市政公路工程软土地基处理技术研究

高军

【摘要】软土地基处理技术在市政公路工程中比较常见，施工过程中对软土地基的有效处理与研究不但能够提高公路路基的稳定性，也能提高公路路基的承载力强度。在我国，对软土地基的处理技术有很多，还有一些在研究当中，本文将主要介绍我国目前常见的公路工程地基处理技术，并对其具体的处理技术方法进行探讨和研究。

【关键词】市政公路；软土地基；地基研究

引言：近年来，随着城市化进程的不断进步，市政公路工程也在不断快速发展，市政工程日益增加，在城市公路工程建设中，软土地基的工程建设也越来越普遍，成为一种较为常见的地基类型。虽然地基不算作建筑物的组成部分之一，但是地基基础的牢固性与否却直接影响着建筑物的稳定性与其是否能存在，在一定程度上影响着工程的造价。本文将要介绍与讨论集中软土地基中的集中常见处理技术，并对其具体的处理技术进行研究。

1、软土地基的定义

我国公路行业规范对软土地基的定义是指其强度低，压缩量较高的软弱土层.多数还含有一定的有机物质。高等级公路设计协会规范将其定义为：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。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。软土地基下沉的一个主要原因是软土地基的沉降，包括瞬时沉降、固结沉降和次固结沉降三部分。根据沉降标准，按我国现行的有关规定，用容许工后沉降——路面设计使用年限内的剩余沉降来控制。软土地基基础的基础工程主要措施有四种

第一种，是浅基础处理。这种处理是指那些只需要简单地挖槽或者铺设排水设施等普通供需就可以完成建造基础的地基。浅基础处理可以使建筑物的荷载扩散。

第二种，是桩基础处理。这种地基处理方法可以追溯到我国隋朝时期。桩处理有两种，一种是预制桩，这是直接在施工现场制桩然后沉入地基的处理方式。另外一种灌注桩，这是从地面开桩孔，然后向孔内浇灌混凝土。

第三种，是沉井和沉箱处理。沉井是将井筒沉入地基，这种方式处理的地基不仅承重基础好，而且抗震能力强。沉箱跟沉井类似，只是其井筒下方是密闭的。

第四种，地下连续墙。这种地基处理方法需要利用专门的工具在地基中建造其有承重和防渗功能的结构物。

2、市政公路软土地基的处理技术

2.1堆载预压法

预压法处理路基的目的是加快地基土沉降变形，减少路基运营后的工后沉降量，降低工程投资。采用预压地段应先安排路堤施工，保证路堤填土竣工后不少于一年以上的预压时间，路基剩余沉降量控制在无砟轨道路基要求的沉降允许范围内。

路基填筑施工至基床表层底面后，开始填筑预压土方，堆载预压土方的底面应铺一层土工布，设计超载预压土的高度一般不大于2.5m。 预压完成后达到沉降控制要求后，清除预压土及土工布，并采用重型机械追密碾压后再填筑基床表层。

路基沉降观测是路基工程施工的程序之一，沉降观测主要有以下内容：地表变化、路堤基底沉降观测、路基面沉降观测、深厚层地基分层沉降观测、松软土路堤填筑变形监测，沉降观测采用二级水准测量。

2.2真空预压法

真空预压法是软土地基加固较为有效的处理方式之一，可以很好地解决地基的稳定问题并能在短期内一次性将荷载加上去而不会失稳从而缩短工期，具有明显的经济和社会效益。真空预压法是指利用抽真空的方法，使土体中形成一个 局部的负压源，通过降低砂井或排水板中的孔隙水压力而使土体中的孔隙水排 出，从而增加有效应力来压密土体的地基加固方法。

真空预压法是在软粘土中设置竖向塑料排水带或砂井，上铺砂层，再覆盖薄膜封闭，抽气使膜内排水带、砂层等处于部分真空状态，排除土中的水分，使土预先固结以减少地基后期沉降的一种地基处理方法。堆载预压法：在建筑物施工前，在地基表面分级堆土或其他荷载，使地籍图压实、沉降、固结，从而提供地基强度和减少建筑物建成后沉降量。达到预定标准后再卸载，建造建（构）筑物。

