论文部分内容阅读
程管理处 安徽阜阳 236300
摘要：道路建设中，软土地基是最常遇到的问题。因为，道路施工的进度和整体质量会受施工地基质量的影响，所以，在道路施工过程中要对软土地基进行合理的处理，这样不仅能对软土地基的土质状况进行改善，还能对地基的承载能力进行改善，从而促使道路建设的顺利完工，并保证了道路的施工质量。
关键词：道路；软土地基；处理方法
一、工程地质概况
安徽省阜南县濛洼蓄洪区道路建设工程据勘察报告勘察，勘察揭露的最大深度13m范围内，根据钻探取芯观察、室内土工试验、标准贯入、静力触探等特征，按其成因、结构特征及强度将场地内土层划分为2层组3层，场地的工程地质分层、埋深、岩性特征及空间。场地地下水类型主要为上层滞水。
上层滞水赋存于①素填土中，主要接受大气降水补给，水量少，无统一自由水面，水量与周边排泄条件关系密切。根据《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001，2009年版）附录G，本场地环境类型为Ⅲ类；据调查该场地无历史污染。依据地区经验，场地的地下水对混凝土具微腐蚀性，对混凝土中钢筋具微腐蚀性。
二、地基处理方案选择
目前常用的地基加固方法主要有换填法、抛石挤淤法、深层搅拌法、排水固结法、冻结法、电动硅化法、水泥灌浆法、振动沉模现浇混凝土薄壁管桩、高性能水泥土桩和高压喷射注浆法等；较常用的搅拌法如水泥土搅拌法、排水固结法如真空预压法和堆载预压法、CFG桩法和管桩法等，振动沉模现浇混凝土薄壁管桩和高性能水泥土桩也在推广使用。
根据现场勘测，部分路段处地面下淤泥质粘土层深达9m，承载能力较弱，需进行深层加固处理。由于固结排水工期较长，考虑到工期较紧，故不推荐该法。为节约工期、降低造价，经反复比较，选用打桩加固处理软基的方案。通过表2并结合地质资料，可供选用的方案有水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）和水泥粉喷桩两种方案。
1水泥粉喷桩设计要求
（1）桩径要求为500 mm；（2）桩长要求打穿淤泥层，取9 m（准确桩长参照地质资料并通过逐段试桩确定）；（3）桩距按等边三角形布置，桩距1.2 m；（4）桩土面积置换率0.1575；（5）桩喷粉量50kg/m3（42.5级普通硅酸盐水泥），掺入比约15%；（6）90d龄期无侧限极限抗压强度为1 200 kPa；（7）单桩竖向承载力特征值为90kN；（8）复合地基承载力不小于90kPa；（9）最终地基总沉降0.162m。
2 CFG桩设计要求
（1）桩径要求为600 mm；（2）桩长要求打穿淤泥层，取9 m（准确桩长参照地质资料并通过逐段试桩确定）；（3）桩按等边三角形布置，桩距1.2 m；（4）桩土面积置换率0.2268；（5）90d龄期无侧限极限抗压强度为2000 kPa；（6）单桩竖向承载力特征值为145 kN；（7）复合地基承载力不小于90 kPa；（8）最终地基总沉降0.143m。
3 两种方案比较
从承载特性上看，CFG桩属于刚性桩，复合地基承载力提高程度大、沉降小，一般多用于小高层和多层。粉喷桩属化学加固范畴，承载力的提高没有CFG桩大，且沉降比CFG桩大，一般用于多层和厂房。从造价上看，CFG桩单方造价比粉喷桩高。两种方案均能达到加固地基的目的，从降低成本的角度考虑，选用粉喷桩更经济合理。
四、道路施工软土地基处理方法
1.换填置换法
换填置换法是对一定范围和一定深度范围内的软土地基进行置换，这种方法主要是以渗水性较好的砂、石或者强度较好的粘土填筑，进而提升填土的稳定性，减小沉降量。换填置换法的软土地基处理方式，需要注意以下几点。一是换填材料要根据施工地实际的情况进行选择，要符合相关规定和市政道路建设的要求，这样才可保证软土地基加固的实施是合理有效的。二是置换过程中，要逐层换填加固，逐层压实，用机械碾压等方法使之达到建设
