道路工程軟土地基處理的分析研究

黃慶玲

道路工程軟土地基處理的分析研究

黃慶玲

（廣西機電職業技術學院，廣西 南寧 530007）

隨著社會的發展進步，道路施工質量的要求也越來越高。地基的承載力對整個道路施工質量的影響起著至關重要的作用，而軟弱地基又是道路施工中經常會遇到的，軟土地基處理的成功與否直接關系到整個工程建設的好壞。文章就多種常見軟基處理方法進行分析研究，對后面的施工具有重要的參考意義。

軟弱地基；危害；沉降；處理方案；控制標準

引言

地基強度不足可能帶來的失穩問題是軟弱地基中最難解決的：（1）填土和邊坡的穩定。當道路填方施工時，如果地基強度不夠，就存在滑動隱患而引起的基礎整體剪切破壞。就算不發生整體剪切破壞，在地基發生了側向位移和附加沉降過大時，也會有可能產生地基部分破壞而最終影響到填方段是否能使用。除填方之外，在挖方邊坡，也會存在穩定問題。（2）地基承載力問題。（3）擋土墻，板樁等力問題。（4）樁基礎的拉力問題。當樁穿透軟弱的結構層落在持力層上時，豎直方向上的承載力和接觸的軟弱土層關系很小；在承受水平力的時候，由于樁和樁之間的土體強度很低，這時樁就沒有辦法抵抗彎矩變形而會發生折斷現象，所以要想辦法對這種土壤進行改良。

沉降是軟弱地基的又一大問題所在。因為軟弱粘土里面含水量很高，致使容易壓縮，所以力一加載就會產生不小的沉降變形；加之軟弱粘土不易固結、滲透系數也不大的原因，沉降完成的時間會很長，即固結過程會經歷很長時間，有時粘土層需要長達幾十年的沉降時間，這時，總沉降中占比較大的是次固結沉降，必須引起重視。當軟土地基沉降量過大，已經超出了容許沉降時，將影響上部結構的正常使用。

在樁基礎的施工中出現如地基土的沉降過大的情況時，就會有負摩擦力產生，這樣可能造成樁基以及上部結構不可避免的破壞。

因此，軟土地基處理是整個工程建設過程中重要的一環，對順利施工具有重要意義。

1 軟基的特點

軟土地基中存在水的含量很高、承載力不足、孔隙率大、容易壓縮的特點，所以軟土地基處理是整個路基施工過程的重點和難點，也是施工單位和勘察設計在整個道路施工中重點關注的環節。如果處理不當，在使用中就可能有橋頭跳車以及路面沉陷等工程病害出現，直接影響到工程的質量和使用功能。因此，在道路施工建設中，軟弱地基如何正確處理是很重要的。

2 軟基的處理方案

2.1 砂墊層堆載預壓

2.1.1 施工規定

砂墊層堆載預壓主要用于軟弱地基裸露在地表，而軟基一般不超過3 m，回填高度不超過6 m，或軟弱地基不超過3 m又不適合換填的區域。

按設計的要求，在已經清除完成的地基上鋪上防水材料，進行分層壓實。把寬度設置為超出路基邊緣50 cm～100 cm，并在兩側壓上30 cm的泥土，在坡底的排水口上方鋪上土工織物，以覆蓋砂礫。

砂墊層宜用中粗砂，不能含有任何雜質，含泥量低于3%，細度系數不低于2.7。施工要求，砂子不能被污染，如果有污染情況出現，必須更換材料重新回填。

對砂墊層和底層進行碾壓時，以90%以上為宜。

詳見圖1砂墊層斷面圖、圖2砂墊層加土工布斷面圖。

圖1 砂墊層斷面圖

圖2 圖砂墊層加土工布斷面圖

2.1.2 施工質量控制標準

砂墊層允許偏差情況如表1所示。

表1 砂墊層允許偏差

2.2 換填法

換填法流程如圖3所示。

圖3 換填法流程

2.2.1 施工規定

（1）換填法主要用于深度較淺的軟土處理，常見的有松散素土回填、淤泥地層、淤泥質土、雜土回填、吹填土等軟弱地基處理和存在暗溝、塘等淺表層地基處理和低洼路段的回填。除此之外，一些特殊地基土的處理也適用，如：換填法能夠削減膨脹土質地基的收縮作用、減少或降低濕陷性黃土地基的不良特點、降低季節性凍土地基的凍脹損壞等。

