m, 三角形布置, 桩间距为1.1m, 如图2所示。桩顶标高16.4m, 桩长6.5m。地基承载力要求:≥100kPa。
经计算:
又根据该工程岩土设计参数建议值表中相应值计算得:
故Ra取98.2kN
3.3 检验
经检验复合地基承载力特征值fkPa=118.9kPa>100kPa, 满足承载力要求。经计算地基沉降满足要求。
4 结语
水泥搅拌桩处理软土地基能够有效地使桩、土形成复合地基, 在填土荷载作用下, 应力向桩体转移, 大大降低了桩间土的应力, 从而使地基的压缩量也相应减小。合理选用搅拌桩加固软土地基, 能有效地加快施工进度, 降低工程造价, 减小地基沉降。水泥土搅拌法处理地基不仅可以有效提高地基承载力、改善地基的均匀性、减小工后沉降、消除不均匀沉降, 有效降低工程造价、减小施工难度等, 而且具有无振动、无污染、低噪音等优势, 因此具有较好的经济效益和较广的应用前景
参考文献
[1]李彰明.软土地基加固的理论、设计与施工[M].北京:中国电力出版社, 2006:455-465.
[2]龚晓南.地基处理技术发展与展望[M].北京:中国水利水电出版社, 2004.
[3]龚晓南.复合地基设计和施工指南[M].北京:人民交通出版社, 2003.
[4]徐至钧.水泥土搅拌法处理地基[M].北京:机械工业出版社, 2004.
[5]刘玉卓.公路工程软基处理方法[M].北京:人民交通出版社, 2003.
浅析市政道路施工软土地基处理 第8篇
关键词：市政道路,软土地基,处理
1 软土地基的处理方法分析
1.1 强夯法
强夯法指的是为提高软弱地基的承载力, 用重锤自一定高度下落夯击土层使地基迅速固结的方法。称动力固结法, 利用起吊设备, 将10～25吨的重锤提升至10～25米高处使其自由下落, 依靠强大的夯击能和冲击波作用夯实土层。强夯法主要用于砂性土、非饱和粘性土与杂填土地基。强夯法由于具有加固效果好、适用土类广、设备简单、施工方便、节省劳力、施工期短、节约材料、施工文明和施工费用低等优点, 很快传遍到世界各地。一般认为强夯法目前除了对厚层淤泥质和淤泥不适用外, 对某些类型的软土强夯效果还是比较好的。从土的性质分析, 软土强夯效果决定于地基土的含水量、粒径级配及孔隙比的大小。
1.2 换土垫层法
换土垫层法是将基础下一定深度内的软弱土层挖去, 回填强度较高的砂、碎石或灰土等, 并夯至密实的一种地基处理方法。常用的垫层有:砂垫层、砂卵石垫层、碎石垫层、灰土或素土垫层、煤渣垫层、矿渣垫层以及用其它性能稳定、无侵蚀性的材料做的垫层等。此方法适用于冲填土、淤泥质土、淤泥等软弱地基的浅层处理。一般是采用机械或人工挖除路基下软土, 并换填强度较高的砂、砾、卵石或粘性土等材料。而当换填深度超过1m时, 应当每隔0.5m设置一层土工布或土工布格栅, 使效果更为理想。通过此方法换填处理的地基, 能够将上部荷载扩散传递给下卧层, 从而满足上部建筑的地基承载力, 并以此来减少沉降量, 同时加速固结强度的提高和软弱土层的排水, 还可以防止冻胀, 有效调整地基强度的不均匀程度。
1.3 添加剂法
添加剂法通常应用于粘性土层。当地面表层为粘性土时, 可以通过在表层粘性土内添加一定量的添加剂, 使软土地基的强度特性和压缩性能得到有效地改善, 从而确保施工机械的正常通行, 并且此方法还能够对高填土的稳定性提高进行有效地帮助。 目前一般采用水泥、熟石灰、生石灰等作为添加材料。
1.4 敷垫材料法
敷垫材料法通常应用于地基土层不均匀, 可能发生局部不均匀沉降和侧向变位, 可利用所敷垫材料的抗剪和拉抗力, 来增强施工机械的通行, 均匀地支承填土荷载、减少地基局部沉降和侧向变位, 以提高地基的支承能力。敷垫材料主要有化纤无纺布、土工布、玻璃纤维格栅等被广为采用。
1.5 加载法
加载法就是通过增加荷载来促进软土地基沉降, 从而增加地基强度, 并避免以后的有关构造物会发生有害沉降。其促进地基固结沉降一般都是采取增加总压的方法, 从而有效地降低土中的间隙水压, 以此来增大有效应力。当采用填土加载法的过程中一定要注意确保地基处于稳定状态。
1.6 置换法
置换法就是常用优质土来替换软弱土, 以此来保持填土的稳定, 并减少其沉降量。此方法通常采用强制置换和人工挖掘置换的方式进行, 其中人工挖掘置换的可靠性更高。其置换材料应当采用粗粒土, 这是由于粗粒土能够保证其地面即使受到水浸也基本不会降低其承载力, 当然对于置换的粗粒土要进行充分压实。
1.7 抛石挤淤法
抛石挤淤法通常应用于常年积水的洼地。由于洼地、泥沼等地形的排水施工困难, 并且表土呈流动状态, 当其厚度较薄, 从而片石能沉在底部的厚度小于3m的软土路段或泥沼时, 即可采用抛投片石, 片石粒径大小应当大于30 cm, 且保证其小于 30 cm 粒径的含量小于20%。此方法应先从路堤的中部开始, 先向前突进然后再渐次向两侧展开, 从而使淤泥向两侧挤出, 当片石抛出水面后要用重型压路机进行反复碾压使之密实, 然后上部再铺反滤层, 最后进行填土碾压。
1.8 排水固结法
