长沙市规划设计院有限责任公司 湖南长沙 410007
摘要：随着城市化的深入发展，市政道路工程建设数量也随之增多。道路工程所涵盖专业较多，施工时往往周边环境及地质情况复杂，如对软弱地基处理不当将难以确保路基整体稳定性和安全性，对整个工程的建设质量及使用寿命产生重大影响。本文将市政工程中道路路基作为主要研究对象，详细介绍了不同类型软弱地基的处理方法及适用范围，深入探究城市道路路基施工中软弱地基病害成因及处理对策，为类似工程提供指导经验。
关键词：市政；路基；软弱地基；处理对策；应用研究
1 前言
市政道路路基施工中，对软弱地基的处理一直是道路施工中至关重要的环节。为进一步提升市政道路的的建设质量，促进市政工程绿色健康发展，因此，加强对软基处理技术及对策的研究，显得十分重要。
2 软弱地基特征及影响
软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或者其它高压缩性土层构成的地基。软弱地基的特征主要表现为土质不均匀性，土体天然含水量高、天然孔隙比大、抗剪强度低、压缩性高、渗透性系数小[1]。在荷载作用下，容易产生显著的变形，直接影响地基结构稳定性。
针对不同性质和类型的软弱地基，应科学合理选用地基处理技术和加固手段，使其稳定性与强度得以增强，保证载荷能力的提升，提高地基结构安全程度。
3 不同类型软基处理技术方法及作用机理
结合市政工程中施工实际情况，当地基承载力或变形不能满足设计要求时，地基处理需根据不同类型的土体性能，选用合理的地基处理方法，以实现提高地基承载力、减少沉降的目的。市政工程中常见的地基处理方法有软土置换法、排水固结法、复合材料加强法、灌（注）浆入固化物法、机械振（挤）密法等[2]，本文列举介绍市政工程中常见几种类型处理技术方法。
（1）软土换填法
换填法是指将基础底面以下一定范围内的软弱土层挖弃，然后换填成强度较高与承载能力达标的其它土质的方法。换填法一般在较浅的软弱地基中使用，换填的材料经人工或机械方法进行分层压、夯、振等密实处理，使之达到满足要求的压实度，成为良好的人工地基。
软土换填法主要适用于软弱地基的浅层处理，包括淤泥、淤泥质土、松散素填土、杂填土等。
（2）排水固结法
排水固结法是指在天然地基中设置竖向排水设施，通过利用机械进行加载预压，将土体中的孔隙水排出，致使地基发生沉降，土体自身进行固结，强度提高的方法。排水固结法主要由排水装置系统和加压系统两部分组合进行完成。排水系统包括竖向排水井和水平排水层；加压系统一般包括堆载预压法、真空预压法、降水预压法、电渗排水法。
排水固结法主要适用于淤泥、淤泥质黏土、粉土及冲填土等饱和软土。
（3）加筋法
加筋法是指在土体中加入条带、纤维或网格等抗拉型土工织物材料，形成“土-筋”复合体，依靠筋材限制土的侧向位移，改善土体的力学性能，以此来提高土的强度和稳定性的方法。
加筋法主要适用于砂土、饱和性黏性土等软土。
（4）高压喷射注浆
高压喷射注浆法是利用高压射流技术，喷射化学浆液，浆液通过注浆管道喷嘴喷出，切割土体并与土拌合形成水泥土加固体的地基处理方法。
高压喷射注浆法可适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑、软塑或可塑粘性土、粉土、砂土等地基。
（5）CFG桩法
CFG桩法是指通过机械振动、泵送，将人工灌注水泥、粉煤灰、碎石、中粗砂混合料等方式在地基中形成的桩体方法。充分利用桩与桩间土、垫层之间共同作用，形成CFG桩复合地基。由于桩体的强度和模量比桩间土大，在荷载作用下，桩顶应力比桩间土表面应力大，桩可将承受的荷载向较深的土层中传递并相应增加了桩间土承担的荷载，这样，由于桩的作用使复合地基承载力提高，变形减小。
CFG桩法处理主要适用于处理粘性土、粉土、沙土和桩端具有相对硬土层、承载力标准值不低于70KPa的淤泥质土、非欠固结人工填土等地基。
（6）强夯处理
强夯法是指通过使用重锤由高处向土地落下以进行夯击，使土体密实度增大且压缩性降低，进而提高路基自身承载能力。
强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与黏性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。
4 市政工程中常见的路基软基病害成因分析
由于车辆行驶过程中道路开裂、沉陷、翻浆、滑坡等常见病害的发生，甚至出现跳车现象，导致行车舒适度和安全性难以达到标准要求，市政道路工程建设质量和交通运输效率大打折扣。路基路面出现病害的危害，将大大影响道路工程的使用性能及寿命周期，因此，需深入了解和分析软基病害的成因，在实际工程应用中，避免出现类似工程质量病害问题，努力提升工程项目的建设质量水平。
（1）路基不均匀沉降
路基不均匀沉降的原因有很多，与荷载大小、土体性质、水分分布及施工工艺等相关，主要归纳有以下几点：1）路基填料不均匀；2）排水系统不完善；3）路基填土压实度不足；4）施工工艺不合理。