（2）在設計過程中，會要求把原地面以下一定范圍及深度和范圍的軟弱地基土進行挖除，并換上設計要求規定的合格材料，再進行分層填筑分層碾壓至到滿足設計要求的壓實度為止。回填材料分層填筑的松鋪厚度必須小于等于50 cm，壓實度也要達到90%以上。

（3）換填材料的要求：在換填區域底部50 cm范圍以內填筑透水性材料時，可選擇碎石以及砂礫這類透水性良好的材料。

（4）施工過程要按逐段進行開挖、逐段進行回填的施工原則，并對開挖路段進行及時有效的分層回填分層壓實，逐層完成施工。挖出的軟土和淤泥如果可以用作綠化建設或者中央分隔帶的種植土，可進行靈活使用，否則必須棄土到指定的場地，不能隨意傾倒。

（5）壓實度的要求要跟不同材料的回填相適應。

①嚴格控制石渣填料的碾壓遍數，壓實度的判斷指標為石料顆粒之間密實狀態，通常控制壓路機振動碾壓2～6遍為宜。現場以碾壓過后結構層沒有明顯的高度差為宜，壓實結構層必須鋪裝穩定，不再出現下沉時，即可判定為密實狀態。

②用灌砂法對分層碾壓的強風化石渣和碎石土進行檢測。

（6）每填筑一層都要進行測量判定，回填完成后應對最后基底標高、頂面范圍等參數進行量測，測點布置應與基坑量測時的測點相對應，并提交依據相關測量資料所繪制的縱斷面、橫斷面圖（其中原地面線、基坑底線和填后地面線）。

2.2.2 施工質量控制標準

（1）壓實度的檢測：通常采用灌砂法，每1000 m2至少取2個點進行檢查，小于1000 m2的范圍檢驗點設置為2個，也可根據實際需要增加檢驗點的數量。

（2）縱斷面高程檢測：縱斷面的規定值或允許偏差為+10、-15。檢測時每200 m取4個斷面進行測量，采用水準儀完成測量檢測。

（3）中線偏位檢測：總線偏位規定值或允許偏差50。檢測時每200 m取4個測點進行測量，采用全站儀完成測量檢測，彎道位置需增加HY、YH兩點。

（4）寬度規定：寬度要求大于等于設計值。采用米尺檢測，每200 m測4點。

（5）平整度要求：平整度規定值或允許偏差15。檢測時每200 m取2個測點進行測量，采用3 m直尺完成測量檢測。

在社會治理系統共建共治中，協同治理是創新社會治理最基本的方式，也是改進社會治理方式、堅持系統治理的具體體現。由社會組織和公眾參與的社會協同共治，既是黨的領導、政府主導下的社會治理過程，也是多元主體參與社會治理的基本職能。在新時代，要想實現共建共治共享的社會治理目標，我們必須銳意改革，有所創新，堅持問題導向，把政府治理與社會協同和公眾參與結合起來。因此，在創新社會治理中，必須確立多元主體的社會協同的重要地位，通過為社會組織和公眾賦權增能，最大限度地發揮多元主體在社會治理系統共建共治中的協同作用。

（6）橫坡度要求：橫向坡度規定值或允許偏差士0.3。檢測時每200 m取4個測點進行測量，采用水準儀完成測量檢測。

（7）邊坡：采用尺量，每200 m測4個斷面。

2.3 袋裝砂井

2.3.1 施工工藝流程

袋裝砂井施工工藝流程如圖4所示。

圖4 袋裝砂井施工工藝流程

2.3.2 施工規定

（1）袋裝砂井在施工開始前，現場監理必須要對砂袋的灌砂量和砂袋的長度進行檢查，并將檢查結果記錄好。施工過程要保證灌砂量以及毛石砼的密實度和砂墊層的絕對標高。砂袋更要采用機械振動灌入。

（2）中、粗砂大于0.6 mm顆粒的含量比重約在50%以下為宜，期中包含顆粒的粒度小于3%，滲透系數要求大于5×10-3cm/s。另外，砂袋的無側限抗壓強度必須要大于等于砂的深層系數。