排水固结法是对天然地基, 或先在地基中设置砂井等竖向排水体, 然后利用建筑物本身重量分级逐渐加载;或在建筑物建造前在场地上先行加载预压, 使土体中的孔隙水排出, 逐渐固结, 地基发生沉降, 同时强度逐步提高的方法。此方法的排水系统由竖向排水体和水平排水砂垫层构成, 主要起到加速软土地基固结过程、缩短地基孔隙水的排水距离、改变地基原有排水边界条件的作用。而当土的渗透性较好或软土层较薄且靠近地表时, 可以只在地面铺设砂垫层而并不设置竖向排水体。一般水平砂垫层厚度为50cm, 采用粗砂或中砂。水平砂垫层宽出路基两边各1m, 并保证其排水畅通。竖向排水常选用塑料排水板或袋装砂井。水平砂垫层与竖向排水应连通, 施工前应当先铺 30cm厚砂垫层, 并设3%～4%横坡, 然后再施工竖向排水体。采用此方法处理软土路基, 通常地基固结较好, 不仅有排水固结的作用, 还能起到挤密地基作用, 且其施工设备也相对简单。其中塑料排水板又比袋装砂井造价更低、对土扰动更小、效率更高、机械更轻等优点。但是采用此方法将使填土速率受限, 且高等级道路还要采用临时路面来过渡, 待沉降稳定后才能做永久路面。
2 结束语
滨海软土地区道路地基处理方案比选 第9篇
关键词：滨海软土,道路,地基处理,方案比选
软土具有含水量高、压缩性大、渗透性差、灵敏度高、强度低、土层厚、厚度不均等特点, 所以在软土地基上修建的道路不可避免地需要进行地基处理[1,2,3,4]。软土路基处理是确保工后沉降满足规范要求的必要保障,也是关系到能否在计划运营期内保持道路路况良好、保证行车舒适性与安全性的关键问题之一[5]。但是各种软基处理方法有其各自特点,选择原则是可靠实用,尽可能做到既合理又经济。在软土路基的设计和方案比选中,如何确保地质资料及计算参数的真实准确,因地制宜、恰到好处地选择地基处理,体现经济、可靠、投资少、效益高的指导原则,是软土地基处理的关键[6,7]。
1 工程概况
某滨海软土道路路线全长约4.0 km,采用双向8车道的一级公路兼城市快速路标准,设计车速60 km/h,采用机非分离的“4块板”断面形式,红线宽度50.0 m,征地宽度70.0 m。道路等级为一级公路兼城市快速路。
项目沿线主要为养殖场地、渔塘、农田、沟渠等,地形较为平坦,地面稍有起伏,地貌类型为海湾堆积地貌,属滨海潮间潮上带,线路所经地面标高为2.36～10.95 m,地形相对低洼。沿线K0 + 000～K3 + 600段为海积成因,分布淤泥厚度大(绝大部分淤泥层底深10～12 m,最深处个别段可达21 m),为软基路段,需进行软基处理。
根据野外钻探揭露情况、结合原位测试与室内土工试验成果,沿线自上而下的场地岩土层分述如下。
1)填土①(Qundefined):浅灰、灰褐色,稍湿,松散,成分较杂,均匀性很差,以黏性土为主,含中粗砂、碎石、生活垃圾等硬杂物30%～35%,堆填时间3 a左右(未经专门压实处理),局部为耕土(沿线均有分布),厚度为0.80～4.80 m。
2)淤泥②(Qundefined):深灰、灰色,饱和,流塑状,以黏粒、粉粒为主,局部含砂质成分较多,含大量腐殖物质等,富含有机质,有臭味,易污手,干强度中等,韧性中等,摇振反应慢,切面较光滑,局部为淤泥质土,海积成因,局部为池塘淤积土;此层土天然含水量高、孔隙比大、强度低,属高压缩性土,沿线均有分布,层厚2.10～19.20 m。局部分布有透镜体细砂或粉质黏土,厚度为0.80～1.80 m。
3)粉质黏土③(Qundefined):浅黄色、浅灰色、灰白色,可塑硬塑状,以黏粒、粉粒为主,局部含砂量较多,无摇震反应,干强度、韧性中等,属中等偏高压缩性土,力学强度较低,冲洪积形成,沿线大部分钻孔有分布,厚度变化大,为1.60～9.50 m。
以下土层分别为卵石、全风化花岗岩、中风化花岗岩等,土性均较好。
2 典型不处理路段沉降计算
道路沿线经过的大部分路段均存在厚度较大的淤泥质软土,根据勘察报告,选取了各个典型位置的地质断面进行沉降计算。对不同断面的计算结果汇总见表1。
m
本工程道路等级为一级公路兼城市快速路,不仅具有公路的性质,还有城市道路的功能,路面下需铺设各种市政管线(雨污水、电力、电信等)。根据JTG D302004《公路路基设计规范》(以下简称《规范》),本工程容许工后沉降:一般路堤≤30 cm,与涵洞相接路堤≤20 cm,桥头路堤≤10 cm。由表1计算结果可以看出,如果软土地基不经过处理,工后沉降一般在0.80～1.20 m,不满足《规范》的要求。所以,设计时必须考虑到软土地基沉降对行车和市政管线的影响。
3 地基处理方案初选
选择一般常规的软土地基处理方法并结合本项目的特点进行分析。
1)低能量强夯法。
属快速排水、快速击密固结的工法。由于该地区对此方法采用较少,经验积累不足,应慎重选用。
2)堆载预压排水固结。
本工程软土地基的渗透系数很小,插塑料排水板的排水效果不理想,且施工周期相对较长,堆载时间最少需12个月。
3)真空联合堆载预压法。
利用大气压力和堤身填料荷载联合加固软土的方法。真空压力(80 kPa)可起到约4 m的超载作用,因此可节省大量超载材料。此方法具有加载稳定性好、侧向变形小、排水固结快等优点。但处理后路基两侧与周边地面易形成1条纵向裂缝,真空膜在施工中容易破坏。
4)水泥搅拌桩。
目前由于施工设备的改进,计量、监理和工程质量都容易保证,施工工艺已相当成熟,已广泛应用于道路软基处理。适合无需较长的桩体即可穿透软土层,并与下层好的土体形成整体,但一般桩长<20 m。软土层经加固后形成复合地基,强度有很大的增强,有利沉降控制。处理时间一般为1个多月,一般加固效果显著,适用于工期较短的工程。
5)水泥粉煤灰碎石桩,即CFG桩。
