城市道路软土地基处理设计探究

王彦举

【摘要】在我国沿江、沿湖、沿海的城市广泛分布着软土，而这些城市一般又是经济发达的城市，对城市道路网的完善有着迫切需要，对道路的功能要求越来越高；而软土给这些城市的道路带来不同程度的危害，如路基滑移、路面起伏不平、桥涵通道处跳车使这些城市的道路建设者感到非常棘手，要花大量人力、物力、财力和时间，去进行勘察、测试、科研、处治。本文结合南京地区的工程实践谈谈城市道路软基处理方法。

【关键词】表层处理；粉喷桩；排水固结

所谓软土，从广义上讲，就是强度低、压缩性高的软弱土层。习惯上常把淤泥、淤泥质土、软黏性土总称为软土。软土的特性主要表现为天然含水率高、孔隙比大。过去在一般城市道路通过软土地区，由于道路等级不高，路基宽度窄，且多低路堤，故对软基处理较少。但随着城市交通量增大，对城市道路的要求增高，为了确保路基及其外侧建筑物等的安全，必须对软基进行处理。软土给城市道路工程建设带来较大的影响和隐患。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。近年来，在城市道路工程建没中，软基处治问题已成为影响工程造价和道路使用质量的主要因素之一。

1 软土地基的危害

1. 1 软土地基的定义

软土地基一般是指地基承载力达不到其上面的构造物要求的承载力，也有一些情况是虽然工程在施工时地基承载力能达到施工和使用要求，但在工程的后续使用中，由于地基的自身原因或者是水的原因，都会使建（ 构） 筑物的地基失去稳定，形成不良地基，最终造成建（ 构） 筑物沉降过大或者产生不均匀沉降对建（ 构） 筑物构成彻底的破坏。

1. 2 软土地基的现象及危害

软土地基在我国分布很广，大部分都是天然形成，比如第四纪的沉积物。在我国的南方软土地基多形成在江河、湖泊、稻田、沼泽等处。软土地基多为低洼长期受水侵蚀浸泡处，多表现为淤泥质粘土。软土地基有极大的危害性，它可以造成建（ 构） 筑物的不同程度的破坏，不仅影响到建（ 构） 筑物的正常使用，在破坏严重时甚至可以造成建（ 构） 筑物的彻底报废。

很多建（ 构） 筑物的破坏，多数原因其实并不在于建（ 构） 筑物本身的质量，其根本的成因其实是地基的失稳，其中很多情况都是由于软地基。比如著名的意大利比萨斜塔，建成数百年，塔身质量完好，由于地基的失稳，沉降不均匀，造成塔身倾斜。

道路是带状的承受动荷载和静荷载的特殊人工建筑物，由于道路分布比较广，使用要求较高，因而对地基提出了较高的要求，但是道路为带状，修建通过的地方地质水文不会相同，有时会难以避免的通过软土地基等不良地质地区，如果对软土地基处理不当，极易发生路基沉降过大，导致路堤失稳，表現为路面由于不均匀沉降而导致开裂。

2 软土地基深层搅拌桩施工控制

2.1 工程概况

马高路（钟学路～钟学北路）位于南京市玄武区东部，东起钟学北路，西至钟学路，全长123.082m，道路红线宽度为 52m，是玄武区内规划的东西向城市主干路，设计速度 50km/h。

2.2 区域地质构造

南京地区位于扬子准地台下扬子褶皱带中的次级构造-宁芜断陷盆地的南京坳陷内，属宁镇弧形构造西段，表部被第四系松散堆积物覆盖。残留有复杂的复式褶皱行迹近北东向依稀展布，主要断裂有北东向、北北东向压扭性断裂和北西向张性断裂等，彼此交汇切割，构成本区基本构造格局。场地周边的主要断裂：六合-江浦断裂，为逆断层，断面南倾，倾角陡直，自晚更新世以来已无活动迹象。本场地内无断裂、破碎带通过，属区域地质构造活动相对稳定地区。