（3）砂袋在露天存放的時候必須做好遮擋防護，不能較長時間的曝曬，否則砂袋會出現老化。

（4）錘擊法和振動法是砂井施工常采用的方法，施工時導軌必須保持豎向平直，鋼套管不嫩出現彎曲變形，在沉樁過程使用重錘或者經緯儀來控制施工的垂直度。

（5）在鋼套管上每10 cm作為一截劃出標尺施工時用來控制砂井沉入土中的深度，從而保障井長的準確度。

（6）砂袋入井時，采用樁架吊起豎直入井，這樣可以避免砂袋入井過程發生縮頸、扭結、斷裂以及砂袋磨損。

（7）在拔鋼套管時要特別注意，保持垂直吊起，避免在操作過程中砂袋被帶出或是被損壞。施工中如果出現以上現象，必須在原孔旁邊重打；如相鄰兩次操作都把砂袋帶出，必須停止，等查明產生的原因以后方能繼續施工，并做好相應記錄。

（8）砂袋預留孔口長度必須確保能夠伸進砂墊層不小于30 cm，且不能臥倒。

2.3.3 施工質量控制

袋裝砂井施工質量標準如表2所示。

表2 袋裝砂井施工質量標準

2.4 塑料排水板

2.4.1 施工工藝流程

塑料排水板施工工藝流程如圖5所示。

圖5 塑料排水板施工工藝流

2.4.2 施工規定

（1）塑料排水板質量、技術等各種指標必須符合設計要求。露天存放必須要進行遮擋，不能較長時間在外面曝曬。

（2）在現場堆放的塑料防滲土工膜，應已采取措施防止損壞濾膜。

（3）塑料土工膜要求必須超過槽壁的長度并要伸入混凝土基礎大于等于500 mm，預留段也要彎折埋設在砂墊層里，并要跟保持砂墊層貫通，與此同時還要有特別保護措施。

（4）嚴禁對塑料PVC防水卷材進行搭接。

（5）施工過程不允許把泥土等雜物帶入套管里，如發現要進行及時的清除。

（6）二襯過程中形成的孔洞要用砂分層進行填筑。

（7）排水板拔管時回帶長度不能大于50 cm，若施工中不滿足要求，應進行補打。

2.4.3 施工質量控制標準

塑料排水板施工質量標準如表3所示。

表3 塑料排水板施工質量標準

2.5 其他軟基處理技術

2.5.1 粒料樁

（1）施工工藝流程。

整平原地面→測量放樣→振沖器就位對中→成孔→清孔→加料密實→關機停水→振沖器移位

（2）施工規定。

①砂樁采用中、粗砂，大于0.6 mm顆粒含量宜占50%以內，含泥量應小于3%，滲透系數大于5×10-3cm/s。碎石樁施工材料要選擇級配合理并且沒有風化的碎礫石，粒徑一般為19 mm～63 mm，含泥量要求不大于10%。如果采用砂礫拌和物，那么含泥量久要求必須小于5%。

②工程需要的砂石材料的質檢報告、施工設備、方法等都要求提前準備好并報監理工程師審批。

③施工前通過成樁試驗來確定施工的工藝和相關的各項參數。試樁數量必須按設計規定要求確定，并且每個路基施工點的個數要大于等于5根。試樁時監理、設計、施工單位代表都應在場。

（3）施工注意事項。

①振沖器選型要適合和樁長、樁徑，并要求配備合適的供水設施，出水處的口管壓力在400 kPa～600 kPa范圍為宜，高流量20 m3～30 m3，起吊技術能力要在100 kN～200 kN范圍。