桩和桩间土一起通过褥垫层形成CFG桩复合地基。CFG桩在受力特性方面介于碎石桩和钢筋混凝土桩之间,桩身具有一定刚度,桩体承载力取决于桩侧摩阻力和桩端端承力之和或桩体材料强度。
6)低标号混凝土桩(LC桩)。
采用素混凝土,处理原理同CFG桩。相比CFG桩,具有抗压强度高、刚性好等特点,且单价基本相当。桩和桩间土一起通过褥垫层形成复合地基。低标号混凝土桩在受力特性方面介于CFG桩和钢筋混凝土桩之间。通过调整水泥掺量及配比,可使桩体强度等级在C10～C15之间变化。
7)高压喷射注浆法(旋喷)。
高压旋喷桩的单价较高,综合处理费用为CFG桩的1.5～2.0倍。处理费用高,因此不推荐采用。
8)过渡路面处理方法。
根据当地做法,当软土厚度较大时,路基不处理,直接在软土地基上铺筑临时过渡的路面结构,利用车辆荷载对地基进行碾压处理,待通车一段时间后,软土路基沉降基本结束,再铺筑正式的路面结构。本工程要埋设各种市政管线(雨水、污水、电力、电信等),铺筑临时过渡路面后,车辆碾压造成路基的沉降会对管线造成损坏,影响其正常的使用功能。因此,不推荐采用此方法。
对低强度复合地基桩(包括水泥粉煤灰碎石桩、低标号混凝土桩)、水泥搅拌桩、真空联合堆载预压法等3种地基处理方式进行深入分析比较。
4 地基处理方案比选
4.1 经济分析与全路段方案提出
根据《规范》中沉降及稳定要求,选定各方案参数。进而根据所采用的桩型特点和参数,对各种处理方式的经济性进行比较。根据相关经济分析,真空联合堆载预压法、水泥搅拌桩、CFG桩、低标号混凝土桩(LC桩)、预制管桩(PC桩),造价依次递增。
真空联合堆载预压法造价最省,但在该地区尚未有先例,同时又有纵向裂缝及透水层需要处理、周边还不允许有建筑,施工工艺也较复杂,所以不适合在本工程中使用。该软土地区的CFG桩断桩较多。LC桩抗剪强度较CFG大,各地的经验较成熟。水泥搅拌桩在该地区有比较成熟的经验。
本工程沿线为深层软土路段,沿线共有桥梁5座,涵洞3座。路基处理宽度按照60 m计,则桥头和涵洞处理面积为31 200 m2(台后处理40 m);一般路段处理面积为184 800 m2。
依据上述分析,提出了3个最终比较方案,并进行经济分析如下。
1)方案1:
全路段刚性桩。刚性桩处理原理是利用混凝土或者钢筋混凝土成桩,桩基穿透淤泥层,与周边土体构成复合地基。目前,国内一般较常用的刚性桩有:低标号混凝土桩、预制管桩、薄壁管桩。低标号混凝土桩、预制管桩是成熟技术;薄壁管桩造价较省,但在淤泥厚、流动性大的淤泥软土中需做试桩后再确定是否采用,故不推荐使用。全路段如采用刚性桩,由于刚性桩进入土性较好的持力层,地基主要沉降变形发生在桩尖所进入的持力层本身,沉降小,处理效果好,但单价高。采用低标号混凝土桩,总造价约为1.62亿元;采用预制管桩,总造价约为1.76亿元。
2)方案2:
桥头刚性桩 + 路段水泥搅拌桩。由于淤泥层一般厚度较大(个别路段>20 m),采用一般水泥搅拌桩的施工机械已不能满足设计桩长的要求,若采用多向多轴搅拌水泥(水泥砂浆)桩则造价需增加。因此,一般路段,根据沉降计算具体情况,如水泥搅拌桩不穿透淤泥层,可以满足要求的话桩长缩短,但桩间距加密(由2.0 m变为1.5 m)。当不满足沉降要求时,可局部采用刚性桩代替。刚性桩采用LC桩,总造价约为0.73亿元;刚性桩采用PC预制管桩,总造价约为0.75亿元。
3)方案3:
桥头刚性桩 + 路段水泥搅拌桩 + 管线下刚性桩。由于道路下市政管线较多,埋置较深的主要为道路双侧污水管。如果一般路段全断面均采用水泥搅拌桩施工,待管线施工时,对已施工的水泥搅拌桩桩体及褥垫层均造成较大的损坏,影响原施工质量。由于刚性桩可以独立成桩,桩体变形较水泥搅拌桩等柔性桩小许多,在有污水管处追打至管底标高,可以大大减小管线沉降,而路基部分仍采用水泥搅拌桩,降低造价。刚性桩采用LC桩,总造价约为0.82亿元;刚性桩采用PC桩,总造价约为0.85亿元。
4.2 总造价比较
各方案总造价的比较见表2。
亿元
4.3 方案比选小结
本工程道路虽为一级公路兼城市道路,但是路面下各种管线众多,地基处理必须考虑到管线的因素。地基处理完成后,应先放置15 d以上(混凝土初凝及扰动土恢复),路堤填筑完后应预压1个月以上,方可进行管线的施工。3个方案均能达到地基处理的要求,但是采用方案1造价较昂贵,采用方案2难以保证管线的工程质量。
综上所述,为保证工程质量和地基处理的效果,同时受投资控制,推荐采用方案3(刚性桩采用PC桩)作为本工程的地基处理方案。采用方案3的处理后工后沉降计算结果见表3,由表3可知采用方案3处理后工后沉降可以满足《规范》要求。另外本工程要求“地基处理完成后,应先放置1～3个月方可进行路基填筑,填筑完后应放置6～9个月,方可进行管线的施工。”管线处采用刚性桩的桩长已穿透软土层进入较好土层为宜,经计算分析的沉降与同路段水泥搅拌桩工后沉降基本一致。
m
5 结语
本文针对滨海软土地区特点,比较分析了各种常用的软基处理方法。通过规范计算、经济分析等表明:水泥搅拌桩配合特殊路段刚性桩方案能较好地处理滨海软土地区道路软基,且性价比较高,可以有效控制工后沉降。同时该方法施工方便、经济,值得在滨海软土地区类似工程中推广应用。
参考文献
[1]张惠明,徐玉胜,曾巧玲.深圳软土变形特性与工后沉降[J].岩土工程学报2,002,24(4):509-514.
