浅谈城区软基处理

杨泉

杨泉

（中国市政工程东北设计研究总院东莞分院，广东，东莞，523000）

【摘要】随着我国新型社会城镇化的快速发展，城镇建设管理人员的市政道路质量意识日渐增强。软基处理也理所当然地成为了道路的一个设计重点。本文根据市政道路软基的深浅程度、周边现状条件等提出常用的处理方法，并对不同处理方法的特点、适用范围以及设计注意事项等进行阐述。

【关键词】道路工程软基处理软土地基

1．概述

我国国土幅员辽阔，特殊地基多种多样，其中以软土地基最为常见，特别是在我国沿海雨水丰富地区，包括珠三角、长三角和福建、浙江等。

1.1软土的含义

软土是天然含水率高、孔隙比大、直剪内摩擦角小、剪切强度小、压缩性高的一种物理性能较差的土。软土主要包含淤泥、淤泥质土、杂填土和充填土以及一些其他的压缩性较高的粘、粉质土层。在工程建设中，软土的判定主要是通过地质勘探和土工试验得到土质相关性能参数来确定，具体界值以相关规范为准。

1.2软土地基的影响

城市道路路基容许工后变形跟据道路等级而定，快速路、主干路的容许变形为30cm，次干路、支路为50cm。对于特殊部位，如管线构造物或者桥台与路堤相邻的位置等，则须按照相应沉降要求提高容许变形标准。

由于软土本身特点，在处理不到位的软土上修筑道路易出现路面破裂、沉陷、底下脱空现象，高填方路堤易出现路基失稳、滑移、坍塌，给道路使用者带来生命安全的威胁；对于市政管线构造物如污水、雨水管而言，沉降要求更高，若路基沉降大，则会引起管线开裂等现象而损害其使用功能。在桥梁与路堤相邻处，路堤沉陷过大会出现桥头跳车，对高速行驶的车辆造成极大安全隐患。

2．城区道路软基处理的方式

城区道路软基处理具有环境复杂、空间受限大的特点，不同地形与环境决定着不同的软基处理方式。目前，在市政道路中常用软基处理方式有浅层的挖除换填、抛石挤淤、砂垫层、拌合无机结合料，深沉排水固结法和复合地基的水泥搅拌桩法。

2.1浅层软基处理

2.1.1挖除换填

对于3m以内的浅层软土地基，一般采取透水性较好的碎砾石、中粗砂或块片石等对软土进行换填，如果地下水位较高，则换填的粒料应该比地下水高出50cm，比路基两侧宽50-100cm。换填粒料应分层铺填压实，除换填粒料的底部应跟施工的机械设备和下卧层的土质情况来确定铺填厚度外，其他每层适合按20-30cm分层铺填压实。

在处理城区道路的软基时，特别需要注意道路周边现状情况。案例：旧城区道路改造项目，等级：支路，地质：1~2m湿、松散杂填土+2~3m淤泥质土，旧路两侧房屋距道路红线较近，房屋地基处理情况不明。此时，若老旧房屋地基未处理至淤泥层底，因淤泥具有流塑性，在开挖时，房屋地基下淤泥土可能产生流动而致使房屋倾斜倒塌，因此不能直接开挖换填。此时因道路等级低，旧路使用年限久，路面下软基沉降变化已不大，人行道软基不进行处理，机动车道软基采取级配碎石换填1m杂填土，同时加厚新建路面结构厚度。此处不建议采取打插槽钢进行地下土隔绝保护房屋地基，再进行换填处理的方法，因为槽钢施工产生的振动对老旧房屋结构产生影响不可预测。

2.1.2抛石挤淤

在水塘和常年积水的洼地等排水施工困难、表土流动性大的地方，适合采用抛石挤淤的方法对软基进行处理，抛石应高出淤泥层顶或地表水顶面50cm，同时比路基两侧宽50-100cm。抛石挤淤采用片块石，抗压强度须大于20MPa，粒径大小宜大于30cm小于50cm。抛石顶面采用粒径小于10cm的块石或级配碎石进行填平压实（50cm厚）作为反滤层。抛石挤淤一般适用于厚度小于4~5m的淤泥土或流动性软土[1]。施工时应先试抛确认可行。施工须从路基中心向两侧抛投，挤出淤泥，抛石顶面须用重型压路机碾压密实。一般情况下，抛石挤淤不适合用在快速路和主干路中。

2.2深层排水固结法

排水固结法是指通过水平排水砂垫层和竖向排水体来排除地基土层中较多的水分，减少地基软土的含水量，加速软土的固结速率，从而提高软土的承载力。其具有施工工期长、造价低的特点，对于地基为淤泥类土、饱和类粘土时，若无工期要求，可采取排水固结法进行软基处理以节约成本。深层排水固结法主要是竖向排水与预压联合法，竖向排水分为塑料排水板和袋装沙井。