②施工工程應結合沖擊錘的能量，控制進氣口插管髙度，填砂數量、貫入度，確保樁體的施工質量。

③施工中樁尖結構選用合適的方式。如果選擇旋噴樁時，砂性土地基適用尖筒形，粘性土則選用平底型。

④當實際澆筑混凝土的數量沒有滿足設計規定時，要在原位把樁打入，并補填砼芯樣后再重復打一次，不然就要在側邊進行補樁。

⑤碎石樁管徑施工過程，地基為砂性土時要從兩側往中間開展施工，隔排施工適合擠密為主的樁。地基為軟弱粘土時要從中間往外側或采用隔排進行施工。

⑥質量檢測不能馬上進行，要在施工完成后間隔一段時間才能開始。飽和黏土一般間隔2周，其它土質間隔3天～5天比較合適。

⑦采用碎石樁對軟弱農耕地及復合地基進行處理時，其結構受力要滿足設計規定。可液化地基土用碎石樁處理以后，土體的加固成效必須要滿足設計規定。

⑧砂樁長度在2 m深度以下的樁身地基承載力必須符合設計要求，碎石樁的樁身平整度必須要求符合設計規定。

（4）施工質量控制標準如表4所示。

表4 砂（或碎石）樁施工允許偏差

2.5.2 管樁

（1）施工工藝流程。

整平原地面→測量放樣→樁基就位→樁起吊就位→壓入第一截樁→壓入下一截樁→樁基移位。

（2）施工規定。

①清除障礙物，場地平整，測量放線等工作，可視工點的狀態不同而采用錘擊法或是靜壓法進行施工。

②按設計要求檢驗產品預制樁的質量時，樁頭損壞應截去，樁頂不齊時應修切或修墊（鋼筋混凝土樁）平整。

③灌樁規定執行設計要求及其他相關規定進行，確定施工細節和參數，每個工區未經同意不少于5根。試樁時監理、設計、施工單位代表都應在場。

④土方開挖時合理應選擇有地質鉆孔的位置進行探測，并進行單樁承載力結果檢測，以確定工藝相關參數，預應力管樁正式施工完畢后，管樁頂實際高度應控制在15 cm以內。

⑤靜壓管樁的穩定性以及剛要求符合設計各項指標。

⑥必須按照設計樁位使樁機就位，沖孔樁要符合設計規定。

⑦在接樁時，要求樁的中心線偏差指標要大于等于5 mm，并且各個節點的彎曲高度小于等于樁段長度的0.1%。焊接過程，要采取各種措施以保證焊接鋼板變形在合理范圍以內，焊件連續并且飽滿。焊接后要求降溫處理，但是不能使用水澆進行降溫。成樁過程如果遇到不易打穿的地層結構時，樁頂要在樁尖打穿該層土以后再進行。

⑧管樁與托板之間的連接，對沉入達到設計標高后不要求截樁的預應力砼預制樁，和托板的連接方式可采用托板鋼筋和鋼筋板圈進行焊接，把樁頂埋入到托板里面。根據工程情況的不同，樁頂的受力鋼筋和連接筋的厚度，要符合設計規定要求。要求截樁的托板連接與混凝土預制樁的連接，在樁基截斷以后，將墊塊放入到管內，并將鋼筋籠埋設到樁內，采用的灌注混凝土必須與托板相同強度等級。每根管樁重復注射時用鋼板封堵，以在施工完成后時檢測樁長。

⑨當管樁間距沒有超過2 m的時候，要在樁間設置塑料排水板或是袋裝砂井等豎向排水設施用來排除擠土而形成的超孔隙水壓力。豎向排水設施設置在每4根樁圍成的矩形體的中心位置，要求盡量穿過軟土結構層，如果軟土的底部深度已經大于20 m，則豎向排水設施要求按照20 m進行布置。豎向排水設施要在管樁施工開始之前完成。

⑩當托板頂部的回填高度低于50 cm時，禁止使用大型的壓路機進行壓實。

（3）施工質量控制標如表5所示。

表5 靜壓管樁施工質量標準

3 結束語

因軟土地基的強度不高，水的含量很高，孔隙率有比較大的特點，所以，在處理方案選擇上，要根據土壤的厚度、土質、成因并結合實際地質情況綜合考慮決定。而不同的治理方案難度，要求等各有不同，治理效果也有很大差異，工程中需要量體裁衣，不能生搬硬套。

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[3] 郭海緯. 淺析軟土地區路基處理方法及施工技術[J]. 城市建設理論研究(電子版)，2016(14): 3079.

Analysis and Research on Soft Soil Foundation Treatment of Road Engineering

With the development and progress of society, the requirements of road construction quality are getting higher and higher. The bearing capacity of the foundation plays a vital role in the quality of the whole road construction, and the soft foundation is often encountered in the road construction. The success of soft soil foundation treatment is directly related to the construction quality of the whole project. In this paper, many common soft foundation treatment methods are analyzed and studied, which has important reference significance for later construction.

soft foundation; harm; settlement; treatment scheme; control standards

U416

A

1008-1151(2022)10-0029-04

2022-06-30

黃慶玲（1982－），女，安徽阜南人，廣西機電職業技術學院高級工程師，研究方向為路橋及市政工程施工技術及教學。