常见软基处理方法

市政道路常见软基处理方法【摘要】：本文简单阐述了常见软基处理的各种方法，并对这些处理方法的适用范围、处理效果等进行比较分析。【关键词】：市政道路、软基处理、换填法、排水固结法、强夯法、水泥搅拌法（粉喷桩处理）、水泥粉煤灰碎石桩法（CFG桩）、旋喷桩法。随着我国经济的飞速发展、城市不断扩张，城市基础设施建设进行得如火如荼，势必面临在软基路段建设市政道路。而市政道路与建筑单体以及桥梁不同，对地基承载力要求不太高，但对地基整体性以及沉降要求比较高，对于市政道路而言，基础的沉降小则引起道路产生裂缝，大则引起道路凹陷，影响道路美观以及使用。同时市政道路下需埋设各种市政管线，包括给水、雨水、污水管等管径比较大的管线以及电力、电讯、煤气管道等管径比较小的管线。而这些管线对基础沉降的要求也较为严格。本文主要阐述我国目前常见的市政道路软基处理方法，并对处理方法以及效果进行评价。1、 换填法：换填法就是将基础底面以下不太深的一定范围内的软弱土层挖去，然后以质地坚硬、强度较高、性能稳定、具有较强抗侵蚀能力的砂、碎石、卵石、灰土、粉煤灰、矿渣等材料以及人工合成材料分层填筑，并同时以人工机械方法分层压实，使之达到要求的密实度，成为良好的人工路基。换填法适用于浅层地基处理，包括淤泥、淤泥质土、松散素填土、杂填土、已完成自重固结的吹填土等地基处理以及暗塘、暗沟等浅层处理和低洼地区的填筑。换填法还适用于一些地域性特殊土的处理：用于膨胀土地基可消除地基上的胀缩作用，用于湿陷性黄土地基可消除黄土的湿陷性，用于山区地基可以用于处理岩面倾斜、破碎、高低差，软硬不均以及岩溶与土洞等。根据换填方式的不同，通常可分为换土垫层法和挤於置换法等。换填法一般用于3m以内的浅层软基处理，是一种简单、快速、经济的处理方法。3m以上的软土层处理一般采用部分换填法。但需要处理的地基深度较深时，若全部采用换填法，需要的换填处理工程量大，施工比较困难，造价也很高，所以换填法一般不适用深层软基处理。换填法的处理效果：可提高地基的承载力，避免地基破坏；减少沉降量；加速垫层下软弱土层的固结和提高其强度，避免地基土塑性破坏；防止冻胀；消除膨胀土的胀缩作用；消除湿陷性黄土的湿陷作用。换填法的主要作用是改善原地基土的承载力并减少其沉降量。2、 排水固结法：排水固结法是对天然地基，或先在地基中设置砂井（袋装砂井或塑料排水带）等竖向排水体，然后利用建筑物本身重量分级逐渐加载;或在建筑物建造前在场地上先行加载预压，使土体中的孔隙水排出，逐渐固结，地基发生沉降，同时强度逐步提高的方法。排水固结法广泛应用于我国东南沿海和内陆海相、湖相、河相沉积的软弱粘性土层。常见的排水固结法主要分为：堆载预压法、砂井法（包括袋装砂井、塑料排水带等）、真空预压法。堆载预压法适用于软粘土地基。为了加速堆载预压地基固结速度，常可与砂井法或塑料排水带法等同时应用。如粘土层较薄，透水性较好，也可单独采用堆载预压法。砂井法适用于透水性低的软弱粘性土，但对于泥炭土等有机质沉积物不适用。真空预压法适用于能在加固区形成（包括采取措施后形成）稳定负压边界条件的软土地基。如宁德市政道路工程（正大路）项目因地层以下3~8米为淤泥质土，且对工程造价有限制，对工期要求不太高，因此采用了塑料排水板的处理方法，处理效果较好，费用较低，地基沉降量满足规范要求。排水固结法的处理效果：软土沉积年代、环境、成因不同，工程性质不同，采用排水固结法的效果差异也比较大。在用排水固结处理软土地基应注意：（1）颗粒越粗、越浑圆、越均匀，渗透性越大。故在排水的时候可考虑换一些颗粒较大的砂来处理。（2）淤泥的渗透系数随外荷载的变化受控于液限，刚开始变化较大，当接近其液限时，变化缓慢（3）对于高液限的淤泥，用预压排水法是不适宜的。3、 强夯法：强夯法是反复将夯锤提高到高处，使其自由落下，给地基以冲击和振动能量，将地基土夯实，从而提高地基的承载力，降低其压缩性能，改善地基性能的地基处理方法。