[2]林代锐,李国维,黄少杰.汕汾高速公路软基超载预压卸载控制[J].河海大学学报,20023,0(4):78-81.
[3]董泽进,韩敏.软土路基沉降计算及其施工控制[J].科教文汇,2008(34):276-276.
[4]陈伟沪.城市道路软土路基的沉降计算问题[J].安徽建筑,2008,15(5):155-157.
[5]刘景政,杨素春,钟冬波.地基处理实例与分析[M].北京:中国建筑工业出版社,1998.
[6]王晓谋.高等级公路软土地基路堤设计与施工技术[M].北京:人民交通出版社,2001.
市政道路软土路基及其处理方法 第10篇
1.1 土路基的特性
道路路基敷设于天然地基上, 除了其自身荷载外, 还要承受路面上车辆的动荷载和静荷载, 为了保持路基的稳定, 就要求天然地基应具有足够的承载力。土的特性是由土与水的比例确定的。土以土粒为骨架, 颗粒间的孔隙填充着水分和气体的三相体。土的这种特性使得在土体在压实过程中, 土粒会重新组合, 内部孔隙缩小, 密度加大, 形成强度和稳定性都大大增加的密实性整体。但当土中的含水率过高的时候, 土粒之间的分子斥力加大, 反而不易被压成密实的整体, 其强度和稳定性都比较差, 这时就形成了软弱土。
1.2 软土路基的变形特点
软土是指近代沉积的软弱土层, 常见的软弱土层有淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层。软土具有强度低, 压缩性高和透水性弱等特点, 其承载力往往不能满足道路路基的要求, 必须对软土路基进行处理。而软土路基处理的技术难度较大, 如处置不当, 便会引起路面的不均匀沉降, 进而造成路面裂缝、破损等病害, 轻者影响行车舒适度, 沉降严重的还会危害行车安全并对埋设于道路下的各种市政道路的正常使用造成不利影响, 所以必须充分重视市政道路软土路基的处理。
基于软土的流变性显著、压缩性高、抗剪强度低、透水性差、天然含水量高等特点, 软土路基的变形特点主要有:变形量大、压缩稳定所需要的时间长、侧向变形大。由于软弱土体自身的含水量大, 颗粒结构主要以粘粒为主, 尽管孔隙比较大, 但单个孔隙较细, 透水较差, 孔中的水很难流动, 水分子的斥力造成土体不易压实, 即使通过长期压载排水的时间也较长, 造成土体变形量大, 压缩稳定需要的时间也较长。由于土体被毛细水饱和, 土体受荷载作用后, 水分难以排出, 土体的变形速率也非常慢, 其变形要经过数年甚至数十年, 等到最终压实后, 土体的侧向变形比一般土体要大得多。
2 市政道路软土地基处理方法
在市政道路施工中软土地基的处理方法主要有以下几种: 垫层法;敷垫材料法;添加剂法;④置换法;⑤加载法;⑥抛石挤淤法;⑦排水固结法;⑧粒料桩法。文章简单介绍CFG桩并以某工程为例介绍CFG桩在软土地基处理中的施工技术。
3 CFG桩及其优点
3.1 路基加固机理
在市政道路软基处理中, CFG桩的桩体作用很大程度上是通过设置的褥垫层来具体实现的, 在CFG桩复合地基结构体系中, 褥垫层可以通过适当的变形调整上部传来的荷载压力 (或水平力) , 以达到按一定的比例分配给桩及桩间土, 使其共同承担上部传来的荷载。CFG桩复合地基加固机理可概括为桩体的置换作用, 褥垫层的调整均化作用, 对于砂性土、粉土和塑性指数较小的粉质粘土, 采用不排土成桩工艺, 还具有挤密作用。
3.2 CFG桩特点
(1) 适用范围
CFG 桩复合地基适用于条形基础、独立基础, 也适用于筏形基础、箱形基础。就土而言, 适用于处理粘性土、粉土、砂土、淤泥质土地基。从挤密效果看, 既可用于挤密效果好的土, 也可用于挤密效果差的土。
(2) 承载力
CFG 桩桩长可以从几米到20多米均可, 并且可以全桩长发挥桩的侧阻力, 桩承担的荷载占总荷载的百分比可在40%-75%之间变化, 使得复合地基承载力的提高幅度大并且具有很大的可调性。当天然地基承载力较高时, 若上部荷载不大, 可将桩长设计得短一点。有时根据承载力要求和具体土层情况, 可采用长短桩间隔设置, 发挥不同土层的端承力。
(3) 沉降变形
CFG 桩复合地基复合变形模量大, 建筑物沉降量小是其重要特点之一。对于上部和中间有软弱土层的地基, 采用CFG桩进行地基处理, 桩端持力于下面较好的土层, 可以获得变形模量较高的复合地基, 从而有效地控制的沉降。
(4) 排水作用
当CFG桩在饱和的粉土和砂土中施工时, 由于成桩的振动作用, 会使砂土液化, 土体内产生超静孔隙水压力, 刚刚施工完的CFG桩将是一个很好的排水通道, 孔隙水沿着桩体向上排出, 直到CFG桩桩体硬化为止。
(5) 时间效应
