论市政工程软基处理的设计和沉降控制

张锡勇

【摘要】软土具有天然含水量高，透水性差，抗剪强度低，压缩性高，流变性显著等特点，在软土上修筑的路基因不均匀沉降或剩余沉降过大会产生各种破坏和失稳现象。因此，要保证路基稳定首先应进行软土地基的加固处理，这就使得提高路基的稳定性和承载能力在施工中显得尤为重要。

【关键词】市政工程；软基处理；设计；沉降控制

引言

市政道路对路基变形的要求较高，既要保证路基填筑过程中以及路堤在永久荷载作用下地基的稳定性，更要减少乃至消除工后沉降量，避免桥涵与路段连接处出现过大的沉降差或沿路段纵向、横向的不均匀沉降，防止道路运行中出现桥头跳车、路面不平整和开裂损坏等现象。

1.软土地基特点

软土地基具有诸如孔隙比大、含水率高、压缩性大、承载能力低等缺陷，不能满足市政工程的地基施工要求，施工完成后的质量也难以保证。因此，在市政工程建设前，需要先做好软土地基处理的准备工作。软土地基常常会引发很多工程地质问题，其主要表现为：

1.1承载能力极低，施工扰动较大时还会导致整个地基土出现破坏；

1.2沉降量较大，不能正常发挥使用功能，这主要是由于软土压缩性大，施工完成后发生不均匀沉降，导致道路出现裂缝，地下管线出现断裂等问题；

1.3基坑开挖容易引发沟槽边坡失稳破坏，影响到施工的顺利进行；

1.4软土地基处理需要及时排水，并做好边坡土体的防护，在降水时可能会引发周围建筑物出现不均匀沉降，也会影响到周围的地下管网；

1.5地基中的地下水会影响到施工的质量，因为地下承压水会产生浮力，导致管线基础破坏，影响到施工质量。

2.市政道路工程常用的软基处理方法及适用条件

（l）当软土厚度小于2.0m时，采用换填法。将软土全部挖除，然后分层碾压填筑路基土至交工面。处于地下水位以下的可采用开山石作为填料。（2）当软土厚度介于2.0～4.0m时，采用抛石挤淤法。抛填片石过程中，应将隆起的淤泥挖除，抛填完成后用重型振动压路机进行碾压。（3）当软土厚度大于4.0m时，常用堆载预压法或水泥搅拌桩。堆载预压法造价经济而施工工期长；水泥搅拌桩复合地基处理，工期短但造价较高。大范围的深厚软土处理常选用排水固结堆载预压法，桥头过渡段一般采用水泥搅拌桩处理。

3.市政道路软基路堤沉降动态控制方法

3.1最终沉降量的推算

在路堤的实际施工中，大多采用多级加载方式，各级荷载的起止时段一般相差较大，且软土层埋深的不同，现场实测的沉降过程线大多呈多段式沉降递增型曲线，每一次加载即出现沉降量明显加快的过程，稳定后沉降速率随之放慢。为了提高推算成果的质量，必须重视沉降板、杆的埋设和连接效果以及沉降观测的精度。当加载值达到包括路面荷载在内的总荷载值后，必须维持3 个月以上的恒压，在此期间实测到具有精度较高的2 ～ 3 次沉降观测成果可作为外延和推算依据。推算方法按收敛规律来选择，一般采用双曲线法或指数法推算最终沉降量，这在理论上比较合理。实际操作时，由于各种原因如施工过程造成观测点破坏、沉降观测资料不连续等，可采用较简便的沉降速率控制法来推算最终沉降量。

3.2沉降动态控制方法

在路堤施工全过程中要实施有效的动态控制，必须确立合理的控制标准，以确保各结构层的施工厚度并达到路面一次铺筑成功和路面工程厚度变动量最小的目的。具体操作时可按3 ～ 4 等水准测量精度的月沉降速率进行控制。在路堤填筑期，应控制填筑的速率，使之与地基固结速率相适应，尽量减少附加沉降量。对于一般路堤，原地面沉降速率应小于10 mm 或孔隙水压力系数≤0. 6； 对于桥头路堤，原地面每昼夜沉降速率可控制在5 mm 以内。在堆载预压期，当一般路堤或桥头填筑至路床顶面后，原地面连续2个月的实测沉降速率应小于3 ～ 5 mm/月，如果是超载预压，沉降速率应小于8 mm/月。当路堤施工至基层项面后，