2.3 施工工艺流程

（1）深层搅拌法的施工程序为 ：桩机就位→预搅下沉→制作水泥浆 （水泥粉或石灰粉 ）→喷浆 （粉 ）搅拌 ，提升→重复搅拌下沉→重复搅拌提升直至孔口→关闭搅拌机 ，清洗→移至下一根桩。

（2）施工前期确定搅拌机械的灰浆泵输送量 ，灰浆输送到搅拌机喷浆口的时间和提升速度等施工工艺参数 ，并根据设计要求 ，通过试验确定灰浆的配合比。

（3）深层搅拌机的成孔速度控制在 0.57m/min～ 0.97m/min，随土质而定 ，到达设计桩底标高后 ，边搅拌、边喷浆、边提升、提升速度为 0.97m/min ，用同样的方法重复搅拌 ，应有专人记录时间。

（4）搅拌桩的垂直度偏差不得超过 1.5%，桩位偏差不得大于 50mm。

2.4 深层搅拌桩的特性和加固原理

软土与水泥搅拌后 ，基于水泥加固土的物理化学反应 ，表现为水泥的水解水化反应 ，分解出氢氧化钙生成硅酸盐三钙 ，铝酸三钙 ，铁铝酸四钙 ，硫酸钙等水化物 ，有的自身硬化 ，形成水泥骨架 ，有的则与周围具有一定活性的粘土进行离子交换和硬凝反应和碳化作用等 ，使土颗粒固结 ，结团 ，颗粒间形成坚固的连接 ，并具备一定的强度。根据深层搅拌提高地基承载力的原理 ，影响水泥土强度的主要因素如下 ：

2.4.1 水泥掺入比

水泥土的强度随水泥掺和量增加而增大 ，掺入量过小 ，固化反应弱 ，达不到固化的目的 ，掺入量过大也不行 ，一般掺入比为 10%～ 15%，有时可达 18%，效果比较理想。

2.4.2 地基土的含水量

地基土的含水量在 25%～ 70%之内 ，是较为理想的加固效果 ，水泥土无侧限抗压强度随土样含水量增加而降低 ，软土层含水量过高时 ，应采用水泥粉喷直接与软土搅拌效果理想一些。

2.4.3 有机质含量

有机质使土层具有较大的水容量和塑性 ，较大的膨胀性和低渗透性 ，并使土具有一定的酸性 ，这些都阻碍水化水解反应 ，从而影响加固效果 ，所以水泥土的强度随土样中有机含量的增高而降低。

2.4.4 地基土质不同的土层 ，具有不同的抗压强度 ，含粉砂较多 ，则固化强度大 ，粉粒含量高的则固化强度低。

2.4.5 水泥土龄期

水泥土的强度随龄期增加而增大 ，一般情况下水泥土强度 7d时可达标准强度的 30%～ 50%，龄期 90d的强度作为水泥搅拌桩的标准强度 ，但在淤泥质粘性土层，含有机质较多的土层龄期需要 180d。

2.4.6 土性特征和地下水的侵蚀性

水泥更适合碱性环境 ，如土体或水的酸性较高就不适合搅拌桩。

3 结语

软土地基的处理方法多种多样，根据各个地区不同的地质水文条件和施工技术及不同的当地施工原材料决定采取何种适用的处理方法，这样不仅可以取得较好的效果，同时也可减少经济投入。深层搅拌桩在处理软弱地基 ，及结构物基坑加固都有很好的效果 ，对周围环境无影响 ，目前较为普遍采用。本文中的实例采取了在南京地区最为普遍处理软土地基的方法，同时在施工过程中辅以其他相应措施，合理组织施工，施工过程较为简单，处理用的原材料在当地易于取得，这大大减少了人力，物力的投入，并确保了工程工期。工程在后续使用过程中结构完好，这说明采用合适的处理方法处理软土地基是可以取得很好的效果的。

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