真空预压法适用于加固淤泥、淤泥质土和其他能够排水固结而且能形成负超静水压力边界条件的软粘土。

当抽真空时，先后在地表砂垫层及竖向排水通道内逐步形成负压，使土体内部与排水通道、垫层之间形成压差。在此压差作用下，土体中的孔隙水不断由排水通道排出，从而使土体固结。

真空预压法是用薄膜对需要加固的软基进行密封与大气隔离，借助射流泵抽真空，通过铺在加固体表面的砂垫层中的管道及垂直排水通道将加固区内的空气和水抽走，形成真空，在地表砂垫层产生负压，该负压通过真空管道及垂直排水通道逐渐向深度方向延伸，并向四周土体扩散，使加固土体内部与垂直排水通道、砂垫层中产生压差.

2.3强夯法

强夯法主要适用于加固碎石土和沙土、粘性土、低饱和度粉土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。因其加固效果显著，设备简单，施工方便、快捷，经济和节省材料，有利于环境保护等特点，很快传到世界各地 强夯法通过控制高能夯实来加强软土性能。夯实过程中土的反应根据土的类型和能量输入而不同。结合技术经验，全面了解土的特性，对成功的改善地面是至关重要的。鉴于这种认识，对于显著的深度，强夯法能够实现显著的改善，与其他岩土工程方案相比，往往具有可观的经济效果。

强夯法在我国已广泛应用，但其缺点是施工噪音大，公害显著，单位面积夯击能量小，夯击时仅是动力压密，由于存在有效区和影响区的差别，深层难于达到压密的效果，加固深度受到限制。对于有深层软弱下卧层的地基，只有增大吊车起重能力和增大吊锤重，才可奏效。由于上述各种原因，强夯法的推广使用在工程上受到限制。

强夯法的特点：

（1）适用范围广，工程实例数百项，处理过各类疑难地基；

（2）具有高动能、超压强、强挤密的效果；

（3）承载力高、变形模量大、压缩变形小；

（4）处理深度深；

（5）地基处理后整体刚度均匀；

（6）造价低可就地取材；

（7）工期速度快，全机械化施工，受季节影响小，生产效率高；

（8）施工公害小（振动、噪音、空气污染等）。

环境保护措施：

（1）现场要保持清洁有序，并做好防排水措施。

（2）机械使用的油料严格按规定存放，廢油不得随意排放，集中回收后定点处理。

（3）强夯施工产生的噪声不应大于《建筑施工场界噪声界限》的规定。

（4）施工场地周围有居民居住时，晚上不得进行强夯施工。

安全保证措施：

（1）机械操作工持证上岗，严禁违规操作。

（2）强夯施工时，除本机操作人员外，其它人员必须离开起重机一定距离，以免夯锤坠落伤人。

（3）现场施工人员切记要戴安全帽，高空作业人员必须要系安全带，雨天要求穿防滑靴。

（4）强夯场地与建筑物的安全距离应满足设计要求，并在强夯场地周围挖设减振沟，减振沟尺寸现场确定，确保满足减振要求。

3、总结：

总之，地基问题关系整个施工项目工程的投资成本、质量以及项目施工工程的施工周期及效果，这是我们必须要重视的问题。由于市政道路工程工期紧、施工场地通常又比较狭窄，有时还需要维持既有道路的正常交通。虽然处理软土地基的技术和方法有很多，但是如何在市政公路中选择合理、合适的处理技术很关键。这还需要我们进行进一步的讨论研究。

参考文献：

[1]《公路软土地基路堤设计与施工关键技术》徐泽中 著 人民交通出版社2007-5-1

[2]《公路软土地基路堤设计规范》浙江省交通规划设计研究院 编 人民交通出版社2014-4-1

[3]《软土地基处理技术》杨仲元 主编 中国电力出版社2009-7-1