市政道路工程软土地基沉降处理设计研究

文/李章 湖南省交通规划勘察设计院有限公司 湖南长沙 410008

相关的研究工作人员在充分明确了软土地基环境沉降处理方法之后，有效掌握了路基沉降问题在设计方法中存在的使用的局限性，使得对路基沉降病害的处理工作起到了事半功倍的效果，因此相关的建设工作人员以此为研究重点，对当前我国市政道路工程软土地基的沉降处理方法进行了全面的研究和开展。

1、市政道路工程中软土地基沉降处理的重要性

所谓的软土地基实际意义就是软土层的地基类型，而软土层当中还包含了淤泥，松散的种植土、人工填土等。而在市政道路工程的施工过程当中，经常会因为这些不同类型地基的影响，造成了实际道路工程产生不同程度的路基沉降问题，主要是通过建筑物在软土地基当中会产生自动下沉的情况。在市政道路工程软土地基施工过程当中，必须要采用相应的沉降处理工作技术，保证地基在建设完成之后，对道路表面有着良好的支撑作用，和其他土质类型相比，软土地基有着自己非常独特的性质，这也是软土地基在处理过程当中会比较困难的一个重要原因。软土地基在整体的承载能力、透水性以及排水功能等方面都带来了一些负面性的影响，因此在实际的施工过程当中，需要使用一些科学的方法来对路基的整体性质进行转变，不断的提升路基整体的强度和硬度。

2、市政道路工程软土地基沉降处理设计方法应用控制策略

以我国湖南省长沙市金霞开发区市政道路—鹅秀路道路工程施工为例，在实际的施工过程当中，道路沿线存在大量外来松散堆填土且堆填土层（厚度约3～10米），同时堆填土层含水量比较丰富，对此软土地基的沉降处理，设计工作人员采用了浅层地基处理的方法，通过这种方式来有效的解决土质类型差，含水量比较大但软土厚度较小的问题，在运用了深层次的地基处理方法之后，对厚度较大，含水量较高的软土地基进行了有效的解决，与此同时还在此施工处理之前采用了强夯法施工进行试验段的尝试，强夯法施工期间出现了“弹簧土”现象，路基处理效果达不到设计及施工规范要求。

2.1 浅层处理法设计方法

针对市政道路鹅秀路施工过程当中所遇到的外来堆填土地基土质松散、含水量较高且软土深度较小（小于5米）的问题，沉降处理设计工作人员采用了表层排水及换土垫层的方法来解决路基沉降问题。在地基工程施工之前，通过开挖排水沟将地基当中的水分充分的排除到环境当中，这样可以有效的降低基础环境当中土质水分的含量，水沟的设定可以在工程建设完成之后正式投入使用，可以起到一定的排水作用和提高地基稳定性的作用。在软土地基的表层处理设计工作当中，对排水沟的设计非常重要，在排水沟的设计原则上，通常情况下需要充分满足雨水收集和排出的具体要求，必须满足场地范围内每一个角落积水的排放效果；然后还需要确定排水沟的截面设置，因为只有具备充足的截面面积的排水沟，才可以保证水利的排放效果，在路基施工完成之后可以作为盲沟来进行使用。同时对现有软土路基部分软土层（约2～3米）挖除后，回填约0.6～1.0米片石形成硬壳层后进行填土压实。该段路基处理完成后，路基顶面弯沉均小于220(1/100mm)，满足设计要求。

2.2 深层处理设计方法

通过对地基沉降处理方法的有效运用，需要充分解决软土地基环境当中含水量饱和的问题，通过水泥搅拌桩加固的施工方式，将软土地质当中通过化学反应形成一种强度比较高的凝胶体，如图1所示：具体来讲就是将水泥材料喷洒到道路工程项目的软土环境当中，然后运用搅拌装置来进行充分的搅拌，这样可以最大程度上提升凝结体的稳定性，对此软土地基在较高的强度和稳定的施工环境下，对于地基沉降问题的控制程度相对比较良好。

图1 软土地基深层处理设计示意图

针对市政道路鹅秀路施工过程当中所遇到的外来堆填土地基土质松散、含水量较高且软土深度较大（大于5米）的问题，沉降处理设计工作人员采用了打水泥搅拌桩的方法来解决路基沉降问题。路基处理过程中先清除路基底面线以下2米范围内的软土，并采用梅花桩的型式打直径为50厘米,间距为100厘米的水泥搅拌桩。该段路基处理完成后，水泥搅拌桩复合地基承载力大于150KPa，路基顶面弯沉均小于220(1/100mm)，满足设计要求。

