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摘要：在我国沿江、沿湖、沿海等地区广泛分布着软土，市政道路工程项目中，如何对软土地基进行处理已经成为影响其道路质量和工程造价的重要因素。探讨了市政道路工地常用的几种处理软土地基的方法并结合工程实例对软基的施工技术措施进行分析。
关键词：市政道路；软土地基；表层处理；粉喷桩；排水固结
前言
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。在软土地区修建道路，常发生道路沉降变形，严重影响了道路的使用，由此造成的经济损失越来越大。软土地基的性质因地而异，因层而异，不可预见性大。在设计、施工过程中，稍有疏忽就会出现质量事故。软土地基有危害性非常大，若不进行处理或者处理不合理，就会出现地基失稳的现象，使道路发生不均匀沉降，会对道路造成不同程度的影响，具体施工常根据施工项目的实际情况合理选用施工技术措施，有时可以几种方法交替或同时使用。
1、垫层法
垫层法主要包括换土加筋垫层法，换土垫层法和加筋碎石垫层法三种，属于软土地基浅层处理的方法。这种方法能够用于淤泥质土，淤泥或者冲填土等软弱地基的浅层处理。通过机械或者人工挖除路基下的软土层，然后换填成强度较高的砂、砾或者卵石等材料。如某道路工程项目的K0＋220-Kl＋120段处于软土地基段，通过将腐殖土及淤泥清除后换填的方法进行清淤换填，清除软土层80cm，然后分两层进行换填，上层换填为40cm厚的天然砂砾，底层换填为40cm厚的卵石层，同时进行分层压实，直至通过试验检测达到工程设计要求。如果换填的软土层超过1m时，可以考虑每隔0.5m布置一层土工布或者土工布格栅，会使换填的效果更好。经过换填处理的地基能够把上部荷载扩散传递到下卧层，以满足市政道路地基承载力要求和减少地基的沉降量，还可以加快软土层的排水固结和提高软土层的强度，改善地基强度的不均匀性。
2、排水固结法
排水固结法是利用天然地基土层本身的透水性或设置在地基中的竖向排水体，通过预先在地表进行加载预压或利用建(构)筑物自身重量使土体中孔隙水逐渐排出，土体逐渐固结，地基土逐渐压密，强度逐步提高的方法。排水固结法一般适用于有机质粘土或者饱和粘土的地基处理。排水固结法通过水平排水砂垫层和竖向排水体形成整体排水系统，其作用机理是通过改变原有的地基排水条件，缩小地基中孔隙水的排水路径，使软土地基的排水固结过程加快。水平砂垫层一般采用中砂或粗砂，厚度一般为50cm，有机质的含量小于1％，不能含有粗块或者其他的杂物，含泥量须小于5％。水平砂垫层宽度比路基两侧各多1m，同时应该保证排水的通畅。竖向排水体一般选用塑料排水板或者袋装砂井。采用塑料排水板的施工机械主要是插板机。塑料排水板与袋装砂井对比，具有插板机械轻，对土扰动小，效率高，施工成本低等特点。采用本方法只是填土速率受限，高等级道路可以通过采用临时路面进行过渡，待地基沉降稳定后再进行永久路面施工。应确保水平砂垫层和竖向排水连通，在施工前应先铺30cm厚砂垫层，3-4％横坡，然后在进行竖向排水体的施工。
3、水泥土桩
水泥土搅拌法利用水泥(或石灰)等材料作为固化剂，在地基深处就地使固化剂和软土进行搅拌，软土会硬结成具有水稳定性、整体性和一定强度的水泥加固土层，从而使地基强度和变形模量得到很大的提高。根据施工工艺的不同，主要有粉喷桩，水泥搅拌桩和旋喷桩。水泥搅拌桩或粉喷桩主要用于处理淤泥、饱和粘性土或者淤泥质土等软土地基。桩的设计深度和直径间距等应经过稳定性验算来确定，还必须满足工后沉降的要求，加固土桩还须考虑配合比设计。
在施工前应先进行必要的水泥加固土的室内试验，依据单桩承载力要求和被加固土的性质确定水泥的用量。然后按照设计要求先打几根试验桩，检验机械性能和各项施工参数。在施工过程中严格根据设计要求和测定的参数进行施工。
4、水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)
