论文部分内容阅读
摘要：采取何种软土地基处理方法，应对施工场地条件、地层地质情况等进行综合分析，根据软土处理的目的、范围及指标要求，通过技术、经济比较及环境影响评价后合理选用。本文探讨了市政道路工程中软土地基处理技术。
关键词：市政；道路工程；软土地基；处理技术
中图分类号： U41 文献标识码： A 文章编号：
道路建设施工中软土地基问题是一个难以避免的话题。在施工过程中必须要处理好软土地基这一问题，增强公路的使用性能。就市政工程而言，由于工期紧、施工场地狭窄，同时还要维持既有道路交通正常运营等原因，软基处理较公路具有更高的要求。
一、软土的概念
软土是指滨海、湖沼、谷地，河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性能相差较大等特点。
二、软土路基变形特点
软土路基的变形特点主要有三大特点：变形量大、压缩稳定所需要的时间长、侧向变形大。变形量大：软弱土体多为淤泥或淤质土，其自身的含水量大，水份不易自流出来。压缩稳定所需要的时间长：软土主要以粘粒为主，尽管孔隙比較大，但单个孔隙较细。孔隙水很难流动。透水性较低，饱和土体受荷载作用后，水不能尽快排除，变形也只能慢慢进行，其变形要经过数年甚至数十年。侧向变形：比一般土体要大，而且侧向变形与竖向变形之比在相同条件下比一般土体要大。
三、市政道路工程中软土地基处理技术
1、 表层排水法
表层排水法运用于含水量过大的软土地基,进行填土之前需要在地层表面开挖沟槽,将地表水完全排除。这样既可以降低地基表层部分的含水率, 也能保证施工机械顺利进行。施工中需要采用透水性好的砂砾或碎石,以保证开挖出的沟槽在施工中达到盲沟的效果。
2、 强夯法
强夯法指的是为提高软弱地基的承载力，用重锤自一定高度下落夯击土层使地基迅速固结的方法。称动力固结法，利用起吊设备，将10 ～ 25 吨的重锤提升至10～ 25 米高处使其自由下落，依靠强大的夯击能和冲击土与杂填土地基。强夯法由于具有加固效果好、适用土类广、设备简单、施工方便、节省劳力、施工期短、节约材料、施工文明和施工费用低等优点，很快传遍到世界各地。一般认为强夯法目前除了对厚层淤泥质土和淤泥不适用外，对某些类型的软土强夯效果还是比较好的。从土的性质分析，软土强夯效果决定于地基土的含水量、粒径级配及孔隙比的大小。
3、砂垫层法
砂垫层法适用于地基上部软土层极薄且含水量较多时,具体做法：在软土地基上敷垫0.5m～1.2m厚的砂垫层,以达到固结软土层的效果,帮助砂垫层发挥上部排水层的作用。另外,砂垫层也能作为填土内的地下排水层, 对填土内的水位起到降低的作用。填土及地基处理施工能够为施工机械创造优越的通行条件。在砂垫层施工过程中需要安放样板。自卸汽车与推土机联合操作是摊铺作业的常用形式, 使用过程中最好保持均匀一致。当填料为透水性较差的粉土时, 如果坡脚附近的砂垫层被土覆盖,就会对侧向排水造成阻碍,因而需要妥善处理砂垫层的端部。
4、加载法
加载法就是通过增加荷载来促进软土地基沉降，从而增加地基强度，并避免以后的有关构造物会发生有害沉降。其促进地基固结沉降一般都是采取增加总压的方法，从而有效地降低土中的间隙水压，以此来增大有效应力。当采用填土加载法的过程中一定要注意确保地基处于稳定状态。
5、置换法
置换法就是常用优质土来替换软弱土，以此来保持填土的稳定，并减少其沉降量。此方法通常采用强制置换和人工挖掘置换的方式进行，其中人工挖掘置换的可靠性更高。其置换材料应当采用粗粒土，这是由于粗粒土能够保证其地面即使受到水浸也基本不会降低其承载力，当然对于置换的粗粒土要进行充分压实。
6、 抛石挤淤法