若原地面连续2 个月的实测沉降速率应小于3 mm/月即可填筑沥青混凝土下面层。对于道路与桥头连接部分，桥头沉降引起的纵坡变化必须小于△i = 0. 4 ～ 0. 6% 且沉降差应小于3 ～ 4 cm。若能满足上述标准，道路即可进行初期养护处理。

3.3工程实例

某市政道路全线软土采用超载预压辅以塑料板排水固结处理，桥头路堤过渡段采用水泥搅拌桩复合地基。道路按照上述沉降控制标准进行施工，竣工三年后，沿全线设置的70 个软基路堤观测点测得数据如下表1：

从表1 中看出，沉降速率区间越小，工后沉降总值越小； 工后沉降平均值随沉降速率区间增大而增加。沉降速率介于3. 0 ～ 6. 0 mm/月的只有4 个点，而满足工后沉降设计要求（ 小于3 mm/月） 的有66 个点，占总数94. 2%，说明地基处理效果良好。

4.沉降处理措施

4.1推算最终沉降量

一定要重视沉降观测的精度以及沉降杆、板的连接和埋设效果，以提高推算结果的质量。当加载值达到总荷载值（包括路面荷载在内）后，一定要维持恒压三个月以上，在该阶段实测所得的2-3次精度较高的沉降观测成果才能作为推算和外延的依据。根据收敛规律选择推算策略，最终沉降量的推算通常使用指数法或双曲线法，这样所得的理论较为合理。具体操作时，由于观测沉降的资料不连续、施工过程导致观测点破坏等各种理由，最终沉降量的推算可以使用较为方便的沉降速率制约法来进行。

4.2动态制约沉降的策略

一定要确定合理的制约标准，从而确保路面铺筑一次成功，路面工程的厚度变动最小以及各结构层的施工厚度，这样才能有效的在路堤施工的全过程中实施动态制约。具体制约可以根据3-4等水准测堆精度的月沉降速率进行。在填筑路堤阶段，为了尽量减少附加沉降量，应该对填筑的速率进行制约，使其适应于地纂的固结速率。针对桥头路堤，可把原地面每昼夜的沉降速率制约在5mm内；针对普通路堤，孔隙水压力系数应≤0.6或原地面的沉降速率应<10mm。在堆载预压阶段，填筑桥头或路堤至路床顶面后，连续两个月对原地面进行实测所得的沉降速率应该<3-5mm/月，超载预压的情况下，沉降速率应<8mm/月。路提施工到基层顶面后，如果连续两个月对原地面进行实测所得的沉降速率<3mm/月，就可以对沥青混凝土的下面层进行填筑了。针对桥头和道路的連接处，桥头沉降的沉降差应<3-4cm，沉降导致的纵坡变化应小于△i=0.4-0.6%。如果符合了以上标准，就能够对道路进行初期养护处理。

5.结语

软土地基是一种不良地基，具有强度较低、压缩性较高和透水性很小等特性，因此在软弱土地基上的建筑物往往会出现地基强度和变形不能满足设计要求的问题，因而常常需要采取措施进行地基处理。针对软弱地基的不同构成有很多不同的处理方法，我们可以总结出以下结论：软土地基的处理方案，应当结合当地工程地质条件、材料供应、投资环境、工期要求和环境保护等因素，按照因地制宜、就地取材、分期修建、综合处理的原则进行充分论证，使施工方案做到技术上先进、经济上合理。

参考文献：

[1]龚晓南.地基处理新技术[M].西安：陕西科学技术出版社，2000.

[2].殷宗泽、龚晓南，《地基处理工程实例》，中国水利水电出版社，2000.

[3]麦伟全. 试析软土地基处理与施工途径[J]. 科技资讯， 2007，（12）