水泥粉煤灰碎石桩也叫CFG桩，是指水泥通过水化反应以及粉煤灰的凝硬反应，生成了一种不溶于水的稳定高的结晶化合物，其主要成分包括硅酸钙水化物和铝酸钙水化物等，这些物质会不断延伸发展填充到石屑和碎石的孔隙中形成一个相互交织的空间网状结构，把原本松散的骨料粘结在一起使桩体的变形模量和抗剪强度大幅度提高。CFG桩的强度等级一般处于在c15-C25之间。通过柔性褥垫层的设置，使CFG桩复合地基得到均匀沉降和较高的承载力，是加固软土地基最经济、适用、快速、可靠的一种新型灌注桩。CFG桩复合地基是在碎石桩加固地基法的基础上发展起来的一种地基处理技术。在砂土、粉土、粘土、淤泥质土、杂填土等地基均有大量成功的实例。CFG桩对独立基础、条形基础、筏基都适用。CFG桩和桩问土一起，通过褥垫层形成CFG桩复合地基共同工作，故可根据复合地基性状和计算进行工程设计。CFG桩一般不用计算配筋，并且还可利用工业废料粉煤灰和石屑作掺和料，进一步降低了工程造价。CFG桩的适用范围很广。
5、工程实例
环湖东路是新昆明发展战略“一湖四环”中的环湖道路的组成部分。公司承建的是昆明市环湖东路官渡新——乌龙堡第七合同段，里程桩号为K13＋950-K16＋220，起点接本项目第六合同段K13＋950，止点接昆明环湖东路乌龙堡段K16＋220，设计全长2270m，道路标准横断面宽为40m，整个标段由道路、下穿、排水和涵洞组成。其中K13＋950-K14＋375段道路采用下穿方式穿越“未来城”，其标准横断面宽为48.5m(K13＋642.61-K14＋482段)，断面布置为：3.5m人行道(辅道)＋3m非机动车道(辅道)＋4.25m机动车道(辅道)＋3.5m分隔带＋8.5m车行道＋3m中央分隔带＋8.5m车行道＋3.5m分隔带＋4.25m机动车道(辅道)＋3m非机动车道(辅道)＋3.5m人行道(辅道)。 道路等级：城市I级主干道，计算行车速度：60km／h，隧道宽度：10.25m(单侧)，行车道宽2x3.75＝7.5m(单侧)，隧道有效净宽：0.25(余宽)＋0.50(左侧路缘带)＋2x3.75(行车道)＋0.75(右侧路缘带)＋0.25(余宽)＝9.25m。有效净高5.0113，汽车荷载：城市-A级汽车荷载，地震烈度：基本烈度Ⅷ度，地震加速度：0.2g。
该道路工程场地土上部为厚度0.5m左右人工填土，其下依次为淤泥、淤泥夹砂、残积砾(砂)质粘性土和粉质粘土。淤泥层的厚度为10～15m，是透水性低、压缩性高、强度低的软土层，通过地质勘察可知淤泥的主要指标为：塑性指数Ip＝18.2、重度γ＝15.9(kN／m3)、含水量ω＝62.1(％)、孔隙比e＝1.69、直剪试验的抗剪强度参数c＝13.4(kPa)，φ＝1.9°、渗透系数k＝3.3(x10-7cm／s)、压缩系数α1-2＝1.71(MPa-1)。
为了使道路路基两侧的雨污水深埋管基工后沉降不大于10cm的要求得到满足，通常采用的施工技术方案是对整个路基采用水泥搅拌桩复合地基的方法进行处理。但为了在确保项目工程质量的前提下尽可能减小项目造价，工程师提出了中央机动车道下采用袋装砂井并同时堆载预压排水固结进行处理，而在非机动车道和人行道下则采用粉喷桩复合地基的施工技术方案。袋装砂井的间距为1.2m，直径为70mm，采用三角形布置的方式，粉喷桩间距1.0m，直径为500mm，也采用三角形布置，水泥土搅拌桩和袋装砂井都打穿淤泥层和淤泥夹砂层进入粉质粘土层，砂垫层的厚度为0.5m，并采用土工格栅加筋处理。整个路段约40％的路基通过粉喷桩进行处理，约60％的路基通过袋装砂井排水固结处理。目前当地的粉喷桩施工单价约32元／延米，但是袋装砂井排水固结施工的单价只有约3.5元，延米，大概是粉喷桩处理的10％。因此通过这种技术措施软土地基的施工费用可以节省50％。
图1为该道路工程中K13＋950断面各监测点历时568d的总沉降～时间曲线。从图中可以看出袋装砂井配合堆载预压处理段内的最大总沉降量达1269mm，出现在路中心处，而粉喷桩处理段内最大的总沉降量为254mm，大概是路中心最大沉降量的1／5，袋装砂井配合堆载预压处理段的沉降量远大于粉喷桩处理。
6、结束语