要求的压实度。三是换填的深度和面积要经过准确的计算，一般对于小于 3 m 的软土应全部挖除，而对于大于 3 m 的软土，则往往采用部分挖除并换填的方式。
换填置换法在市政道路工程软土地基处理中经常采用地基加固的技术，其施工作业较为简便，此方法是根据软土厚度的实际情况而定的，假如软土厚度较大，面积较多，采用换填置换法，造价就比较高，不仅增加了施工量，也相应地增加了施工难度。另外，置换的软土如何处理也是重要的问题。所以，软土厚度较大、面积较多的情况不宜采取此方法。
2.机械碾压和夯实法处理
机械碾压与夯实在市政道路工程中是最常见的地基处理方法。在软土地基的土壤中，水分的存量比较大。受到巨大外力的作用下，大量的水分将排挤出来，使软土的土壤密度加大，起到加固地基的效果。市政道路施工进行机械碾压和夯击时，要根据实验取得的数据选择碾压和夯击工艺，确定碾压和夯击的力度、范围、次数等因素。在碾压加固时，先使用小吨位的碾压机进行静压，再采用大吨位的碾压机进行震动碾压，最后使用光轮碾压机碾压。按照从边线大到中的原则进行，碾压以三分之一重叠的方式递进。夯实法是指利用重锤等带来的强大外力进行加固的方法，重锤夯实法要注意锤子的重量、起落的距离、夯实的时间间隔和夯实的遍数等。
3.砂垫层法
砂垫层法主要是在地基的土质之上进行一层砂垫的铺设，以此起到提升土质密实度以及硬度的效果。这一种方法在地基土质为软土层薄、含水量高的情况下比较适用，这是因为如果软土层厚的话，再对其进行砂垫层的铺设很容易使路基位置以及高度受到影响，进而使得整个施工计划难以顺利进行。此外，在对垫层进行铺设的过程中，其厚度的选取要低于 1.2m，但过薄，比如小于 0.5m 的时候，其隔离及固化软土功能都将难以发挥。总体而言，在选择具体垫层厚度的时候不仅要注意和地基施工的实际情况相结合，还要注意合理区间的选择。至于材料方面，之所以选择砂垫层，主要的一个原因在于砂垫层材料往往都有较好的透水性，这就使得其能够作为填土内的地下排水层，对填土排水起到很好的促进效果。
在利用砂垫层处理软土地基的时候，为了确保材料的密实与均匀，一般来说，采用推土机和自卸汽车相结合的施工方法是比较科学的。需要注意的是，在推土的过程中，要保证力度的一致性及均匀性，如果填料选取了透水性比较差的粉土，则要防止对其周边的砂垫层进行覆盖，否则这些粉土将会对沟槽的正常排水造成很大的阻碍。
4.化学加固法
化学加固法是利用一些化学材料对软土地基进行排水固结处理的方法，用以增加水利工程地基的稳定性。主要针对地面表层属于粘性土的情况，通过向表层粘土加入一些添加剂，使地基的强度以及压缩性能得到质的提升，以此来保证施工机械的正常运行。常见的化学加固法有深层水泥和石灰搅拌法、灌浆法等。深层石灰搅拌桩法，是利用石灰与土搅拌后所发生的一系列物理和化学反应来加强软土地基的强度，根据实际地质的不同所产生的加固效果也不同。深层石灰搅拌桩法的材料主要就是生石灰和高炉煤灰，可以有效地吸收软土地基中的过
多水分，施工要按照从四周到中间的顺序原则，施工过程中要避免石灰搅拌桩被地表或附近的水渗透而过多吸收水分失去原有效果。
五、加强道路软土地基处理
城市道路承受压力庞大，为避免道路在荷载的作用下出现不均匀沉降，则必须加固地基，软土地基更是如此。因此，能否对地基进行合理的处理不但关系着工程投资，也和道路的工程质量，以及使用性能有着最为直接的关系。随着科学技术不断地运用到市政工程施工中，对软土地基进行加固处理的方法有很多，但无论是哪种方法，都要确保处理之后的地基符合变形、强度、动力稳定性及透水性的要求，进而降低因道路荷载所引起的沉降，以及不均匀沉降。在具体施工过程中，可以从以下几个方面做好这一工作。
1.施工本身
软土地基加载过大会导致地基土塑流挤出，因此要采取一些有效的措施对这一现象进行改善，具体要做好三个方面的工作：（1）对施工速度，
