市政道路淤泥固化土中软土地基的处理技术

2020-08-10于习化

工程建设与设计 2020年15期

于习化

（珠海市建设工程质量监督检测站，广东珠海519015）

1 软土地基结构存在的问题

软土地基最主要的问题在于有较大空隙、较多水分，同时还缺乏一定的承载力，不符合市政工程地基施工的规定标准。就算建设完工，后期道路质量也存在安全隐患。所以，当下市政工程地基建设的棘手问题就是要妥善解决软地基的缺陷。根据之前的实践经验来说，软土地基结构施工困难的问题主要表现在以下方面：

1）软土地基结构缺乏一定的承重能力，如果施工技术需要发生变化或者其他原因，那么，施工位置的地基结构就会出现晃动破坏，严重的可能会塌陷，存在较大的安全隐患，不能保证施工质量。

2）软土地基有较大的压缩性，造成施工后出现不同程度的沉降，长时间的下沉导致地基结构在施工过程中不能充分发挥其作用，容易出现道路裂缝或地下管线破损等问题【1】。

3）软土地基含有较大的水分，其承受了一定压力后发生浮力，导致地下管线出现破损，对整个施工造成影响，工程建设质量安全得不到保障。

2 实行软土地基沉降处理的重要作用

只有软土层才会存在软土地基。软土层主要含有粉状土质、黏土、机制土和颗粒状的土质等，其不仅对建筑工程的主体质量安全造成影响，也影响了施工进度与建筑物安全稳定性。同时，在地基施工过程中，这些土质还会导致地基沉降不均匀。主要原因在于软土土质和其他土质存在较大差别，建设完成后容易出现道路地基排水困难、承载力弱的问题【1】。因此，专业技术人员应基于软土地基的特点，将其存在的问题应用相关沉降处理技术进行分析研究，制定出合理的改善措施解决软土地基发生的不均匀沉降问题。由此可见，选取有针对性的、合适的软基处理方式，是解决软土地基下道路沉降的关键。

3 实际案例

3.1 工程概况

近年来，横琴新区部分市政道路在使用过程中出现了沉降严重现象，已经对其使用及和周边地块出入口的衔接产生干扰。通过对该地区的3条市政道路（琴扬道、仁山路、濠江路）的部分点位进行路面标高测量，分析得出此3条道路均发生较大沉降。如图1所示为周边项目真空预压影响濠江路纵向沉降开裂。

图1周边项目真空预压影响濠江路纵向沉降开裂

3.2 测量情况

琴扬道、仁山路、濠江路的路面标高测量情况具体如下：

1）琴扬道段路面标高实测6个点，除1#桥顶1个点无沉降以外，其余15个点都发生沉降，且沉降幅度超过设计允许，平均沉降0.735m，其中最大0.819m。

2）仁山路段路面标高实测19个点，其中有2个点发生沉降的幅度超过设计允许，平均沉降0.254m，最大0.79m。

3）濠江路段路面标高实测9个点，其中1个点沉降幅度超过设计允许，平均沉降0.283m，最大0.515m。

3.3 原因分析

分析横琴新区部分市政道路发生沉降的原因，具体如下：

1）横琴新区地质条件较差，淤泥层较深，部分软基处理方案的选取不合理。

2）软土层普遍存在工后次固结沉降，这是软土固有的特性，深厚软土层工后次固结沉降较大，不可忽视。

3）在道路长期超负荷使用的情况下，很容易发生较大不均匀沉降现象。

4）受周边项目干扰，或深基坑支护形式不恰当，或基坑开挖、降水对道路维护不佳，或周边真空预压密封技术不到位等，都会出现道路不均匀沉降及纵向开裂现象。

5）工期调整不合理，不能充分考虑天气对施工质量的影响，为了加快工程进度，对各个工序的操作流程和材料选取不合理，进而影响工程质量。

其中，软基处理方案的选取是其根本性的原因所在。采用适合的方案，既能有效处理软土地基，也能够避免一些其他因素的干扰，将极大地减少道路的工后沉降。

4 软土地基处理技术方案

4.1 排水法处理技术

施工的位置不同，使用的排水技术就不一样，排水法主要包括振冲碎石桩、挤密砂桩、砂井排水、塑料排水板排水固结方法等几种，具体施工方法还是由实际的施工环境决定。一般情况下，遇到厚度较大的软土层，可以应用排水法对软土地基进行处理。在广东沿海地区市政道路工程建设过程中，通常使用的是塑料排水板排水固结方法，即对天然地基先插入塑料排水板，通过预压使土体中的孔隙水排出，预压加固的附加应力逐渐转化为地基土的有效应力，地基土逐渐沉降固结，同时，地基土的强度、承载力和稳定性也得到相应提高，减少了基础的沉降，确保整个道路工程主体的安全稳定。但塑料排水板插入深度有限，处理范围仅15m左右，遇到软土层超厚的情况下，道路的工后沉降仍然较大，且易出现不均匀沉降。此类情况建议超载预压，并适当延长预压时间，可产生较好效果。

4.2 爆炸排淤法处理技术

在软土层中埋放适量的炸药，并选用适当的方法将炸药引爆，即为爆炸排淤法处理技术。软土层表面存在的淤泥可以通过炸药爆炸产生的较大冲击力清理掉。同时，渗水严重的硬质土层能通过爆炸排淤法处理技术紧密结合，让软土层结构更加固结。但使用炸药会对人们生活环境造成影响，因此一定要经过严格分析，经由相关部门批准后方可合理投入使用。

4.3 换填法处理技术

将一定范围内的软弱地基土挖除，然后回填工程性能好的材料（以中粗砂、碎石为优），碾压密实后使用。可以通过扩散作用使传到垫层下的软弱土层应力减少，垫层也可作为良好的排水面，使下部的孔隙水压力迅速消散，加速垫层下软弱土层的固结，从而提高其强度。该处理方法造价低，施工简单，但处理范围较小，仅针对表层3～5m的软弱地基【3】。

4.4 水泥土搅拌桩法处理技术

以水泥作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地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，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定轻度的优质地基。其形成的加固体与桩间土共同承担上部结构的荷载，从而提高地基的承载能力，减少沉降变形。但在淤泥质软土地基中，淤泥无法像黏土、砂土一样被粉碎成小颗粒，导致水泥无法充分通过搅拌分布均匀，形成的水泥土结构强度离散性较大。因此在淤泥地质下，该处理方法主要用于无法采用其他处理方法的地段，且需要适当增加桩的密度，并采用处理深度更深的搅拌机械（如三轴搅拌桩机），才能达到较好的效果。