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1、 道路软弱地基处理技术及应用 摘要：在城市道路的设计以及建设过程中软弱地基始终是其核心问题，在进行城市道路建设过程中由于软弱地基问题并没有适当得以解决，因此容易造成路面塌陷以及不均匀沉降的情况，这就会给城市的交通运输以及基础设施建设等问题造成一定的影响。在本次研究中重点探讨了市政道路软弱地基的基本类型和特点，同时对软土地基的形成过程和危害进行了相应的分析，对软土地基的设计措施和处理技术进行总结，在结合城市道路实际工程的背景下，提出合理解决办法。关键词：城市道路；软弱地基；处理技术1.引言随着当前我国城市化建设进程的不断发展，各种基础设施也在不断的更新完善，其中城市道路的建设尤其重要。当前我国城
2、市人口相对密集，为了在相对有限的城市土地空间中更为高效的利用城市道路，由此对城市道路的建设提出了新的要求。由于城市中生产生活的需要，因此大部分城市都建设在水系较为发达的地区，这也由此使得很多城市基础设施建设遇到软弱地基的问题。例如在城市道路建设中的湿陷性黄土和各种软土地基等，在进行城市道路建设时必须对此进行重视。在进行道路建设时就应对该地区的软土地基进行重视，由此在施工阶段时对其所发生的风险进行合理的控制。由于在进行城市道路建设时并非仅仅是路面结构以及路基的建设，更为重要的是为了便于基础设施的规划，从而将城市中的给排水以及电力管道等都包含在内，由此提高了城市道路的整体建设标准。2.道路软土地基
3、的特点及基本危害城市道路的软弱地基是指在进行城市道路建设时地基基础中难以进行承载的部分，其中包括有软土，砂土和湿陷性黄土等。由于这些土层本身存在承载力不足的情况，因此会导致城市道路在使用过程中发生相应变形问题，由于这些变化使得道路的设计高程出现一定的改变，进而会影响路面的使用和行车安全。由于软弱土本身具有孔隙率和含水率较高，同时压缩性较强的特点，使得该类型土质承载力较低，本身更容易出现变形破坏。根据土质类型的不同可以将软土划分为淤泥质土，粉土以及粉质黏土等，不同种类土质的指标以及取用的范围存在一定的区别。软土的物理要素使其基础在荷载作用下容易发生自行破坏情况，其基本特点为软土地基在受荷条件下容
4、易产生流变性，进而导致其出现相对缓慢的剪切变形情况，在一定程度下容易发生剪切破坏，使得道路出现坍塌破坏的情况。软土地基的主要破坏形式是路面的不均匀沉降以及坍塌现象，其中路面的坍塌主要是由于地基承载力不足导致，从而出现瞬间的地基破坏或者是位移发生改变。而地面所发生的不均匀变形主要是在受荷条件下，地基土所发生的长期形变结果。实际上地基在出现破坏时与土体之间所发生的耦合作用主要是由于土体本身的物理特点，导致土层出现较大程度的变形，而土层的变形使其抗剪承载力进一步降低，此时土层的抗剪承载力降低，随着土层形变的不断发散最终使得路面出现坍塌和不均匀沉降的情况。软土地基的破坏会极大程度的影响行车安全，同时引
5、发交通拥堵等问题，因此再设计阶段应该充分考虑软土地基影响，制定相应的处理对策。3.城市道路中软弱地基的处理方法3.1排水固结和堆载预压法排水固结法是指对于软弱地基当中的饱和土体采用施加外荷载的方法使其出现排水固结现象，进而使得土体结构中的泥土颗粒间距得以缩减，增强土体的抗剪切强度。避免软土地基由于具有较大的孔隙率出现不均匀沉降现象，进行使得地基承载力得以提高。采用堆载预压法和排水固结法具有相同的作用，本质是为了减少地基中土体的含水量和土体间隙，增强地基土体的密实度，在进行软弱地基处理时一般采用路基材料在地基表面覆盖的方式将水分挤压排出。3.2水泥粉煤灰碎石桩采用水泥粉煤灰碎石桩主要是将碎石，粉
6、煤灰以及少量的水泥等加入一定量的水，将其进行较为均匀的搅拌，通过打桩机作用或者是钻管内泵整体浇筑成粘度相对较高的桩体。利用褥垫层作用使得桩体之间相连的土体共同组成复合地基。当前大多数的工程项目中采用水泥代替粉煤灰，这种方式形成的素混凝土桩其强度一般为C10C20，根据以往的工程经验可以了解到在确保CFG桩的质量要求下，根据现场的施工条件选择施工工艺可以有效提高地基承载力。3.3水泥搅拌桩该方法的原理是在埋入地下的水泥搅拌桩中注入水泥，将水泥作为加固剂使得水泥和土壤更为充分的混合。以此实现改变土壤结构以及对土质进行增强的重要作用。经过多年的实践证明了解到水泥搅拌桩作为改变软土结构的优良方法，本身
7、的造价相对较高，同时在进行施工之前具有压桩测试周期较长的特点，水泥搅拌桩并不适合在含水量较大的土质，例如淤泥质土中使用，这会使得土壤和水泥难以完全成型。3.4软弱地基换填处理软弱地基的换填处理主要是指将软弱地基当中稳定性相对较差，结构较为松散的软弱土进行替换，将其置换为强度相对较高的物质。在软弱地基的换填处理当中对换填材料的强度具有较高要求，在交通运行期间不会因为路面压力的原因产生变形情况，同时所使用的材料应该具备一定的防侵蚀性，不会出现吸水等情况，例如所使用的煤渣以及砂石等不会因为地下水的原因使其结构出现改变，在施工过程中由于获取材料较为便捷，因此整体造价并不高，可以满足一般的施工需求。4.