利用振动沉管施工时, 由于振动作用, 将会对桩间土产生扰动, 特别是高灵敏度的土, 会使其结构强度丧失或降低, 成桩结束后, 随着恢复期的增长, 结构强度逐渐恢复, 桩间土的承载力会有所增加。另外CFG桩本身强度在28d-60d过程中增长的最快, 以后强度逐渐慢慢增加。
4 CFG桩施工工艺
4.1 工程概况
某市政工程道路标段有一处软土路基, 长约330m, 该标段全长共6.3km, 道路34m的双向四车道市政道路工程, 项目部在对软土路基的处理问题进行了研究, 从方案、实施、取材等几方面着手, 系统整合出一套完整的应对当前施工段软土路基处理方案。桩长:针对实际工程, 根据地质资料, 该路段19.4m 左右以下为强风化泥质粉砂岩, 故桩长取20.4m;桩径、桩间距、桩体强度:根据填土高度、路面结构层厚度、车辆动载以及适当的安全贮备等情况, 复合地基承载力标准值取250Kpa, 天然地基承载力标准值45Kpa, 代入计算公式可得桩距S=1.46m, 考虑到留有一定的安全贮备以及便于施工, 实际桩距应取1.30m;垫层厚度及材料:平均桩长22.0m, 桩径500mm, 桩体强度C15 (材料配合比∶水泥∶碎石∶沙子∶粉煤灰=1∶6.35∶3.34∶0.87) , 桩距1.3m, 采用正方形布置, 垫层厚0.3m, 采用2-4级配碎石。
4.2 施工机械设备
CFG桩施工工艺是由长螺旋钻机、混凝土泵和强制式混凝土搅拌机组成的完整的施工体系, 本工程项目部租用2台ZKL800BB型步履式长螺旋钻机、1台HBT60型混凝土输送泵、自由1台JS50型混凝土搅拌机。
4.3 主要施工工艺
(1) 测量定位。测量定位采用打孔灌石灰的方法处理, 即先用直径30的钢管打孔300mm 深的深度, 然后灌入石灰粉, 再插入钢筋进行复核桩位, 施工中所有桩孔一次定位完成。
(2) 钻机就位。钻机就位前需检查场地情况, 如果场地较软, 应增加支腿接地面积。若场地坡度>30°应加垫枕木施工, 钻机就位后必须平衡, 启动四支腿油缸调整钻机水平, 确保钻塔垂直度≯1%, 对位偏差≯20mm, 钻机开钻前必须严格检查钻头上楔形出料活门是否闭合。
(3) 钻进成孔。钻进过程中根据地层变化和动力头工作电流值对钻压、转速和钻进速度进行合理调整, 钻进采用间歇式钻进方法, 即钻进一空钻一钻进, 钻进至设计深度后空车30-60s, 待电流稳定确认桩长满足要求后终孔停钻。
(4) 混凝土搅拌及泵送。混凝土搅拌应该严格按配合比配料, 严格控制好进场原材质量, 每盘搅拌时间≮90s, 经常检查混凝土的和易性及坍落度, 控制好混凝土的搅拌质量。
(5) 每桩灌混凝土结束后, 应及时进行封顶以保护桩头。
(6) 施工中遇到地下障碍使桩位偏移时应及时处理后再次就位, 并对混凝土泵送中遇到输料管堵塞或钻进中出现的异常问题及时正确处理。
(7) 施工中质量控制措施。如何避免出现断桩是CFG桩施工的重要问题, 只要做好CFG 桩施工前的工艺试验, 加强施工过程的监测, 一般可以避免上述成桩质量事故的产生, 特别是断桩事故的发生。
摘要：软土路基的处理的目的是提高该段公路路基的稳定性和承载能力。在市政道路工程建设中, 软土路基在施工中经常会碰到, 软土路基处理情况的好坏影响着道路工程的质量以及行人车辆的安全。文章主要简要分析软土路基及其处理方法之一——CFG桩施工技术, 仅供参考和借鉴。
市政道路软土路基处理技术探讨 第11篇
【关键词】公路；路基；软土；处理
1.软土路基的处治目的与方法
1.1软土路基的处治目的
软土路基的处治目的是为了保证路基在施工及使用期间不会发生局部和整体的剪切破坏，满足稳定性要求，并在使用期间内部发生较大的沉降和不均匀沉降，保证路面结构的完整以及车辆行驶的平稳性、安全性以及舒适性。
1.2软土路基的处治方法
软土路基的处治方法有很多，下面主要介绍几种常用的方法：
浅层处理法：当软土层在表层且其厚度小于3m时，采用生石灰等拌合、换填、堆土或抛石的方法来进行浅层处治。
粒料桩法：通过置换软土，加快土基的排水固结，依靠桩的应力集中作用来提高稳定性系数。
强夯置换法：在粉土或粘性土路段，在夯坑内填充碎石、各种粗颗粒、或块石。强夯法的特点是施工速度快，处理效果好。但采用强夯法时要通过现场试验来验证其可行性。
排水固结法：在软土地基上加压并配合内部排水，加速软土地基的排水，加快软土固结的处理方法称为排水固结法。适用于处理各类淤泥、淤泥质粘土及冲填等饱和粘性土地基。
路堤荷载预压法：增加路堤荷载从而增加作用于地基上的总应力，提高地基强度，并加快固结沉降。一般采用慢速加载法以保证在填筑过程中地基不致失稳。
加固上桩法：将具有固化作用的材料比如石灰、水泥等添加到土壤中，然后用如深层拌和机、旋喷机械等专业的机械把软土地基下面将根据工程实践选用合适的软土路基处理方法。
2.工程概况