2.3 沉降环境处理设计方法

工程施工过程当中的加压预载的方法，主要指的是在地基沉降施工处理之前，对软土地基的预加负荷进行设定，由于受到固定压缩问题的影响，在提升地基结构的强度方面，需要进行充分的保证在地基预压核载量去除之后，实现对软土地基沉降问题的控制。在该过程当中，某一段施工路段的地基在整体性质上具有渗透性较小的特点，为了有效的缩短土质排水结构的具体距离，沉降处理工作人员在对地基排水通道进行有效的设置，采用普通沙井塑料排水管道以及沙袋填井等方式，来不断的加大对环境当中软土固结问题的处理效果，如图2所示，其中值得注意的是在使用竖向排水管道进行转土地及水分含量控制的过程当中，所使用的施工材料需要在堆在用料当中的土石方或者是其他填充材料进行选用，其中在对垫层材料的使用方面，整体的渗透系数需要超过10-3m/s，泥沙的含量需要控制在3%以内，同时还需要配有良好的粗砂，通过这种施工方式在针对原土地基的沉降处理工作当中，可以起到一种事半功倍的控制效果。

图2 沉降地基处理结构图

3、沉降处理技术在市政道路工程中的具体应用

在对市政道路工程软土地基的施工处理当中，需要使用的沉降处理技术有很多种，在处理方法的选择方面需要以工程施工的具体状况作为根据，如果选择施工处理的方法不正确，会严重的影响到施工地基的稳定性，造成了人们在财产安全和人身安全上的双重威胁。针对该问题进行分析，经常所选用的沉降技术分为爆炸排淤法和深度排水法等等。

3.1 换土垫层法

换土垫层技术在实际工作过程当中的工作量相对较大，主要的工作原理是利用承载力和稳定性较高的主体结构替代了原本的地基基础结构，所以在使用该方法进行施工过程中，不会受到原本存在的基础土壤性质的干扰。在换土垫层施工过程当中，需要使用一些强度更大、稳定性更加优良的材料来对软土地基当中的软质土壤进行替换，完成换土垫层之后可以有效提高地基的整体强度，该方法在市政道路地基施工当中有着广泛的应用。

3.2 排水法的应用

排水法是一种比较宽泛的说法，其中主要包含了很多的操作方法，比如挤密砂桩、振冲碎石以及塑料排水板法等等。在当前的市政道路工程的施工过程当中，对于沉降陆续进行处理，对其应用是非常广泛的，在软土层的厚度相对较大并且具有较高的路堤高度的情况下，其中比较适合的方法就是排水法。在建设市政道路工程的施工过程中，沙井排水固结法是其中非常重要的施工方法，通过这一施工方法的有效运用，可以去除覆盖在软土层表面上的淤泥，这样可以有效的提升软土施工的坚固性。沙井排水固结法主要的原理是充分运用沙井法，同时在加速排水固结来进行地基的沉降。通过多年的施工经验可以看出，在对软土地基进行处理的工作当中，对这种的方法运用效果非常明显，但是需要经过较长的时间才可以完成全部的固结操作。

3.3 水搅拌桩施工技术

水搅拌桩施工技术是软土地基沉降问题处理的重要手段，在施工过程当中整个施工流程为钻机就位、预搅下沉、提升喷浆搅拌、沉钻复搅以及重复提升搅拌等工作环节。在钻机的定位过程当中，需要保证起重机或者是塔架悬吊在对应的桩体位置上，在预搅拌下沉上，等到搅拌机冷却循环正常之后，启动电机，同时放松起动机的钢丝绳，在下沉的速度上需要保证速度的控制。在水泥浆的植被过程中，需要等到搅拌机下沉到某个深度之后，再正式开始制备标准配合比的水泥浆，保证整个搅拌桩施工的质量。

结语：

通过本文对市政道路工程地基施工分析可以看出，市政道路工程作为推动我国城市化建设发展的重要工程类型，在施工设计工作当中，经常会遇到一些软土地基方面的问题，造成了修建完成之后的路基形成了不同程度的沉降以及影响这一问题，严重降低了道路结构的整体稳定性和安全性，对人们的日常出行形成了较大的影响。