城市道路工程的軟土路基施工工藝

【摘 要】隨著沿海城市經濟的快速發展，對沿海地區附近的路基要求也不斷擴大。經常會遇到軟土等不良地基，對施工技術提出了比更高的要求。本文結合多年工作經驗，詳細分析了軟土對路基施工的影響，探討了道路工程軟土路基處理技術及應用，以供相關人員參考。

【關鍵詞】城市道路；軟土路基；處理

1 軟土特性

軟土是指沿海的濱海相、三角洲相、河流相、湖泊相、谷底等地含水量高、壓縮性高的淤泥和淤泥質土，主要是抗剪強度低、孔隙比大的細粒土。軟土主要分布在濕地等潮濕地區，承載力、固定性較差，是道路工程施工的主要制約因素之一。大量的研究和實踐表明，軟土具有以下共性：

a）含水量較高、孔隙比較大；

b）具有觸變特征；

c）具有明顯的流變性；

d）高壓縮性；

e）低強度；

f）滲透性小；

g）不均勻性。

2 軟土路基常用的加固方法

2.1 粉噴樁處理

粉噴樁屬于深層攪拌法加固地基方法的一種形式。深層攪拌法是加固飽和軟粘土地基的一種新穎方法，它是利用水泥、石灰等材料作為固化劑的主劑，通過特制的攪拌機械就地將軟土和固化劑強制攪拌，利用固化劑和軟土之間所產生的一系列物理—化學反應，使軟土硬結成具有整體性、水穩性和一定強度的優質地基。水泥粉噴樁是一種經濟、有效的軟土地基處理方法，專用的粉噴射攪拌機，將水泥用壓縮空氣噴入軟弱地基深部，憑借攪拌機的旋轉葉片與原狀土強制混合，吸收周圍水分，粉體與土體經過一系列的物理化學反應形成具有整體性、穩定性及相當強度的加固柱體。粉噴樁就是采用粉體狀固化劑來進行軟基攪拌處理的方法。粉噴樁最適合于加固各種成因的飽和軟粘土，目前國內常用于加固淤泥、淤泥質土、粉土和含水量較高的粘性土。

2.2 灌漿法

灌漿法利用壓力或電化學原理通過注漿管將加固漿液注入地層中，以漿液滲入土粒間或巖石裂隙中的水分和氣體，經一定時間后，漿液將松散的土體或縫隙巖體膠結成整體，形成強度大、防水防滲性能好的人工地基。劈裂灌漿技術已取得明顯的發展，尤其在軟弱地基中，這種技術被越來越多地只作為提高地基承載力和消除建筑物沉降的手段。有些發達國家已經在灌漿施工過程中開始應用電子計算機檢測系統，從而使其能夠準確的收集各種重要參數，這樣不僅提高了工作效率，而且還能夠更清楚地了解灌漿的整個過程。

2.3 砂墊層

砂墊層是將建筑物基底下一定深度的軟弱土層挖除，然后回填砂、石，夯實至要求的干密度，從而實現地基處理的目的。砂墊層采用機械或人工夯實時，均不應少于3遍，并壓至不松動為止。砂墊層施工溫度要高于0℃。砂墊層鋪平后，應灑水濕潤，并宜采用機具振實。

2.4 塑料排水板

塑料排水板處理地基主要是通過塑料排水板將地基中的水排除，從而使作用于土顆粒的有效應力得以增加，進而使地基固結沉降的速度得以加快，最終達到提高強度的目的。采用塑料排水板來加固軟土地基具有以下優勢：

a）充分利用其較好的濾水性，順利地進行排水，確保排水效果；

b）具有良好強度和延展性的材料，對于地基變形能力能

夠得以滿足，且對排水性能也沒有任何影響；

c） 排水板斷面尺寸小，施打排水板過程中對地基擾動小；

d）插板施工也可在超軟弱地基上進行；

e）施工快，造價低。

3 工程實例

在我國內陸長江中下游地區，湖泊或者河流谷地廣泛分布著軟弱粘性土，軟土具有天然強度低，壓縮性高，透水性小，固結時間長，流變特性顯著等特點，在此類土上修建道路，由于軟土地基的固結和剪切變形，路基將產生很大的沉降，且變形持續時間很長，這是由于軟土具有蠕變特性，其變形的過程為軟土固結蠕變耦合的過程。從工程實際出發，采用有限元軟件ABAQUS對堆載預壓軟土路基固結度進行計算，并與三維固結理論計算及根據實測孔隙水壓力推算軟基固結度進行對比，分析結果表明，考慮蠕變的模型計算的固結度具有更高的準確性。

