浅谈城市道路软土地基处理方法

2019-02-01朱显煜杨春鹏林同棪国际工程咨询中国有限公司沈阳分公司辽宁沈阳110000

中国房地产业 2019年2期

文/朱显煜、杨春鹏林同棪国际工程咨询（中国）有限公司沈阳分公司辽宁沈阳 110000

1、软土路基成因分析

软土路基是影响路基下沉的主要地质类型，是城市道路建设过程中常见的病害之一。我国道路行业规范对软土地基定义是指强度低，压缩量较高的软弱土层，多数含有一定的有机物质。

（1）软土的成因一般认为是由于第四纪后期地表水所形成的沉淀物质，多分布在海滨、湖滨等地势低洼地带，地表常年潮湿或积水。因该部分区域地表往往有大量喜水植物，伴随着这些植物的生长和死亡，使得软土中含有较多的有机物。

（2）软土基础由于其天然含水率高，孔隙比大，多呈软塑或半流塑状态。在加载初期，地基中孔隙水压力较高，影响路基强度，施工中表现为压实困难、不便行车和作业等。由于其孔隙比大、土颗粒间结构不稳定，具有含水量大、渗透性差、天然强度低和压缩性高等特征。

（3）软土路基在路堤自重作用下会产生沉降变形，这种沉降持续时间长，沉降量随时间持续发展扩大，远远超出一般路堤的沉降量。对于城市道路，这种不均匀的高沉降将直接导致道路结构的破坏，甚至引起道路周边附属设施、排水设施的损坏。

2、软土路基常用的处理方式

2.1 置换法处理软土基础

2.1.1 换填法

换填法是软层土地基的处理方法。其方法是将基础底面以下不太深的处理范围内的软弱土层挖去，然后以质地坚硬、强度较高、性能稳定好、具有抗侵蚀性的砂、碎石、卵石、素土、灰土、矿渣等材料分层换填，同时用人工或机械方法进行表层压、夯、振动等密实处理至满足工程要求的全过程。经换填法处理的地基或垫层，可以把上部荷载扩散传至下面的下卧层，以满足道路行车所需的地基承载力和减少沉降量的要求。换填法是城市道路设计过程中，常用的处理软土地基的方法，该方法便于施工，能有效提高地基承载力，适用于软土层厚不大，软土层下层土质良好的场地。

2.1.2 挤淤置换法

挤淤置换法是借助换填材料的自重或利用其它外力使软弱层遭受破坏后被强制挤出而进行的换填处理。挤淤置换法按不同的加载方式又可分为多种，根据工程实践，抛石挤淤是城市道路设计中最常用的一种挤淤置换法。抛石挤淤置换法属强迫换土的一种形式，通过向软土中抛入较大块石，强行挤出软土并占用起位置，以此来提高地基承载力，减小沉降量，提高土体的稳定性。

2.2 排水固结法处理软土基础

2.2.1 砂垫层法

砂垫层法是在荷载作用下横向排水，以达到土体排水固结的一种方式。砂垫层的功能就是在预压加载过程中，将土体中的渗透水通过垫层快速排出。对于软土路基层厚较薄，而且含水量较高时，可以采用砂垫层法排水固结软土路基，而且砂垫层会起到地下排水层的作用，以降低填土的内部水位改善施工机械的作业条件。砂垫层用砂一般采用中砂及粗砂，铺设厚度一般为0.5～1.2m，且应具有较好的级配，颗粒不均匀系数不大于5。通常情况下，为了保证施工机械的通行，砂垫层一般结合表层排水以及敷垫土工材料使用。

2.2.2 砂袋井法

砂袋井法是一种通过布置垂直排水井，改良地基排水条件，并采用加压抽气抽水渗电等措施，加速土基排水固结以及强度增长，从而达到提高土基承载力，降低沉降量的方法。在软土基础中设置砂井、袋装砂井或塑料排水板等竖向排水体，通过上部预压加载，使土体中的孔隙水沿竖向排水体排出，从而使土体逐渐固结。砂井（直径30到50厘米）、袋装砂井（7到12厘米）及塑料排水板是构成竖向排水体的主要组成部分。因袋装砂井具有较小的断面，体积较小，施工方便及成本低等优势，在软土路基处理中应用较为广泛。

2.3 挤密桩处理软土基础

2.3.1 土(灰土)挤密桩处理软弱地基

挤密桩复合地基是以生石灰为主要材料，掺加砂子、碎石等骨料后经机械夯实形成的一种复合地基。挤密桩复合地基主要用于处理软弱地基，使处理后的地基变成由桩和桩间土共同受力的复合地基，以提高地基承载力，减少建筑物沉降。土（灰土）桩挤密法适用于处理加固地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土以及含水率较大的软弱地基，或者是地下水位较高的各种人工回填土、轻亚粘土软弱层、粉砂软层等软塑土和流塑状软土地基，宜用挤密桩加固。经土（灰土）桩挤密法处理后的地基，持力层范围内土的变形减少，承载力可提高1～2.5倍，并可消除填土及湿陷性黄土的湿陷性。

2.3.2 碎石挤密桩处理软土地基

碎石挤密桩加固软弱地基主要是利用夯捶的垂直夯击填入孔中的碎石，夯击能量通过碎石向孔底及四周传递，将孔底及桩周围的土挤密，并有一些碎石挤入碎石桩四周的软土中，形成碎石桩的同时，桩周也形成一个与碎石胶结的挤密带，提高原有地基的承载力，碎石桩与桩间地基土形成复合地基，共同承担上部荷载。

2.4 强夯法处理软土基础

强夯法又称为动力固结法或动力压实法，通过运用起吊设备把10～25吨重的重锤提升至10～25米高处，再使其自由下落，运用强大的冲击力及震击余波夯实土层。强夯法适用于处理碎石土、砂土、粉土、粘性土、杂填土和素填土等地基。强夯法具备工期短、造价较低、地基加固效果良好、适用性强等特点，因此强夯法在软土基础处理中应用较为广泛。但在城市道路建设中，强夯法最大的弊端是会产生噪音，对周边环境会产生一定影响。