抛石挤淤法主要用于一些常年积水的低洼地带，这些路面的排水施工比较困难，其表土层的厚度较薄，且呈现出流动的状态，还包括一些片石可以沉到底部的泥沼以及厚度小于3m 的软土路段。在该方法中所抛投的片石，其粒径最好不要小于30cm，即使包含粒径小于30cm 的也不能超过总含量的20%，在具体的施工过程中要先从路堤的中部开始，先向前拋投，然后在依次往两侧展开，从而将淤泥从两侧挤出，在此基础上再用重型压路机反复碾压直至压实，上面再铺设一层反滤层，最后填土碾压，这种加固方法所取得的效果也是很明显的。
7、排水固结法
该方法适用于饱和粘土，有机质粘土的地基处理。排水固结法的排水系统由水平排水砂垫层和竖向排水体构成，主要起到改变地基原有排水边界条件，缩短地基孔隙水的排水距离，加速软土地基固结过程的作用。当软土层较薄且靠近地表或土的渗透性较好，施工期较长时，可以在地面铺设砂垫层而不设置竖向排水体。水平砂垫层厚度一般为50cm，采用中砂或粗砂，有机质含量不大于1%，不得含有粗块和其他杂物，含泥量不得超过5%。水平砂垫层宽出路基两侧各1m，并确保排水畅通。竖向排水常选用袋装砂井或塑料排水板。塑料排水板法的施工机具主要是插板机。竖向排水与水平砂垫层应连通，施工前应先铺30cm厚砂垫层，3%～4%横坡，然后施工竖向排水体，具体工艺如下：清场地、挖排水沟→铺下层砂垫层→稳压→放样→机具就位→塑料排水板穿靴→插入套管→拔出套管→割断排水板→检查并记录板位情况→机具移位→铺设上层砂垫层。对塑料排水板（袋装砂井）处理软土路基，地基固结较好，状态正常，它既有排水固结的作用，又能起挤密地基作用，且施工设备简单。塑料排水板与袋装砂井比较，塑料排水板具有插板机械轻，效率高，对土扰动小，造价低等优点。采用本方法只是填土速率受限，高等级道路采用临时路面过渡，待沉降稳定后再做永久路面。
四、软土地基的处理及应用时的影响因素
1、地基状况
（1）土质条件的影响。粘性土：采用的处理方法务必对地基的扰动达到最小。常采用压实法。砂性土：由于粘性土受扰动后，土体强度严重降低，因此应采用振动压实法或挤实砂桩法对可能发生液化现象的砂性土进行处理。
（2）地基构成情况。对于软土层比较厚的前提下，应采用其他的方法来配合表层处理法。在软土层厚度比较浅时进行的简单表层处理叫表层处理法。开挖换填法主要适用与重要的构造物的基础。
2、公路等级要求的道路性质
（1）根据公路等级，对于设计公路等级较低时，可先铺简易公路路面，等待地基沉降结束后，再铺常规的公路路面从而节约资金。相反公路等级较高时，平整度要求也越高，同时需要采取更有效的软地基处理措施。
（2）公路道路的形状。对于低填方的路堤易出现局部破坏宜用换填法；高填方路堤稳定性不足，宜采用重压法。
3、道路施工的周边环境
（1）软地基施工方法的选择应深思熟虑，主要是因为公路施工中对周边环境造成一定的影响。
（2）在施工过程中，在路堤高度较高且地基特别软弱的情况下，周围地基可能会常发生大的沉降或隆起，所以应多方面考虑来减少总沉降量和控制剪切变形量。
综上所述，市政道路施工中软土地基的处理方法有很多，而只有正确地选择和运用好软土地基的处理方法，才能在计划营运期内真正确保道路路况的良好以及行车的速度和运行安全。因此在市政道路的施工的过程中，施工方应当该根据当地的工程和地质情况，选择合理的方法，从而做到投资少、回报高、可靠性高，而且只有这样才能够有效地处理好软土地基。
参考文献：
[1] 李园. 市政道路路基土方工程施工技术探讨[J]. 民营科技. 2011(07)
[2] 冉旭波. 土工合成材料在公路软土路基中的应用[J]. 科技信息. 2011(02)
[3] 刘海峰. 土工合成材料在公路软土路基中的应用[J]. 科技风. 2010(01)
[4] 吴宏春. 公路软土路基处理技术浅析[J]. 科技资讯. 2009(24)
[5] 刘宗玖. 沥青路面平整度问题浅析[J]. 科技资讯. 2011(20)