对于深层软土地基，若须控制成本，可采用工期长的塑料排水板或袋装砂井排水板和堆载预压联合使用的处理方式，预压期不宜小于6个月，具体预压工期应根据允许工后沉降量或要求的地基固结度确定。在设计时应先确定竖向排水板工艺，然后假定排水间距、断面尺寸、排列方式、预压区范围，最后进行沉降、稳定计算。

塑料板和袋装砂井竖向排水的设计和施工方法基本相同,处理效果相差不大[2]，相对而言,塑料排水板法具有施工机械轻、效率高、造价低等优势。但两者优缺点不能一概而论，比如由于地基土质等原因导致塑料板插板困难时,选择袋装砂井法也许可以解决此难题，为保证排水通畅，砂井中的砂料应采用优质干净的粗砂。

对于排水间距，越小效果越好，且梅花形布置方式比正方形和正六边形效果好[3]。考虑造价、施工影响及间距过小而破坏硬壳层刚度导致沉降过大等因素,一般塑料排水板间距为1～2m，袋装砂井间距为1m～1.5m，且应处理至路基坡脚外1米，预压荷载顶面的范围不应小于承载道路的基础外缘。

在城区内进行堆载预压时，须考虑预压对周边建筑物、地下管线产生附加沉降的影响；如路堤填土和预压土层较高时，还须进行土堆稳定性分析，确保土堆不会产生坡角外滑坡而对临近建筑地基产生影响。对于存在明渠的地方须论证竖向排水加堆载预压是否可行，须考虑水源的补给渗透对预处理土层的固结效果的影响以及在明渠附件堆载预压是否会产生滑坡。

2.3水泥搅拌桩法

水泥搅拌桩是市政道路中最常用的一种复合地基处理法，它是用水泥作为固结剂，通过搅拌设备和深层中的软土强制拌和，形成土体增强效果的一种处理技术，具有施工振动小、对周围土体扰动小、效率高、污染低等优点。

水泥搅拌桩适用于处理淤泥、粉土、软塑或可塑的粘性土、饱和黄土等软土，按工艺分为湿法（浆喷法）和干法（粉喷桩），粉喷桩适用于深度14m内的软土，天然含水量小于30%、大于70%或水的PH值小于4时不宜采用。按建筑地基处理规范，浆喷法适用深度不宜大于20m，但在实际工程中，因机械设备的限制，大于15m的桩身部分成桩效果较不理想，因此设计桩长不宜超过15m，对于大于15m的软土可采取振冲碎石桩或造价相对较高的预应力混凝土管桩等。

根据既有工程经验，水泥桩采用梅花型布置效果较好，桩径一般取50cm~60cm。对于道路地基，间距一般为1.1~1.6m，对于箱涵地基，水泥桩间距宜取小值，参考间距为0.9~1.1m，具体取值须经承载力计算确定，并应满足工后沉降要求。为保证复合地基稳定性，水泥搅拌桩须打穿淤泥层进入持力层0.5m。桩顶设置厚40~50cm的级配碎石褥垫层或中粗砂垫层，同时在桩顶与垫层中间各设置一层双向土工格栅，以使复合地基受力均衡。

水泥桩施工前须清除障碍、平整场地，必要时可铺设碎石或砂土垫层或回填粘土。施工前须试桩以便掌握现场成桩经验及有关技术参数，试桩数不少于五根。

城镇区域存在较多地下管线，在处理软基时若遇地下管线，可采取水泥搅拌桩复合地基保护。如下图所示，无管线路段采取竖向排水固结法，横穿管线路段则采取水泥搅拌桩进行保护，搅拌桩的碎石垫层上增设砂垫层，同两侧排水板砂垫层齐平，砂垫层中央设置双层土工格栅加固。

3．结语

城镇地区工程环境复杂多样，软基处理设计须综合考虑各项因素如土质、成本、效率、对居民影响程度等，通过对比分析拟定最佳处理方法，确保施工顺利及工后的道路质量。

参考文献：

[1]蒋亚，张文渊.抛石挤淤综合法在加固地基中的应用[J].土工基础，2005,19（6）：8-9.

[2]程培峰，李灵芝，刘红军.袋装砂井与塑料排水板处理软基的对比评价.[J]中外公路.2008.（1）：50-52.

[3]马晓，陈晓黎，陈志勇.塑料排水板布置方式研究[J].交通科技.2010,（1）：64-67.