8、工程案例分析4.1工程概况在昆明泛亚金融产业中心园区一期路网工程当中，其中7号路的路质状况整体为剥蚀丘陵地貌结构，该道路沿线位置具有农田，水塘以及多种软质疏松土壤，根据现场实地调研以及地质勘察信息，场地中地表自上而下的图土质结构主要包括有：（1）杂填土和素填土。土质主要由生活垃圾以及碎砖石组成，土质较为松散，含水量较大，力学性能具有较大差异，该层土质厚度为1.8m。（2）黏土。局部具有可塑性，土质含水率稍高，土质不存在摇振反应，属于中等压缩性土层，土体强度中等，土体厚度为0.5m3m之间。（3）第三层为黏土，土体整体为软塑状态，该层为高压缩性土质，整体强度较低，含水率较高。土层厚度为0.8m6
9、.7m。表4.1中心园区一期路网7号路地勘报告指标名称指标值岩土名称及代号天然重度（kN/m3）承载力基本容许值fa0（kPa）压缩模量Es1-2（MPa）固结快剪粘聚力Ck（kPa）内摩擦角k（） 素填土18.5/杂填土117.5/黏土18.51806.045.010.0黏土118.01404.540.010.0黏土217.5803.030.07.5粉土319.51707.025.014.0黏土418.51905.555.011.04.2软弱地基处理措施在中心区一期路网当中由于7号路范围内的软弱土层具有较大范围和深度，尤其是持力层第三层粘性土的压缩性和含水率较高，分布以及厚度较大，在进行现场
10、分析之后决定采用水泥粉煤灰碎石桩进行加固处理，这不但符合设计要求，同时也符合该道路区域的建设特点。7号路不同路段的地质分布情况具有较大差别，通过计算可以了解到在道路K0+380K0+996.08路段位置处的路基沉降量较大，其中最大沉降量为41cm，为了减小路基沉降所造成的影响，确保路基变形满足相关要求，在本次道路设计中选择采用深层软土地基的处理方式，也就是采用CFG桩进行地基加固处理。CFG桩的布置情况为在K0+380K0+996.08路段位置处所采用的水泥粉煤灰碎石桩桩径长为0.5m，桩体之间距离为1.8m，在进行处理之后，7号路的K0+380K0+700路段设计桩长为16m，复合地基承载力
11、大于120Kpa，通过静载试验了解到单桩承载力大于280KN。在7号路K0+700K0+996.08路段位置处采用的设计桩长为17m，实际施工桩长为17.5m，复合地基承载力大于135Kpa，采用静载试验了解到其单桩承载力大于350KN。路段整体的水泥粉煤灰碎石桩设计满足相关的安全性要求。图4.1 7号路段CFG桩平面分布图图4.2 7号路段CFG桩横剖面图目前施工道路运营情况良好，并未出现路面不均匀沉降以及塌陷等问题。5.总结随着当前我国城市化建设的不断发展，城市道路的建设质量也不断提高，针对市政道路中所出现的软弱地基问题应该在设计阶段就充分重视，以便于减小软土地基对城市道路运营所带来的风险
12、问题。在本次研究中对于城市道路软土地基的主要类型及风险进行了总结，同时分析了软土地基的主要病害形式，明确了城市道路软土地基的加固措施，在对各种工艺特点进行总结的基础上结合实际案例，通过对道路沿线地质条件及覆土特点分析的基础上提出CFG桩的加固方法，完成了该道路软弱地基段的处理问题，当前该道路运营情况良好。参考文献1罗杰慧.浅论市政道路工程软基加固技术J.中国水运:下半月，2015(6):237-238.2郑刚,龚晓南,谢永利，等.地基处理技术发展综述J.土木工程学报,2012,45(2):127-146.3陈秋南,张永兴,王祥秋,等某道路软弱地基的治理技术J.建筑科学,2003(4):13.4孙宝雷.市政道路软基处理现状及设计研究J.城市建筑,2014(4):250. -全文完-