本工程采用塑料排水板對軟土路基進行加固處理，要求將各處理區場地整平后，在灘涂面上鋪設一層土工布和碎石墊層，再插打塑料排水板，此類軟土的固結應屬于三維固結課題。Terzaghi單向固結理論自20世紀30年代就逐步推廣到三維課題中去，所采用的一個基本假定是：土體受荷后初始的孔隙水壓力分布完全由彈性理論計算所得總應力決定。根據該理論計算固結度時，沒有考慮土體蠕變對孔隙水壓力變化的影響，土層總的平均固結度理解為徑向平均固結度和豎向平均固結度共同作用引起的。從一次加載到下一次加載孔隙水壓力都經歷了一個“增長→消散→增長→消散”的過程，隨著時間增長，超靜孔隙水壓力是不斷降低的，說明附加總應力在不斷向土體有效應力轉化，土體固結過程明顯，孔壓開始消散時消散速率較快，隨時間的推移孔壓的消散速率減慢，在后期孔壓趨于穩定，主要原因是超靜孔隙水壓力接近消散時，水力梯度是相對較小，孔隙變小，滲透系數變小，流速小，說明土體固結度進一步增長，地基逐步達到了穩定狀態。

4 軟土路基處理方法及分析

4.1 振密、擠密法

其原理是采用一定的手段，通過振動、擠壓使路基土體孔隙比減小，強度提高，達到地基處理的目的。

4.2 排水固結法

此方法的基本原理是軟土路基在附加荷載的作用下，逐漸排出孔隙水，使孔隙比減小，產生固結變形。給軟土路基附加壓力并且配合內部排水，就加快了軟土路基的排水速度，加快軟土固結的處理方法稱為排水固結法。

4.3 反壓護道法

在路堤兩側填筑一定高度和寬度的護道，在路堤兩側填筑一定高度和寬度的護道，控制路堤下的淤泥或淤泥質土向兩側隆起而平衡路基的穩定。

4.4 水泥土攪拌樁法

水泥土攪拌法是把水泥漿（粉）與被切碎了的地基土強行原位攪拌均勻，通過水泥漿（粉）與土顆粒間的一系列物理化學作用和一定的時間過程，逐漸固化硬結成水泥土樁柱體，樁與土組成復合地基。水泥土攪拌樁法科分為深層攪拌樁（濕法）和粉體噴攪樁（干法）兩種，濕法主要用水泥漿和地基土攪拌成樁，干法用水泥粉和地基土攪拌成樁。

4.5 換土墊層法

換填墊層法使用于處理各類淺層軟弱地基。當在建筑范圍內上層軟土較薄，可以采用全部置換處理。對比較深厚的軟土，只用墊層局部置換。采用換填墊層全部置換厚度不大的軟弱土層，可取得良好的效果。在許多工程實例的經驗表明，采用換填墊層時，對深厚軟弱土層，不應采用局部換填墊層法處理地基。對于建筑范圍內局部存在松填土、暗溝、古井、古墓或拆除舊基礎后的坑穴，都可以采用換填法進行地基處理。在這種局部換填處理中，保持建筑地基整體變形均勻是換填應遵循的最基本的原則。

4.6 加筋路基法

加筋法路基法常用于公路路堤的加固，在地基處理中，加筋法可用于處理軟弱地基。地基處理中，加筋法可用于處理軟弱地基。高路堤填土適當采用土工布墊隔，這樣不僅對軟基和路基的側向位移有了一定的限制，而且使其側向約束也增加了，進而使應力水平得以降低，路基剛度和穩定性也得以加強。總而言之，加筋路基法即加快了工程進度，又大大地降低了工程造價，經濟效益顯著。

5 結語

近年來，我國在不斷擴大基建規模，在實際的土木工程建設中，如建筑、鐵路等建設過程中，會遇到越來越多的地基問題，由此可見，解決不良地基問題仍然是建設的關鍵問題，如在城市道路建設過程中，遇到濕土和軟弱地基這樣的問題是必然的，為了能夠進一步滿足建筑構造物的實際需求，必須對這些地基問題進行處理，確保其能夠達到相關的規范要求。

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