通过对该市政项目的道路工程进行软土地基处理的工程实例的分析研究表明，这种在同一道路断面的不同位置进行不同的软基处理方法(本工程中为两侧是水泥土搅拌法处理，中间是排水固结法处理)，可以有效地提高管道地基的承载力并同时满足管道对沉降量的要求，并大幅降低工程造价。
关键词：市政道路；软土地基；表层处理；粉喷桩；排水固结
前言
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。在软土地区修建道路，常发生道路沉降变形，严重影响了道路的使用，由此造成的经济损失越来越大。软土地基的性质因地而异，因层而异，不可预见性大。在设计、施工过程中，稍有疏忽就会出现质量事故。软土地基有危害性非常大，若不进行处理或者处理不合理，就会出现地基失稳的现象，使道路发生不均匀沉降，会对道路造成不同程度的影响，具体施工常根据施工项目的实际情况合理选用施工技术措施，有时可以几种方法交替或同时使用。
1、垫层法
垫层法主要包括换土加筋垫层法，换土垫层法和加筋碎石垫层法三种，属于软土地基浅层处理的方法。这种方法能够用于淤泥质土，淤泥或者冲填土等软弱地基的浅层处理。通过机械或者人工挖除路基下的软土层，然后换填成强度较高的砂、砾或者卵石等材料。如某道路工程项目的K0＋220-Kl＋120段处于软土地基段，通过将腐殖土及淤泥清除后换填的方法进行清淤换填，清除软土层80cm，然后分两层进行换填，上层换填为40cm厚的天然砂砾，底层换填为40cm厚的卵石层，同时进行分层压实，直至通过试验检测达到工程设计要求。如果换填的软土层超过1m时，可以考虑每隔0.5m布置一层土工布或者土工布格栅，会使换填的效果更好。经过换填处理的地基能够把上部荷载扩散传递到下卧层，以满足市政道路地基承载力要求和减少地基的沉降量，还可以加快软土层的排水固结和提高软土层的强度，改善地基强度的不均匀性。
2、排水固结法
排水固结法是利用天然地基土层本身的透水性或设置在地基中的竖向排水体，通过预先在地表进行加载预压或利用建(构)筑物自身重量使土体中孔隙水逐渐排出，土体逐渐固结，地基土逐渐压密，强度逐步提高的方法。排水固结法一般适用于有机质粘土或者饱和粘土的地基处理。排水固结法通过水平排水砂垫层和竖向排水体形成整体排水系统，其作用机理是通过改变原有的地基排水条件，缩小地基中孔隙水的排水路径，使软土地基的排水固结过程加快。水平砂垫层一般采用中砂或粗砂，厚度一般为50cm，有机质的含量小于1％，不能含有粗块或者其他的杂物，含泥量须小于5％。水平砂垫层宽度比路基两侧各多1m，同时应该保证排水的通畅。竖向排水体一般选用塑料排水板或者袋装砂井。采用塑料排水板的施工机械主要是插板机。塑料排水板与袋装砂井对比，具有插板机械轻，对土扰动小，效率高，施工成本低等特点。采用本方法只是填土速率受限，高等级道路可以通过采用临时路面进行过渡，待地基沉降稳定后再进行永久路面施工。应确保水平砂垫层和竖向排水连通，在施工前应先铺30cm厚砂垫层，3-4％横坡，然后在进行竖向排水体的施工。
3、水泥土桩
水泥土搅拌法利用水泥(或石灰)等材料作为固化剂，在地基深处就地使固化剂和软土进行搅拌，软土会硬结成具有水稳定性、整体性和一定强度的水泥加固土层，从而使地基强度和变形模量得到很大的提高。根据施工工艺的不同，主要有粉喷桩，水泥搅拌桩和旋喷桩。水泥搅拌桩或粉喷桩主要用于处理淤泥、饱和粘性土或者淤泥质土等软土地基。桩的设计深度和直径间距等应经过稳定性验算来确定，还必须满足工后沉降的要求，加固土桩还须考虑配合比设计。
在施工前应先进行必要的水泥加固土的室内试验，依据单桩承载力要求和被加固土的性质确定水泥的用量。然后按照设计要求先打几根试验桩，检验机械性能和各项施工参数。在施工过程中严格根据设计要求和测定的参数进行施工。
4、水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)