[6] 刘兴禄. 软土地区路堤填筑加筋效果的有限元分析[J]. 科技信息. 2009(13)
关键词：市政；道路工程；软土地基；处理技术
中图分类号： U41 文献标识码： A 文章编号：
道路建设施工中软土地基问题是一个难以避免的话题。在施工过程中必须要处理好软土地基这一问题，增强公路的使用性能。就市政工程而言，由于工期紧、施工场地狭窄，同时还要维持既有道路交通正常运营等原因，软基处理较公路具有更高的要求。
一、软土的概念
软土是指滨海、湖沼、谷地，河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性能相差较大等特点。
二、软土路基变形特点
软土路基的变形特点主要有三大特点：变形量大、压缩稳定所需要的时间长、侧向变形大。变形量大：软弱土体多为淤泥或淤质土，其自身的含水量大，水份不易自流出来。压缩稳定所需要的时间长：软土主要以粘粒为主，尽管孔隙比較大，但单个孔隙较细。孔隙水很难流动。透水性较低，饱和土体受荷载作用后，水不能尽快排除，变形也只能慢慢进行，其变形要经过数年甚至数十年。侧向变形：比一般土体要大，而且侧向变形与竖向变形之比在相同条件下比一般土体要大。
三、市政道路工程中软土地基处理技术
1、 表层排水法
表层排水法运用于含水量过大的软土地基,进行填土之前需要在地层表面开挖沟槽,将地表水完全排除。这样既可以降低地基表层部分的含水率, 也能保证施工机械顺利进行。施工中需要采用透水性好的砂砾或碎石,以保证开挖出的沟槽在施工中达到盲沟的效果。
2、 强夯法
强夯法指的是为提高软弱地基的承载力，用重锤自一定高度下落夯击土层使地基迅速固结的方法。称动力固结法，利用起吊设备，将10 ～ 25 吨的重锤提升至10～ 25 米高处使其自由下落，依靠强大的夯击能和冲击土与杂填土地基。强夯法由于具有加固效果好、适用土类广、设备简单、施工方便、节省劳力、施工期短、节约材料、施工文明和施工费用低等优点，很快传遍到世界各地。一般认为强夯法目前除了对厚层淤泥质土和淤泥不适用外，对某些类型的软土强夯效果还是比较好的。从土的性质分析，软土强夯效果决定于地基土的含水量、粒径级配及孔隙比的大小。
3、砂垫层法
砂垫层法适用于地基上部软土层极薄且含水量较多时,具体做法：在软土地基上敷垫0.5m～1.2m厚的砂垫层,以达到固结软土层的效果,帮助砂垫层发挥上部排水层的作用。另外,砂垫层也能作为填土内的地下排水层, 对填土内的水位起到降低的作用。填土及地基处理施工能够为施工机械创造优越的通行条件。在砂垫层施工过程中需要安放样板。自卸汽车与推土机联合操作是摊铺作业的常用形式, 使用过程中最好保持均匀一致。当填料为透水性较差的粉土时, 如果坡脚附近的砂垫层被土覆盖,就会对侧向排水造成阻碍,因而需要妥善处理砂垫层的端部。
4、加载法
加载法就是通过增加荷载来促进软土地基沉降，从而增加地基强度，并避免以后的有关构造物会发生有害沉降。其促进地基固结沉降一般都是采取增加总压的方法，从而有效地降低土中的间隙水压，以此来增大有效应力。当采用填土加载法的过程中一定要注意确保地基处于稳定状态。
5、置换法
置换法就是常用优质土来替换软弱土，以此来保持填土的稳定，并减少其沉降量。此方法通常采用强制置换和人工挖掘置换的方式进行，其中人工挖掘置换的可靠性更高。其置换材料应当采用粗粒土，这是由于粗粒土能够保证其地面即使受到水浸也基本不会降低其承载力，当然对于置换的粗粒土要进行充分压实。
6、 抛石挤淤法
