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市政公路工程的软土地基处理技术研究

发表时间：2020/9/3 来源：《基层建设》2020年第10期作者：顾惠明

[导读] 摘要：市政道路的建设对稳定性有严格要求，本文介绍市政公路软土地基特点、形成原因以及性能，分析具体处理的技术，进一步列举实际工程案例，旨在增强市政公路的承载能力，符合公路施工的要求，为相关人员提供参考借鉴经验。

        上海凤德市政工程有限公司
        摘要：市政道路的建设对稳定性有严格要求，本文介绍市政公路软土地基特点、形成原因以及性能，分析具体处理的技术，进一步列举实际工程案例，旨在增强市政公路的承载能力，符合公路施工的要求，为相关人员提供参考借鉴经验。
        关键词：市政公路；软土地基；施工技术
        引言：近些年，经济快速发展，人们生活水平提升，城市交通压力较大，对市政道路建设要求增加。特别在软土基质地区，如果不能采取有效措施，严重影响着城市道路的安全。目前针对软土地基处理技术已经深入研究，有助于增强承重力。
        1市政公路工程软土地基概述
        1.1市政公路软土地基特点
        软土地基指的是强度和承重力较弱的软土层。当在软土层上修建公路时，容易出现地面沉降的现象，影响公路的使用，带来巨大经济损失。软土地基有以下几方面的特点：透水性能差、含水量高、强度和承重能力弱以及塑性指数高。如果不进行加固处理，在施工完成后，将会产生沉降、路面不均匀、倾斜甚至塌方现象。基于特性，不能直接应用在市政公路建设中，应当采取必要的处理。
        1.2市政公路软土地基形成原因
        由于不同地区软土地基厚度、土质和类型有所差异，软土地基形成的原因也是具有差别的。首先，地表水。地表水直接决定着路基的稳定，因此，应当加强地表水治理工作。路基如果长时间被地表水浸泡，会改变软土地基结构，使得土壤承载能力下降，路基发生沉降，影响到市政公路使用寿命。其次，地下水。地下水位一旦过高，路基会出现翻浆现象，破坏路基结构。而冬天气温低，甚至会出现冻溶现象，降低地基稳定性能。再次，淤泥粘土孔隙比例。淤泥粘土的孔隙比例为1:1.5，如果淤泥比例过高时，承载能力降低[1]。与此同时，也具备危害性，严重影响路基的稳定。最后，压实工作。市政公路的压实工作也是必不可少的环节，做好压实工作，增强地基路面承载能力。但有时软土地基中含水量较高，在镇压后会提升地下水位，造成翻浆现象，阻碍后续工作。
        1.3市政公路软土地基性能
        第一，软土承载能力较弱。一方面，软土地基含水量较高，增强土体压缩量，当承受压力过大时，容易造成压缩现象，导致出现沉降问题。另一方面，外界施加的压力造成地基的整体结构受到破坏。第二，沉降量大，软土地基中含有较多天然水量，水量增加软土松散程度也随之提高。在实际施工过程中，由于压力失衡，造成沉降现象。如果在此过程中应用方法不当，就会造成不规则沉降，甚至会出现路面塌方现象，特别是在桥梁施工中带来的影响最大。第三，压缩性大。软土地基最大特点是孔隙较大，处于松散状态。因此，进行适当压缩，施工过程中进行合理处理，避免在后续过程中出现道路倾斜和塌方情况，严重影响到施工的稳定和安全。
        2市政公路工程软土地基技术
        2.1浅层路基处理技术
        此项技术主要应用在路基填方较低的区域中。例如：处理市政道路的路床时，最适宜的软土地基深度应当低于5米。但在具体施工工程中应当注意与工程实际路况相符合，选择最佳的施工材料。此外施工技术不能仅仅采用单一的处理方式，也应当注意适当应用综合处理方式。增强软土地基承重能力和压缩规模，有效控制地基，使市政公路的建设符合施工的标准，确保地基可靠性和稳定性，避免在工程结束后发生沉陷的现象。
        2.2硬壳层补强和强夯处理技术
        硬壳层补强的技术主要被广泛应用在纵向排水条件差、砂型软土、湿陷性黄土以及粘土中。通过振动、碾压以及冲击压实的方法，优化硬壳层厚度，确保建设的质量符合标准要求。合理使用这项技术，提升施工建设质量。与此同时，还能有效降低施工成本，应用在软土地基施工项目中具备较强实用性和经济性。
        强夯处理技术主要应用在水分量低或者孔隙大的粘土中。而此种技术在使用过程中会出现较强冲击力，在软土层内部出现冲击波，有效减小软土孔隙。与此同时，增高地基承载力，提升软土固结速率。
        2.3石灰浅坑处理技术和沙石挤淤地基技术
        石灰浅坑处理技术更加适用在含水量相对略高的黏土中。实际建设过程中，挖一个大坑，将1/3左右的石灰倒入坑中，并且做好回填和镇压工作[2]。通过此种方法能够有效解决含水量高的土壤黏土层松软的问题。部分河滩或湖泊积水严重形成了软土地基，通常具备高的地下水位，抽干地下水难度较大。因此，采用沙石挤淤地基的方式，避免出现沉降不一致现象。当公路施工结束后，针对地基不均匀状况，及时进行控制，确保地基具备安全和稳定性，防止沉降现象的发生。
        2.4粉喷桩和排水固结技术
        粉喷桩处理技术应用在含水量高的粘土层和进行加固的淤泥土质中。此种技术指的是在软土地基中放入粉体状固化剂并且进行均匀搅拌，固化剂与软土产生化学反应。提升软土承载能力，使得软土具备平稳性等优点，能够符合市政公路施工建设的标准。