水泥粉煤灰碎石桩也叫CFG桩，是指水泥通过水化反应以及粉煤灰的凝硬反应，生成了一种不溶于水的稳定高的结晶化合物，其主要成分包括硅酸钙水化物和铝酸钙水化物等，这些物质会不断延伸发展填充到石屑和碎石的孔隙中形成一个相互交织的空间网状结构，把原本松散的骨料粘结在一起使桩体的变形模量和抗剪强度大幅度提高。CFG桩的强度等级一般处于在c15-C25之间。通过柔性褥垫层的设置，使CFG桩复合地基得到均匀沉降和较高的承载力，是加固软土地基最经济、适用、快速、可靠的一种新型灌注桩。CFG桩复合地基是在碎石桩加固地基法的基础上发展起来的一种地基处理技术。在砂土、粉土、粘土、淤泥质土、杂填土等地基均有大量成功的实例。CFG桩对独立基础、条形基础、筏基都适用。CFG桩和桩问土一起，通过褥垫层形成CFG桩复合地基共同工作，故可根据复合地基性状和计算进行工程设计。CFG桩一般不用计算配筋，并且还可利用工业废料粉煤灰和石屑作掺和料，进一步降低了工程造价。CFG桩的适用范围很广。
5、工程实例
环湖东路是新昆明发展战略“一湖四环”中的环湖道路的组成部分。公司承建的是昆明市环湖东路官渡新——乌龙堡第七合同段，里程桩号为K13＋950-K16＋220，起点接本项目第六合同段K13＋950，止点接昆明环湖东路乌龙堡段K16＋220，设计全长2270m，道路标准横断面宽为40m，整个标段由道路、下穿、排水和涵洞组成。其中K13＋950-K14＋375段道路采用下穿方式穿越“未来城”，其标准横断面宽为48.5m(K13＋642.61-K14＋482段)，断面布置为：3.5m人行道(辅道)＋3m非机动车道(辅道)＋4.25m机动车道(辅道)＋3.5m分隔带＋8.5m车行道＋3m中央分隔带＋8.5m车行道＋3.5m分隔带＋4.25m机动车道(辅道)＋3m非机动车道(辅道)＋3.5m人行道(辅道)。 道路等级：城市I级主干道，计算行车速度：60km／h，隧道宽度：10.25m(单侧)，行车道宽2x3.75＝7.5m(单侧)，隧道有效净宽：0.25(余宽)＋0.50(左侧路缘带)＋2x3.75(行车道)＋0.75(右侧路缘带)＋0.25(余宽)＝9.25m。有效净高5.0113，汽车荷载：城市-A级汽车荷载，地震烈度：基本烈度Ⅷ度，地震加速度：0.2g。
该道路工程场地土上部为厚度0.5m左右人工填土，其下依次为淤泥、淤泥夹砂、残积砾(砂)质粘性土和粉质粘土。淤泥层的厚度为10～15m，是透水性低、压缩性高、强度低的软土层，通过地质勘察可知淤泥的主要指标为：塑性指数Ip＝18.2、重度γ＝15.9(kN／m3)、含水量ω＝62.1(％)、孔隙比e＝1.69、直剪试验的抗剪强度参数c＝13.4(kPa)，φ＝1.9°、渗透系数k＝3.3(x10-7cm／s)、压缩系数α1-2＝1.71(MPa-1)。
为了使道路路基两侧的雨污水深埋管基工后沉降不大于10cm的要求得到满足，通常采用的施工技术方案是对整个路基采用水泥搅拌桩复合地基的方法进行处理。但为了在确保项目工程质量的前提下尽可能减小项目造价，工程师提出了中央机动车道下采用袋装砂井并同时堆载预压排水固结进行处理，而在非机动车道和人行道下则采用粉喷桩复合地基的施工技术方案。袋装砂井的间距为1.2m，直径为70mm，采用三角形布置的方式，粉喷桩间距1.0m，直径为500mm，也采用三角形布置，水泥土搅拌桩和袋装砂井都打穿淤泥层和淤泥夹砂层进入粉质粘土层，砂垫层的厚度为0.5m，并采用土工格栅加筋处理。整个路段约40％的路基通过粉喷桩进行处理，约60％的路基通过袋装砂井排水固结处理。目前当地的粉喷桩施工单价约32元／延米，但是袋装砂井排水固结施工的单价只有约3.5元，延米，大概是粉喷桩处理的10％。因此通过这种技术措施软土地基的施工费用可以节省50％。
图1为该道路工程中K13＋950断面各监测点历时568d的总沉降～时间曲线。从图中可以看出袋装砂井配合堆载预压处理段内的最大总沉降量达1269mm，出现在路中心处，而粉喷桩处理段内最大的总沉降量为254mm，大概是路中心最大沉降量的1／5，袋装砂井配合堆载预压处理段的沉降量远大于粉喷桩处理。
6、结束语
通过对该市政项目的道路工程进行软土地基处理的工程实例的分析研究表明，这种在同一道路断面的不同位置进行不同的软基处理方法(本工程中为两侧是水泥土搅拌法处理，中间是排水固结法处理)，可以有效地提高管道地基的承载力并同时满足管道对沉降量的要求，并大幅降低工程造价。