抛石挤淤法主要用于一些常年积水的低洼地带，这些路面的排水施工比较困难，其表土层的厚度较薄，且呈现出流动的状态，还包括一些片石可以沉到底部的泥沼以及厚度小于3m 的软土路段。在该方法中所抛投的片石，其粒径最好不要小于30cm，即使包含粒径小于30cm 的也不能超过总含量的20%，在具体的施工过程中要先从路堤的中部开始，先向前拋投，然后在依次往两侧展开，从而将淤泥从两侧挤出，在此基础上再用重型压路机反复碾压直至压实，上面再铺设一层反滤层，最后填土碾压，这种加固方法所取得的效果也是很明显的。
7、排水固结法
该方法适用于饱和粘土，有机质粘土的地基处理。排水固结法的排水系统由水平排水砂垫层和竖向排水体构成，主要起到改变地基原有排水边界条件，缩短地基孔隙水的排水距离，加速软土地基固结过程的作用。当软土层较薄且靠近地表或土的渗透性较好，施工期较长时，可以在地面铺设砂垫层而不设置竖向排水体。水平砂垫层厚度一般为50cm，采用中砂或粗砂，有机质含量不大于1%，不得含有粗块和其他杂物，含泥量不得超过5%。水平砂垫层宽出路基两侧各1m，并确保排水畅通。竖向排水常选用袋装砂井或塑料排水板。塑料排水板法的施工机具主要是插板机。竖向排水与水平砂垫层应连通，施工前应先铺30cm厚砂垫层，3%～4%横坡，然后施工竖向排水体，具体工艺如下：清场地、挖排水沟→铺下层砂垫层→稳压→放样→机具就位→塑料排水板穿靴→插入套管→拔出套管→割断排水板→检查并记录板位情况→机具移位→铺设上层砂垫层。对塑料排水板（袋装砂井）处理软土路基，地基固结较好，状态正常，它既有排水固结的作用，又能起挤密地基作用，且施工设备简单。塑料排水板与袋装砂井比较，塑料排水板具有插板机械轻，效率高，对土扰动小，造价低等优点。采用本方法只是填土速率受限，高等级道路采用临时路面过渡，待沉降稳定后再做永久路面。
四、软土地基的处理及应用时的影响因素
1、地基状况
（1）土质条件的影响。粘性土：采用的处理方法务必对地基的扰动达到最小。常采用压实法。砂性土：由于粘性土受扰动后，土体强度严重降低，因此应采用振动压实法或挤实砂桩法对可能发生液化现象的砂性土进行处理。
（2）地基构成情况。对于软土层比较厚的前提下，应采用其他的方法来配合表层处理法。在软土层厚度比较浅时进行的简单表层处理叫表层处理法。开挖换填法主要适用与重要的构造物的基础。
2、公路等级要求的道路性质
（1）根据公路等级，对于设计公路等级较低时，可先铺简易公路路面，等待地基沉降结束后，再铺常规的公路路面从而节约资金。相反公路等级较高时，平整度要求也越高，同时需要采取更有效的软地基处理措施。
（2）公路道路的形状。对于低填方的路堤易出现局部破坏宜用换填法；高填方路堤稳定性不足，宜采用重压法。
3、道路施工的周边环境
（1）软地基施工方法的选择应深思熟虑，主要是因为公路施工中对周边环境造成一定的影响。
（2）在施工过程中，在路堤高度较高且地基特别软弱的情况下，周围地基可能会常发生大的沉降或隆起，所以应多方面考虑来减少总沉降量和控制剪切变形量。
综上所述，市政道路施工中软土地基的处理方法有很多，而只有正确地选择和运用好软土地基的处理方法，才能在计划营运期内真正确保道路路况的良好以及行车的速度和运行安全。因此在市政道路的施工的过程中，施工方应当该根据当地的工程和地质情况，选择合理的方法，从而做到投资少、回报高、可靠性高，而且只有这样才能够有效地处理好软土地基。
参考文献：
[1] 李园. 市政道路路基土方工程施工技术探讨[J]. 民营科技. 2011(07)
[2] 冉旭波. 土工合成材料在公路软土路基中的应用[J]. 科技信息. 2011(02)
[3] 刘海峰. 土工合成材料在公路软土路基中的应用[J]. 科技风. 2010(01)
[4] 吴宏春. 公路软土路基处理技术浅析[J]. 科技资讯. 2009(24)
[5] 刘宗玖. 沥青路面平整度问题浅析[J]. 科技资讯. 2011(20)
[6] 刘兴禄. 软土地区路堤填筑加筋效果的有限元分析[J]. 科技信息. 2009(13)