强夯法按夯击区域分为满夯和点夯（强夯法适用于浅层软弱土基（如高饱和度的粉土和软塑〜流塑的粘性土等地基）的处理（它具有工期短，造价低，工艺简单等特点（强夯置换法目前已用于道路、堆场、机场、房屋建筑、油罐等工程软基处理。强夯置换碎石桩和强夯置换挤淤沉堤两种方法为深圳地区围海造地发展海滩地建设以及相关道路建设解决了一个复杂的地基处理难题。强夯法的处理效果：强夯法处理既提高了地基承载力，又改善了排水条件，有利于软土的固结（4、 水泥搅拌桩法：水泥搅拌桩是利用水泥作为固化剂的主剂，是软基处理的一种有效形式，利用搅拌桩机将水泥喷入土体并充分搅拌，使水泥与土发生一系列物理化学反应，使软土硬结而提高基础强度。水泥搅拌桩处理适用于处理淤泥、淤泥质土、泥炭土和粉土土质（常用于以下工程中：（1）高速公路、市政道路、铁道和机场场道以及高填方堤基等；（2）大面积的堆场地基；（3）建筑物的地基加固：如6-12层多层住宅，办公楼，厂房等。水泥搅拌桩处理效果：组成的水泥桩复合地基，提高地基承载力、增大变形模量、减少沉降量，且水泥搅拌桩处理后的地基具有良好的长期强度和稳定性（软土基础经处理后，加固效果显著，可很快投入使用，但造价较高。5、 水泥粉煤灰碎石桩法（CFG桩）：水泥粉煤灰碎石桩由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和，用各种成桩机械制成的可变强度桩（通过调整水泥掺量及配比，其强度等级在C15-C25之间变化，是介于刚性桩与柔性桩之间的一种桩型。CFG桩和桩间土一起，通过褥垫层形成 CFG桩复合地基共同工作，增加地基承载力。本处理措施适用于填方高度较高路段、桥头及涵底软基处理。水泥粉煤灰碎石桩处理效果：本方法虽然施工较复杂，造价较高，但处理效果良好（掺入一定水泥之后，形成的胶凝体具有一定的强度、良好的和易性以及流动性、容易灌注等特点，有利于废物利用、减轻环境污染。6、 旋喷桩法：旋喷桩是利用钻机将旋喷注浆管及喷头钻置于桩底设计高程，将预先配制好的浆液通过高压发生装置使液流获得巨大能量后，从注浆管边的喷嘴中高速喷射出来，形成一股能量高度集中的液流，直接破坏土体，喷射过程中，钻杆边旋转边提升，使浆液与土体充分搅拌混合，在土中形成一定直径的柱状固结体，从而使地基达到加固。旋喷桩法对处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、沙土、人工填土和碎石土等有良好的效果。可以作为施工中的临时措施，也可作为永久建筑物，尤其对已有建筑物地基补强和基坑开挖中需要对坑底或侧壁加固，侧壁挡水，需要对邻近地铁及旧建筑加以保护时，是较为常用的处理方法。在道路路基填筑时常用于鱼塘和湖泊淤泥、淤泥质土和含水量较高的路段路基处理（旋喷桩处理效果：当地基为砂质土时，旋喷桩法处理后可以得到较高强度的地基；当土质为软弱黏性土时，水泥浆与土混合后强度形成的特性则有所不同。7、结论：本文简单阐述了市政道路常见软基处理的各种方法，并对这些处理方法的适用范围、处理效果等进行比较分析。换填垫层法是最常用的软基处理方法之一，在地区市政道路工程中应用最多，但换填处理只能在软土层厚度较薄的情况下使用。软土层较厚时，换填处理的工程量大，施工比较困难，造价也很高。堆载预压法排水固结时间长，因此工期也较长，而且只能适用于软土不太厚的情况，如果时间允许，可单独使用，如果工期紧，可结合排水固结法一起使用。对正常压密的深厚软粘土而言，加载预压排水固结法是经济有效的软基处理方法，但用此方法处理后，由于软土厚度大，总沉降、工后沉降及差异沉降都较大，无法达到预期的要求，不均匀沉降对市政管线的破坏也较大。强夯法一般用于处理大面积填海等工程，并应通过试夯确定设计参数。水泥搅拌桩法和粉煤灰碎石桩适用于高饱和深厚软土、工期要求紧迫、路堤荷载较大且工后沉降控制较严的工程，能迅速增加地基承载力，减小沉降，但造价较高，一般用于处理桥头或对地下管线沉降控制较严的路段，对有机质含量较