摘要：道路建设中，软土地基是最常遇到的问题。因为，道路施工的进度和整体质量会受施工地基质量的影响，所以，在道路施工过程中要对软土地基进行合理的处理，这样不仅能对软土地基的土质状况进行改善，还能对地基的承载能力进行改善，从而促使道路建设的顺利完工，并保证了道路的施工质量。
关键词：道路；软土地基；处理方法
一、工程地质概况
安徽省阜南县濛洼蓄洪区道路建设工程据勘察报告勘察，勘察揭露的最大深度13m范围内，根据钻探取芯观察、室内土工试验、标准贯入、静力触探等特征，按其成因、结构特征及强度将场地内土层划分为2层组3层，场地的工程地质分层、埋深、岩性特征及空间。场地地下水类型主要为上层滞水。
上层滞水赋存于①素填土中，主要接受大气降水补给，水量少，无统一自由水面，水量与周边排泄条件关系密切。根据《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001，2009年版）附录G，本场地环境类型为Ⅲ类；据调查该场地无历史污染。依据地区经验，场地的地下水对混凝土具微腐蚀性，对混凝土中钢筋具微腐蚀性。
二、地基处理方案选择
目前常用的地基加固方法主要有换填法、抛石挤淤法、深层搅拌法、排水固结法、冻结法、电动硅化法、水泥灌浆法、振动沉模现浇混凝土薄壁管桩、高性能水泥土桩和高压喷射注浆法等；较常用的搅拌法如水泥土搅拌法、排水固结法如真空预压法和堆载预压法、CFG桩法和管桩法等，振动沉模现浇混凝土薄壁管桩和高性能水泥土桩也在推广使用。
根据现场勘测，部分路段处地面下淤泥质粘土层深达9m，承载能力较弱，需进行深层加固处理。由于固结排水工期较长，考虑到工期较紧，故不推荐该法。为节约工期、降低造价，经反复比较，选用打桩加固处理软基的方案。通过表2并结合地质资料，可供选用的方案有水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）和水泥粉喷桩两种方案。
1水泥粉喷桩设计要求
（1）桩径要求为500 mm；（2）桩长要求打穿淤泥层，取9 m（准确桩长参照地质资料并通过逐段试桩确定）；（3）桩距按等边三角形布置，桩距1.2 m；（4）桩土面积置换率0.1575；（5）桩喷粉量50kg/m3（42.5级普通硅酸盐水泥），掺入比约15%；（6）90d龄期无侧限极限抗压强度为1 200 kPa；（7）单桩竖向承载力特征值为90kN；（8）复合地基承载力不小于90kPa；（9）最终地基总沉降0.162m。
2 CFG桩设计要求
（1）桩径要求为600 mm；（2）桩长要求打穿淤泥层，取9 m（准确桩长参照地质资料并通过逐段试桩确定）；（3）桩按等边三角形布置，桩距1.2 m；（4）桩土面积置换率0.2268；（5）90d龄期无侧限极限抗压强度为2000 kPa；（6）单桩竖向承载力特征值为145 kN；（7）复合地基承载力不小于90 kPa；（8）最终地基总沉降0.143m。
3 两种方案比较
从承载特性上看，CFG桩属于刚性桩，复合地基承载力提高程度大、沉降小，一般多用于小高层和多层。粉喷桩属化学加固范畴，承载力的提高没有CFG桩大，且沉降比CFG桩大，一般用于多层和厂房。从造价上看，CFG桩单方造价比粉喷桩高。两种方案均能达到加固地基的目的，从降低成本的角度考虑，选用粉喷桩更经济合理。
四、道路施工软土地基处理方法
1.换填置换法
换填置换法是对一定范围和一定深度范围内的软土地基进行置换，这种方法主要是以渗水性较好的砂、石或者强度较好的粘土填筑，进而提升填土的稳定性，减小沉降量。换填置换法的软土地基处理方式，需要注意以下几点。一是换填材料要根据施工地实际的情况进行选择，要符合相关规定和市政道路建设的要求，这样才可保证软土地基加固的实施是合理有效的。二是置换过程中，要逐层换填加固，逐层压实，用机械碾压等方法使之达到建设