某市开发区沿海大道工程，其计划大道红线宽度为50m，全长10公里，机动车双向六车道，设计时速60公里每小时，理论通行能力为双向7000辆每小时。由于该地段有部分处于滩涂地带，地质结构复杂，存在软弱土层，但区域稳定性良好，切其下部土层力学性质较好，如果采用合适的处理方案，修筑路基是可能的。但由于该地段在原有的自然滩涂上吹填了一定的淤泥，基本属于流塑状态，并且路基限定工期不到五个月，以上不良因素给路基施工带来了很大困难。
为了保证工程质量，减少工程造价，缩短工程周期，经过一系列的论证研究，在浅层处理法、粒料桩法、加固上桩法、排水固结法、真空预压法、真空堆载联合预压法、强夯置换和挤淤等若干种可能的地基处理方案中排除了资金用量大，工期时间长、施工工艺困难等可操作性不强的处治方案，初步确定采用强夯置换挤淤的处理方法。
2.1强夯置换挤淤
2.1.1加固处理工序
该方法的具体施工工序：
（1）设置施工通道，并建立强夯平台。
（2）沿路基的纵向，在原有的软土层上抛石回填，直至机械能够进入为止，在这个回填自然级配山胚石的过程将会产生挤淤，这样会形成中间厚、两边薄的横断面，其最小回填厚度不小于2m。软土层平坦，片石在抛投的过程中会沿着路中心线向前抛填，然后渐次向两侧抛填，等淤泥挤出时向两侧吹填。
（3）在50m的强夯平台形成后再开始强夯。
（4）在路基处理完毕后要经过检验后才能再进行下一道工序的施工，其主要检验指标参数测设是容许工后沉降小于20cm，土基回弹压缩模量大于20MPa，弯沉小于0.055cm，压实度应大于95%。
（5）大约15天之后再进行路面结构层的施工。
2.1.2 夯击技术要求
强夯要分三次进行：
第一次强夯的夯击能力大约为1000～4000，其夯点间距约为6m，呈梅花形分布，进行单点定点的强夯，在这个夯击的过程中，夯击能要逐渐增大，夯坑补料要求填料的最大粒径不得大于30cm，含泥量不得大于5%，在下一次的夯击之前务必要先将上一次夯击过后的淤泥彻底的清理，在夯击之前夯坑内不允许存在着水，且各个夯击点保持不变，它的位置有中线的坐标控制，依次夯击，直到最后一次夯击的纵向贯入度不得超过10cm，该次强夯大致已完成主体的强夯作用，它的应力消散时间大约为16天。
第二次强夯是第一次的补夯，其夯点是第一次强夯夯点的间点，以及梅花形夯点的中心点，其夯击能约为2000 ，并且点夯的处理方法和第一次的处理方法大致相同，合格要求也差不多，在这次的夯击过程中，可以出现与第一次夯点间的隆起，此处的处理方法是将该隆起挖出，然后填上碎石，但其换填深度要控制在60cm。
第三次的强夯的夯击能1000，夯锤必须为圆锤，且其直径规格是2.2米，这次的强夯的各个夯点不必与前一次的夯点相重合，只需一次夯击就行。然后检查地基承载力了，如果没有达到所要求的地基承载力，那么需要继续补夯。最后用碎石渣补平，这些碎石渣的粒径要在1～3cm之间，且其厚度为20cm。然后再在上面铺上一层土工布，并将约30cm的风化砂碾压在土工布上面以找平到路基设计标高。另外，土工布的错缝搭接处不得小于50cm，这主要是起到了防止地下水侵蚀路基以及避免风化砂出现渗漏而引起的不均匀沉降的作用。
此方案最终达到的效果是强夯置换挤淤，使得其路基基层形成了类似于碎石桩的桩柱，并形成复合地基，以达到稳定整个路基的目标。
2.1.3 处理效果检测
经过强夯置换挤淤后，对路基的稳定性进行计算。根据交通部标准《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》TJ017-96中的规定，要考虑路堤的自重以及路面的增重和行车荷载，而不用考虑行车动荷载的影响。另外，要采用圆弧条分法以及有效应力法，其稳定安全系数要均大于1.30，并都要考虑经验系数。经计算，工后沉降平均为13.5cm。计算值高于高速公路和一级公路对容许工后沉降的要求。
2.2结论
采用强夯置换加固软土路基的方案对该市开发区沿海大道软土路基进行处理是行的通的，并且该方法能有效的加固软土地基，减少整体工程工后沉降，并能提高软土层的承载力，另外，该方法的技术简单可行。
3.结语
软土路基在公路路基施工中的难题，若不解决好，会造成路基沉降，影响路基稳定性。目前虽然有各自处理方法，但各有利弊，在软土路基施工中要学会因地制宜，结合实际情况，根据不同的地质条件和施工条件，施工的方便性，经济性以及可行性来选择合理的处治方案，以彻底处理软土路基，消除各种隐患，保证工程质量。 [科]
【参考文献】
[1]齐飞，张禹.软土路基施工处理探讨[J].中国城市经济，2011，（11）.
[2]罗涛波.对某市政道路工程软土路基施工探讨[J].四川建材，2012，（01）.
[3]赵云鹤.市政道路施工中的软土路基处理[J].黑龙江科技信息，2011，（15）.
[4]孙跃文.公路软土路基处治方法探究[J].科技创新导报，2008，（8）：69-70.