（2）路基翻浆
翻浆产生的主要原因是由于受季节性气候水分的运动或者路基受雨水直接侵蚀浸泡所致，地下水水位高，土基中含水量大，排水系统不畅，使得土体强度差，在外部荷载作用下，导致路基湿软，路面出现土弹簧、裂缝、鼓包、冒泥浆等现象。
（3）路基滑坡
滑坡产生的主要原因是由于受地质与水文两者因素的影响，地质构造的复杂程度与稳定性能及土体的含水量和地下水的作用是关键因素，另外地，还包括地震作用和人为不合理开挖工序是其它重要的诱因，从而导致路基上边坡或路基局部失稳产生自上而下的滑移。
（4）路基刚柔过渡变形
路基刚柔过渡段常表现于桥头引道与桥台结合处部位，两端是不同性质路面结构体系，一端桥台上部桥面层与刚性桥台组成的双层结构体系，属于刚性结构，自身压缩几乎为零；一端由路基、路面结构的多层结构体系，属于柔性结构，因此在结构刚度上便产生了很大差异，导致桥台与路堤的沉降不一致，地基结构因刚柔差异而引起的沉降变形。
5 路基施工中软基处理对策及措施
针对市政工程路基经常出现的病害问题，加强对软基处理对策及应用研究，结合不同类型的软基处理技术，对地基进行加固处理，能够有效改善土体力学性能，取得良好经济效益。
（1）改善路基不均匀沉降的问题
应重视对现场的调查、工程地质勘探工作，针对性的制定施工方案。主要对策和措施有：1）严格控制路基填料：应选用级配较好的粒料作为路基填料，当土的液限、塑性指数及含水量不符合规定要求时，可采用软土置换法、灌（注）浆入固化物法、机械振（挤）密法等软基处理技术对地基进行加固或对土体进行改良。2）完善排水系统：如采用排水固结法，有条件尽可能降低地下水位，同时施工中应做好排水沟、截水沟等排水设施，防止水流对施工场地和路基的影响。3）严格控制压实度和弯沉值。4）相邻路基搭接或与障碍物填充部位有效的加固处理：如采用玻纤格栅等加筋法措施进行搭接，或在临近构筑物附近采用素砼密实加固处理等。
（2）处理路基翻浆的问题
由于施工过程中排水措施实施不到位，路基不能形成有效的排水系统，往往导致道路通车运营后不久路面出现损坏。主要对策和措施有：1）挖除翻浆，做好路基排水：可采用排水固结法，降低填土层的水位，适当抬高路基，以改善施工作业环境；或采用采用高压喷射注浆、CFG桩法对土体进行改良，提高土体强度和承载力。2）设置隔离层：采用砂（碎石）垫层和横向盲沟等措施，降低路基表层的含水量。3）回填土掺灰处理：在土中掺入适当比例水泥、生石灰进行处理，产生化学固结作用，提升软土的抗渗透能力和稳定性能，同时保证路基压实要求。4）改善路面结构层：在路基基层底部铺设垫层，实现排水固结。
（3）处治路基滑坡的问题
路基滑坡属于地质灾害的范畴，需进行详细地现场调查及地质勘探，其处治的基本方法可以采用抗滑桩、削坡减载、反压坡脚、排泄地表（地下）水、护坡及生态防护等措施，或采用其中的几种措施作为综合治理方案。主要对策和措施有：1）制定处治方案：治理前应进行勘察钻探，找出滑动面，采集相关数据资料，作为确定处治方案的重要依据。2）作好地表水及地下水的处理：对于滑坡项面的地表水，应采取截水沟等措施处理，不让地表水流入滑动面内，同时保证边坡及坡脚排水畅通。3）注重采用工程防护与生态防护相结合的处治方案：可采用加筋法对破坏边坡的修复，减小侧向滑移力，提高土体抗倾覆能力；或采用加筋挡土墙及生态护面处理。4）制定滑坡动态监测方案及预防措施。
（4）缓解路基刚柔过渡变形的问题
目的主要是提高台背填料的强度和刚度，减少工后沉降，控制桥头跳车。主要对策和措施有：1）选择合适台背填筑材料或加固处理技术：宜选择级配良好的天然砂砾、碎石、等透水性填料或采用气泡轻质土进行台背回填，也可采用高压喷射注浆或CFG桩法对台后路基进行加固处理，减少沉降。2）加铺土工格栅或钢筋网片：通过加筋法在回填材料的层与层间隔铺设筋材，增强层间抗拉和抗剪性能。3）设置桥头搭板：起到刚柔相接缓冲作用，缓解桥头跳车、减少裂缝病害。
6 结束语
综上所述，市政工程道路路基施工中经常遇到软弱地基，对软弱地基的处理程度的好坏直接决定项目整体建设质量水平。目前，国内外软弱地基的处理技术方法很多，但各种方法都有其适用范围和局限性。在实际工程中，应充分考虑周边环境、地质条件、建（构）筑物对地基的要求、材料来源、施工机具和施工工期等因素，结合项目自身特点，因地制宜合理地选择出经济效益比最优的方法。在经济实用的基础上，保证处理效果，同时能够有效应对不良地质病害的发生，并能提供预防措施，对于推进市政工程建设的可持续发展具有指导作用。
参考文献：
[1]龚晓南.《地基处理手册》（第三版）中国建筑工业出版社IBSBN 978-7-112-09101-0 2008：5.
[2]常士骠 张苏民.《工程地质手册》（第四版）中国建筑工业出版社IBSBN 978-7-112-08828-7 2007：902-905.
作者简介：
蒋雄 性别：男 籍贯：湖南 岳阳 出生年月：1985.08 学历：硕士研究生，单位：长沙市规划设计院有限责任公司，职称 工程师，研究方向：公路桥梁与隧道工程