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        地基中含水量过大，就会造成地基不稳的状况，此时就需要应用排水固结处理方式。通过在软土地基中放置排水管道，提升软土孔隙水排出的效果。排水固结技术最常用的两种方法是降水预压法以及沙井堆载预压法。降水预压法是指抽出地下水，增加土体自身重力，实现预压目的。但此种方式并不适用于对地基要求较高的公路项目建设中。工程施工人员还应当严格依据图纸设计方案，选择最佳方案。沙井堆载预压法是指压实土壤颗粒物，增强土壤强度，提升土壤透水性。
        3实际案例分析
        3.1工程概况
        某市政道路工程红线的宽度是38m，城市中设置主次干路，采用双向四车道。道路的两侧分别设有市政管廊，左侧的管廊宽度为3.5m，右侧管廊宽度为6.0m。道路的沿线有池塘，周围多为山地。不需要进行过多处理，直接进行填方或挖方路基就可以。道路的路段为软土基质，而需要处理的土质为红粘土和膨胀土，厚度在10-19.5m。
        3.2确定方案
        道路级别较高，关系到市政管廊稳定和安全。对工程建设的基本要求是经过处理后，增强土体强度和承重能力，避免出现不均匀或沉降现象。管廊软土地基进行施工时，确保不会产生反涌现象，保证施工建设安全性，减小经济成本的投入。综合以上分析，采用堆载预压法实现固结排水。由于此项工程项目处于软硬路基过渡阶段，因此，应当在软土地基和山体连接部分划分过渡段。在过渡段应用真空堆载预压方式，再进行水泥搅拌，防止因路段不均匀出现沉降现象。
        3.3科学设计
        依据勘察的资料综合分析，确定最终预压荷载80kPa，填方的高度为2.1m，排水竖井应用C型塑料材质的排水板，按照正方形布置1m，排水板的具体深度依据排水的深度决定，在19-26m。软硬路基的过渡段长度是33m，在排水固结处设计填土荷载；密封体是双轴搅拌桩，厚度应当不低于1.2m。先铺设一层490mm的砂垫层，紧接着铺设200g/m2土工布；再放置3层密封膜，并且再放置一层土工布；最后再放置490mm中粗砂层[3]。
        3.4施工技术
        在正式进行施工前，应当先清理地表杂草，清除鱼塘和滩涂的淤泥，再依据设计的标准进行填挖，建设成2%-4%横坡，有利于进行排水；在编织袋中装些细砂用于围护，与此同时也要做好防水和排水工作。
        确保第一层砂垫透气性能，选用的中粗砂含泥量小于5%，施工结束后仔细检查砂垫层厚度，及时修补。分层铺设并且镇压顶部中粗砂层，与此同时保护密封膜，埋设测量仪器。
        先对塑料排水管取样，再进行埋设。应用静压或者振动的方法完成，为避免影响排水效果应当严格控制误差，排水管外露的长度应当大于20cm。如果埋设过程中遇到土壤砂层，应当除去端头过滤膜。
        应用双轴搅拌桩密封粘土墙，总共打两排土墙，厚度为1300mm，直径在800mm，咬合在240mm。将粘土和膨松土作为密封的材料，墙体应当穿过透水层1m以下。
        每1000m2装置一台真空泵，放置在工程周围，避免集中放置，准备15%备用泵。
        在进行第一层土膜铺设前测量砂垫层厚度，并整理平整，清理尖锐物。在土工布的接缝处设置搭接长度不低于45mm，土工布放入1m以下。若应用缝合方法，则不需要考虑搭接的长度；为避免密封膜被扎破，应当分层铺设，预留出一定空间，防止变形。
        及时查看沉降效果，为保证真空泵正常有序工作应当多次检查。设置备用的电源，以防止在断面时能够重启。
        填筑路基的工作应当严格依据相关要求，采用分层填筑的方式。分层的厚度根据填土压实程度、性质以及机械压实性决定。
        沉降的速度如果满足标准要求后再进行卸载真空泵，真空泵卸载分三次进行。当每次停泵1/3时进行卸载，每一次卸载后间隔至少两天，及时查看沉降情况。当充分满足要求后再进行卸载。真空泵在全部卸载完成后，如果没有发生异常情况，再进行卸载超载的土方，每层土方厚度低于0.5m。
        结论：综上所述，市政公路建设中软土地基厚度、土质和类型有所差异，在选择处理技术时也是不同的。软土地基具有孔隙大，强度弱和含水量大等特点，施工程序过于复杂，相关技术人员应当依据当地区域科学合理规划，提升施工质量。
        参考文献
        [1]白英俊.市政公路工程软土地基处理技术[J].山西建筑,2018,44(19):78-79.
        [2]劳艳峰,郭永强.探讨公路工程中软土地基施工技术[J].中国住宅设施,2019(08):125-126.
        [3]谢卓鹏.市政公路工程软土地基处理技术分析[J].工程技术研究,2019,4(02):68-69.