城市道路软土地基处理 第12篇
随着近年来高等级公路、城市快速路工程建设的飞速发展, 道路软基处理手段日趋多样化。路基稳定和工后沉降是在软土地基上进行高等级公路建设和高质量运营的关键问题, 要解决好工期、投资与质量的矛盾, 建设者必须以科学态度面对工程实际, 使之达到有机的统一[1,2]。复合地基由于充分利用桩和桩间土共同作用的特有优势, 以及相对低廉的工程造价得到了越来越广泛的应用[3]。本文着重介绍近年来在国内高等级公路建设中逐步推广应用、发展起来的道路软基复合地基处理的几种新方法、新工艺有关问题, 以期引起岩土工程勘察设计人员的重视、探讨与试验研究并运用于本地区道路软基、特别是道路深厚软基处理方案的优化设计, 在满足工期和质量的前提下, 尽可能节约投资, 以提高经济效益和社会效益。
2CFG桩复合地基
CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称 (即Cement Flyash Gravel Pile) 。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和, 用振动 (或静压、锤击) 沉管打桩机或长螺旋钻孔等成桩机械制成的高粘结强度桩, CFG桩和桩间土、褥垫层一起形成复合地基[2,4]。CFG桩复合地基通过褥垫层与路基本体连接, 桩端一般落在下部相对较好的持力层上, 可在全长范围内受力, 能充分发挥桩周摩阻力和端阻力, 因此复合地基承载力的提高幅度较大, 且沉降小、稳定快[5]。近几年虽然得到广泛推广应用, 但在设计与施工中也常遇到一些困惑。
2.1 桩径问题
根据规范要求, CFG桩桩径一般宜取350～600mm。这主要是根据工程实践经验以及机械设备情况确定的, 并不是一点也不能突破的。规范的条文中也明确说明:桩径过小, 施工质量不容易控制, 桩径过大, 需要加大褥垫层厚度才能保证桩土共同承担上部结构传来的荷载。实际工程中桩径多采用400～500mm。
2.2 桩间距选择与挤土效应问题
选择桩间距需要考虑承载力、施工能力、桩作用的发挥、场地岩土工程条件以及造价等因素, 同时还要考虑新打桩对已打桩可能产生的不良影响, 即挤土效应现象的产生。如桩顶上浮、桩身倾斜、地面隆起、严重时导致缩颈、断桩等。一般桩间距取3～6d (d为桩径) , 具体选择宜遵循如下原则[2]:
(1) 承载力要求高时, 桩间距应小些, 但必须考虑施工时新打桩对已打桩的影响;
(2) 对单、双排布桩的, 桩距可取小些。满堂布桩时, 桩距应适应放大, 且不宜采用四周向内推进施工, 这样限制了桩间土向外的侧向变形, 易造成土体大面积隆起, 断桩的可能性增大, 应采取由“中间向四周”或“一边向另一边”的施工顺序原则, 对桩间距偏小或有比较坚硬的土层时, 可采用螺旋钻引孔的措施, 以减少沉、拔管时对已打桩的振动影响;
(3) 地下水位高、地下水丰富的施工场地, 桩距也应适应放大;
(4) 对于饱和软粘土, 桩间距应适当放大 (4.5～6d) , 采用低塌落度 (3～5cm) 混合料, 安排合理的打桩顺序, 但施工新桩与已打桩时间间隔应不少于7天。另外, 施工振动将引起土孔隙水压力上升、土的强度降低, 对土和已打桩造成不利影响。因此, 在饱和软粘土地区施工时, 采用静压振拔技术, 沉管过程可不启动振动锤、静压沉管, 减少对桩间土的扰动, 拔管启锤使混合料振密, 而经施工监测确认桩体断裂并脱开, 应逐桩静压 (跑桩) 将脱开的上下桩接起来对保证施工质量是有益的[6]。
2.3 桩端持力层的选择
CFG桩在设计时, 一般应将桩端落在相对硬层上。这个硬层是相对软土来讲的。并不是指的是很硬的层 (比如基岩, 风化岩层等) 。复合地基中CFG桩变形分两个部分 (暂不考虑桩本身的弹性变形) , 即向下桩端土的刺入变形和向上褥垫层中的刺入变形。当桩端土太硬时, 如果褥垫层设置太薄的话, 实际上其也就起不了太大作用, 容易对路堤产生冲剪破坏。此时, 应该将褥垫层厚度适度增厚。如果桩端土层较软的话, 宜将褥垫层厚度设置薄些。
2.4 褥垫层厚度的确定
(1) 褥垫层的材料
通常情况下褥垫层材料宜使用中砂、粗砂、级配砂石或碎石, 最大粒径不宜大于40～50mm。不宜采用卵石, 由于卵石咬合力差, 施工时拢动较大、褥垫厚度不易保证均匀。为保证褥垫层作用得到发挥, 可在褥垫层的上、下或褥垫层中铺设土工格栅。
(2) 褥垫层厚度的确定
如果褥垫层厚度过小, 桩间土承载能力不能充分发挥, 如果厚度过大, 桩承担的荷载太小, 复合地基中桩的设置又失去意义。按《建筑地基处理技术规范》 (JGJ79-2002) 有关规定, 建筑工程地基处理褥垫层厚度宜取150～300mm, 但结合近年来国内大量的高速公路软基处理工程实践经验及刚性桩复合地基考虑负摩阻力时褥垫层厚度的计算研究[7], 在既考虑到技术上可靠又考虑到经济上合理的情况下, 在路堤荷载作用下道路软基处理褥垫层厚度宜取300～500mm。当桩距大、土性差时, 褥垫层厚度可适当增加[2]。
2.5 桩进入褥垫层长度
