城市快速道路軟基處理方法

易乃星

摘 要：隨著城市化的進程，城市交通運輸擁擠，道路工程建設逐漸增多。工程建筑里面，將淤泥以及淤泥質土、泥炭以及泥炭質土、沖填土以及雜填土等等稱之為軟土。工程建設會碰到軟土地基，軟土地基的特點承載力低，空隙大，滲透性小，不能滿足道路地基設計要求，在軟土地基上面修建快速道路，必須要注意認真對地基進行處理，一旦處理不當，便有可能出現地基沉降等現象，對道路造成嚴重的影響。本文作者結合多年的實際經驗，就城市快速道路建設時軟土地基的危害以及處理方法進行探討。

關鍵詞：軟土地基 城市快速道路 處理方法

中圖分類號：U416.1 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）02（a）-0092-02

隨著社會經濟的蓬勃發展，地區間的交流日益頻繁，各大中城市內部交通的需求以及與周邊小城市的聯系也更加緊密，因而作為其紐帶的城市間快速道路的修建原來越多。常規情況下，軟土一般是以顆粒為主的，而且顏色相對較深，具有塑性指數高、粘性大以及容量比較小的特點，對快速道路的建設有很大的影響。因而，在日常的快速道路施工的過程中，若不對軟土地基采取有效的處理措施，會導致嚴重的質量問題。下面將介紹軟土對城市快速道路工程的影響及危害，并對日常常用的處理方法和措施進行探討。

1 軟土的工程特性以及危害

1.1 軟土的工程特性

軟土的特點與性質跟地基土的沉積年代、成層構造以及成因的類型均有著相當密切的關系。不同年代、不同成層以及成因的軟土，它的物理性質以及指標雖然有可能很接近，但是若用作地基使用，其快速道路的性質卻有可能相差很遠。

1.2 軟土對工程的危害

我們知道軟土作為快速道路的地基是相當不利的。因而，要在軟土地基上面進行地基施工，必須要做好軟土地基的處理。而處理軟土地基的最終目的主要是為了將地基土的工程性質進行改善，以達到滿足工程對地基變形以及穩定的要求。包括地基土的變形特性的改善，對其抗剪強度以及抗液化能力的提高，將其他的不利的因素和影響進行消除等。

2 快速道路工程中軟土地基的處理方法

2.1 方法一：強夯

強夯方法最適用于大孔隙疏松的碎石土、砂土及建筑垃圾，也適用于低飽和度的粉土、素填土、濕陷性黃土和粘性土。不適用于淤泥類土及高飽和度的粘性土。是一種有效的松軟地基加固方法。具有很大夯擊能量，加固到深度土層，快速加固軟土地基。

加固軟土地基的作用主要：（1）重錘撞擊地面形成的強勁的沖擊力，在力（波）作用下傳播到地基內，使地基土的振動壓密。（2）飽和土體內在沖擊作用下，產生強大的超靜水壓力，水壓力與總應力持平時，土的強度系數為零。形成振動土發生液化，加固粉細砂地基，起密實和抗地震液化作用。（3）夯擊時，對飽和粘性土內殘余超靜孔隙水形成很大的壓力，夯擊后隨著超靜孔隙水壓力的消散，動力固結效應，使地基內土體產生壓縮和密實。提高飽和粘性土的密實強度。（4）夯擊結束后，時間久，飽和粘性土觸變效應更明顯，逐漸地增大飽和粘性土的強度系數。

強夯方法的加固效果的作用是提高地基承載力，地基深層得到改善，對軟土地基消除液化、除濕陷性的缺陷，減少地基沉降量。強夯法的優點是：（1）使用設備簡單，現場操作工藝，快速加固。（2）適應范圍廣，適用性好。（3）人員配置少，快速施工。（4）節約材料。缺點是：（1）振動大，噪音高，對于密集居民區難以使用。對周圍環境的影響研究不透切。（2）強夯方法不夠完善，試夯確定強夯參數。

2.2 方法二：換土墊層

顧名思義是換填土法。簡單而言就是先處理原有基底范圍下的軟弱土，挖掉置放到別處。后分層換填，選用性能穩定、強度大、壓縮性小的材料，夯壓實達到要求的密實度，作為地基的持力層。材料選用以砂、灰土、碎石、礦渣、石渣和素土等強度較高，透水性強為主。根據軟土地基實際情況和主要作用，把墊層分為換土、排水和加筋土墊層等。墊層對軟土地基的作用：（1）提高地基持力層承載力。降低沉降量。（2）軟弱土層加速排水固結，防止凍脹。（3）遏制膨脹土的脹縮對地基產生的影響。優點：較短的工期、簡單的工藝、造價比較適中。

施工時，換土墊層關鍵工序是對碎石土的碾壓厚度、密實度的檢測，拋填時，篩選石料和碾壓順序等。換土墊層只能改善淺層地基強度、變形性質和應力場應變，因此對于荷載較大的運輸工具而言就顯得力不從心。需要與其它方法聯合使用。

2.3 方法三：排水預壓

砂井堆載預壓對于透水性小的飽和的粘性土地基是有效方法。原理是加速粘性土中孔隙水的排出，擠緊土顆粒加快固結，提高粘性土強度的目的。采用砂井上部鋪設砂墊層，預壓時間可以縮短，構成砂井與砂墊層的地基排水系統，填土荷載的壓實，粘性土加速排水固結，這種效果比較實用。應用填土使軟土自然沉降排水固結。這種方法在工期不緊，運用堆載預壓或超載預壓，分期加壓逐漸填筑，可以達到預期的路基標高，最實惠的方法。缺點是預壓期要半年至一年，項目未經批準難以提早施工。