要求的压实度。三是换填的深度和面积要经过准确的计算，一般对于小于 3 m 的软土应全部挖除，而对于大于 3 m 的软土，则往往采用部分挖除并换填的方式。
换填置换法在市政道路工程软土地基处理中经常采用地基加固的技术，其施工作业较为简便，此方法是根据软土厚度的实际情况而定的，假如软土厚度较大，面积较多，采用换填置换法，造价就比较高，不仅增加了施工量，也相应地增加了施工难度。另外，置换的软土如何处理也是重要的问题。所以，软土厚度较大、面积较多的情况不宜采取此方法。
2.机械碾压和夯实法处理
机械碾压与夯实在市政道路工程中是最常见的地基处理方法。在软土地基的土壤中，水分的存量比较大。受到巨大外力的作用下，大量的水分将排挤出来，使软土的土壤密度加大，起到加固地基的效果。市政道路施工进行机械碾压和夯击时，要根据实验取得的数据选择碾压和夯击工艺，确定碾压和夯击的力度、范围、次数等因素。在碾压加固时，先使用小吨位的碾压机进行静压，再采用大吨位的碾压机进行震动碾压，最后使用光轮碾压机碾压。按照从边线大到中的原则进行，碾压以三分之一重叠的方式递进。夯实法是指利用重锤等带来的强大外力进行加固的方法，重锤夯实法要注意锤子的重量、起落的距离、夯实的时间间隔和夯实的遍数等。
3.砂垫层法
砂垫层法主要是在地基的土质之上进行一层砂垫的铺设，以此起到提升土质密实度以及硬度的效果。这一种方法在地基土质为软土层薄、含水量高的情况下比较适用，这是因为如果软土层厚的话，再对其进行砂垫层的铺设很容易使路基位置以及高度受到影响，进而使得整个施工计划难以顺利进行。此外，在对垫层进行铺设的过程中，其厚度的选取要低于 1.2m，但过薄，比如小于 0.5m 的时候，其隔离及固化软土功能都将难以发挥。总体而言，在选择具体垫层厚度的时候不仅要注意和地基施工的实际情况相结合，还要注意合理区间的选择。至于材料方面，之所以选择砂垫层，主要的一个原因在于砂垫层材料往往都有较好的透水性，这就使得其能够作为填土内的地下排水层，对填土排水起到很好的促进效果。
在利用砂垫层处理软土地基的时候，为了确保材料的密实与均匀，一般来说，采用推土机和自卸汽车相结合的施工方法是比较科学的。需要注意的是，在推土的过程中，要保证力度的一致性及均匀性，如果填料选取了透水性比较差的粉土，则要防止对其周边的砂垫层进行覆盖，否则这些粉土将会对沟槽的正常排水造成很大的阻碍。
4.化学加固法
化学加固法是利用一些化学材料对软土地基进行排水固结处理的方法，用以增加水利工程地基的稳定性。主要针对地面表层属于粘性土的情况，通过向表层粘土加入一些添加剂，使地基的强度以及压缩性能得到质的提升，以此来保证施工机械的正常运行。常见的化学加固法有深层水泥和石灰搅拌法、灌浆法等。深层石灰搅拌桩法，是利用石灰与土搅拌后所发生的一系列物理和化学反应来加强软土地基的强度，根据实际地质的不同所产生的加固效果也不同。深层石灰搅拌桩法的材料主要就是生石灰和高炉煤灰，可以有效地吸收软土地基中的过
多水分，施工要按照从四周到中间的顺序原则，施工过程中要避免石灰搅拌桩被地表或附近的水渗透而过多吸收水分失去原有效果。
五、加强道路软土地基处理
城市道路承受压力庞大，为避免道路在荷载的作用下出现不均匀沉降，则必须加固地基，软土地基更是如此。因此，能否对地基进行合理的处理不但关系着工程投资，也和道路的工程质量，以及使用性能有着最为直接的关系。随着科学技术不断地运用到市政工程施工中，对软土地基进行加固处理的方法有很多，但无论是哪种方法，都要确保处理之后的地基符合变形、强度、动力稳定性及透水性的要求，进而降低因道路荷载所引起的沉降，以及不均匀沉降。在具体施工过程中，可以从以下几个方面做好这一工作。
1.施工本身
软土地基加载过大会导致地基土塑流挤出，因此要采取一些有效的措施对这一现象进行改善，具体要做好三个方面的工作：（1）对施工速度，