由于施工工艺的原因, CFG桩头不可能有与地基土面一样平, 一般都留有一定高度进入褥垫层。这个量在规范中没有具体规定, 根据各地多年来的工程实践经验, 一般来讲, 以进入褥垫层不超过2～5cm为宜。这个量由褥垫层厚度确定, 当褥垫层厚度较大时, 可以取大值, 小时, 取小值, 以利于褥垫层作用的发挥。
3 带帽预应力控沉疏桩复合地基
带帽预应力控沉疏桩复合地基主要由预应力管桩、桩帽及褥垫层组成。预应力管桩属刚性桩, 是由专业厂家采用先张法预应力工艺和离心成型, 蒸汽养护而成。
预应力管桩因其具有的适用面广、方便施工、经济环保、安全可靠等特点, 已成为高承载力、低成本、经济适用的深基础工程发展的一种趋势, 已被广泛应用于一般厂房、普通住宅及高层建筑中, 而近几年在码头、水利、交通等工程中的应用也越来越得到重视[8]。有资料表明, 在杭甬高速公路拓宽工程中将先张法预应力薄壁管桩应用于拼接工程中, 有效解决了差异沉降问题, 但却增加了投资成本, 为此提出利用桩顶配置桩帽和疏化桩间距措施, 既能最大限度地发挥单桩和桩间土天然地基的承载力, 又能达到有效控制工后沉降目的的刚性疏桩处理的复合地基处理方法[9]。
沪宁高速公路拓宽工程软基处理管桩设计中, 一般路段以先张法预应力混凝土薄壁管桩 (PTC桩) 为主, 混凝土强度等级采用C60, 直径400mm, 壁厚70mm, 而杭州湾跨海大桥南岸接线高速公路处理管桩壁厚采用65mm;对于地层中存在双层软土且中部夹有硬土层 (粘性土或砂层) 的路段, 釆用预应力高强混凝土管桩 (PHC桩) , 混凝土强度等级采用C80, 直径400mm, 壁厚80mm。预应力管桩桩位在平面上一般呈正方形布置, 桩中心距2.5～3.0m, 管桩入土端部视需要决定是否采用桩靴。根据沪宁高速公路起点试验路段研究资料表明, 路基填土高度大于4m时, 桩间距采用2.5m, 路基填土高度不大于4m时, 管桩中心距采用3.0m较为合适。管桩与桩帽的连接一般分为固接和铰接两种形式。沪宁高速公路拓宽工程管桩设计中, 预应力管桩植桩完成后, 在其桩顶采用C20混凝土现浇桩帽, 桩帽通过桩塞混凝土与管桩连接, 桩帽为正方形, 尺寸为14014030cm, 而杭州湾跨海大桥南岸接线高速公路处理时桩帽尺寸采用10010030cm, 桩帽尺寸一般可采用100～150cm, 厚度30～40cm。桩帽施工完成后, 再铺设加筋碎石褥垫层, 厚度不小于40cm (一般采用50cm) , 以便增强垫层的整体刚度, 形成桩网复合地基。
该方法一开始主要应用于高速公路深厚软基拼接拓宽工程的地基处理中, 因处理软基的效果好、工后沉降很小, 在处理20m以上深厚软基时, 综合造价比传统处理方法低且工期快, 现已越来越广泛地应用于国内高等级道路深厚软基复合地基处理的工程实践中。
4 长短桩复合地基
根据复合地基在荷载作用下位移场特性和变形性特性[10,11], 长短桩复合地基能较好地发挥地基土体和增强土体在提高承载力和减少沉降方面的潜能。复合地基加固区的存在使附加应力高应力区向下延伸, 附加应力影响深度增大。若软弱下卧层较厚, 则下卧层土体的压缩量占总沉降量比例很大, 针对这种情况, 减小复合地基总沉降量的最有效方法是加深复合地基的加固区深度, 减小软弱下卧层厚度, 通过长桩结合短桩的设计, 在附加应力较大的上部土层中设置较大密度的桩, 在下部土层中减少桩的密度, 通过调整桩的长度减小下卧层的沉降量, 从而控制复合地基的总沉降量达到设计要求。工程上一般对地基浅层土的承载力要求较高, 而对深部土层的承载力要求较低, 只要满足下卧层强度要求即可, 而长短桩复合地基浅层置换率高, 深部置换率低, 这样就合理地满足了软弱地基不同深度对承载力的要求。
长短桩复合地基中长短桩一般按正方形布置, 根据不同的工程地质条件和对沉降控制的不同要求, 可长短桩间隔布桩或只在正方形的一个角点布长桩, 其余三个角点布短桩, 这样可以大幅节省长桩用量[12]。长桩一般采用强度较高的刚性桩 (如CFG桩、预应力管桩等) 加上桩帽, 短桩常用柔性桩 (如水泥土搅拌桩等) 。
长短桩复合地基设计计算主要包括三个方面, 即长短桩复合地基承载力计算、长短桩复合地基下卧层强度验算及长短桩复合地基沉降计算。
目前, 长短桩复合地基承载力计算的主要方法是参照同一桩长复合地基承载力计算公式, 按照短桩加固后复合地基视为长桩复合地基的“桩间土”来计算[12]。而对长短桩复合地基进行软弱下卧层强度验算, 则必须把短桩底作为相对下卧层 (2区) , 长桩底作为下卧层 (3区) 进行强度验算 (图1) , 并可分别对应采用等效实体法, 应力扩散法计算[10,13]。长短桩复合地基沉降计算可采用《建筑地基基础设计规范》 (GB50007-2002) 推荐的方法, 由三部分 (3个区) 沉降量组成, 即分别为短桩区 (加固区1) 压缩量、相对下卧层区 (加固区2) 压缩量及下卧层区 (3区) 压缩量。1、2加固区的沉降量用复合模量法计算, 计算时采用各加固区对应的模量提高系数。
5 结语