砂井堆載預壓施加荷載時，嚴格控制$11D載速率，防止地基側向變形失穩破壞。砂井堆載預壓可以改進方法：（1）采用真空預壓法可減少工程量與節省造價。（2）袋裝砂井可節省材料，尤其砂料可以節省幾倍，避免砂井出現空隙而緊縮，加快進度，提高過程質量。（3）塑料排水帶，減小投資與工期。

2.4 方法四：深層攪拌

作為一種新型地基處理方法，適用的范圍比較廣，一般含水量較高地基承載力標準值≤120 kPa的粘性土地基（淤泥、齡鈮質土、高飽和度的粉土）。攪拌材料以水泥、石灰等作為固化劑的主劑，機械攪拌深層強制攪拌軟土和固化劑混合，使固化劑和軟土混合后產生物理、化學反應，軟土混合硬結成具有穩定性、水穩性，并達到一定強度的優質地基。施工工藝：利用水泥、石灰作為固化劑，不斷加速回轉的中心軸端，噴出漿體或粉體，融于四周被攪拌松的土中，經過攪拌的混合物硬化而成柱。達到軟土地基承載力和減少沉降量，邊坡穩定性得到提高。優點：施工時無噪音、無污染，不會對周圍環境及建筑物產生影響，特別對橋的兩端軟土地基路段效果顯著。

2.5 方法五：振沖碎石樁

碎石置換置部分軟土是通過振沖置換，構成碎石與原地部分基土的復合地基，復合地基變形的碎石樁模量較大于軟土，加速地基軟土的排水固結，提高地基承載力。適用于處理不排水抗剪強度較大的（粘土、粉土、砂土、飽和黃土）和人工填土地基。振沖碎石樁以三角形或正方形平面布樁體，加固后的地基屬于復合地基。從來強度看，較高時，振沖法加固效果優。強度<30 kPa時，加固效果就較差。原因是振密強度低，軟土難以排水固結，或比較緩慢。

2.6 方法六：化學加固

應用水泥或其它化學材料加入軟土地基，處理軟土地基的方法稱為化學加固法。適用范圍淤泥質粘土、粉質粘土、粘土、粉土、砂土和一般人工填土，還可以應用在裂隙巖體的處理，已有構筑物地基加強中。注入土體后，產生化學反應，水泥或化學材料吸收土中部分水，水反應后形成空氣被擠出地面，使軟土地基形成復合地基具有較高承載力。

常用材料如下：（1）高標號的硅酸鹽水泥與水灰之比1∶1，水泥漿液摻入速凝劑或緩凝劑等外加劑，調節水泥漿的性質。優點：配方簡單，充足材料，價格低廉對環境無污染。（2）主劑為水玻璃的漿液，摻入酸性固化劑，可以形成凝膠。（3）主劑為丙烯酰胺的漿液，狀態在水溶液時注入地基，與土體發生反應聚合，不溶于水具有彈性聚合體。（4）“三廢利用”的利用，以廢紙攪拌成紙漿為主的漿液，源廣價廉，降低成本。根據地基土顆粒的大小、化學漿液的性狀也有所不同。此外常用的軟土地基處理方法，還有壓力灌漿法、高壓旋噴樁、粉噴樁、注漿、水泥土攪拌法等。

3 快速道路施工工程軟土地基施工的相關技術要點

對于軟土地基除了要進行相關處理之外，在施工過程中，也要注意到其相關的施工技術要點。下面將以快速道路施工工程的相關進技術要點進行論述。

軟土地基在快速道路施工里面屬于路基中的地基層，它對于工作的使用性能以及工程進展是否能夠順利進行，起到直接的決定性。因而作為施工單位必須做好相關的技術措施，以確保路基的穩定性，將快速道路施工質量進一步提高。

3.1 排水系統與加壓系統的相關問題

在進行施工過程中，作為施工單位首先采取有效的措施以做到加快地基排水的固結；同時，還要將地基中的水及時引出。而要將這方面的工作做好，便需要確保排水系統能夠暢通地進行工作。同時，加壓系統能夠實現對土體的施壓，有效地實現地基的沉降與固結。

3.2 確定材料的配合比例

在進行快速道路施工過程里面，作為工程師需要開展出一系列的實驗工作，而通過這些實驗以分析軟土基的強度以及穩定性，繼而將合理的材料配合比制定出來。進行施工時，施工人員需要嚴格按照配合比做好材料調配工作，以有效防止地基坑陷與鼓脹等問題的出現。

3.3 處理沉降的方法

地基沉降能夠破壞路面的穩定結構，是制約軟土地基施工的關鍵問題。要想讓這個問題得到充分的解決，作為施工單位首先要對施工的條件以及環境做好具體的分析，并在分析結果的基礎上面采取管樁、石灰等等技術以實現沉降問題的解決。而生石灰自身具有良好的吸水性，能夠有效地將軟土地基的抗裂能力以及抗震能力進一步增強和提高。而管樁技術則主要用在軟土的厚層范圍里，在操作實施時，要根據軟土地基的實際情況選擇具體相適應的管樁結構；而在進行管樁施工的時候，則要采取預應力的管樁實施方法。而石灰技術，指的是施工人員以相關的技術流程作為根據，先將工程機械的軟土進行清除，再將生石灰進行填放，然后再進行反復的碾壓。

4 結語

在快速道路施工中，軟土地基對地基的穩定性有著直接的影響作用。所以，在快速道路施工的過程里面，首先要做到對地基情況的充分分析，并根據結果選擇與之相適應的軟土地基施工措施，以突破施工技術上面的難題。而對于這些問題，我們均要認清路基里面存在的具體質量問題，加強施工技術要點的控制工作，以提高建筑工程項目的穩定性與安全性，減少工程事故的發生。

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