道路工程软土地基处理的分析研究

黄庆玲

道路工程软土地基处理的分析研究

黄庆玲

（广西机电职业技术学院，广西 南宁 530007）

随着社会的发展进步，道路施工质量的要求也越来越高。地基的承载力对整个道路施工质量的影响起着至关重要的作用，而软弱地基又是道路施工中经常会遇到的，软土地基处理的成功与否直接关系到整个工程建设的好坏。文章就多种常见软基处理方法进行分析研究，对后面的施工具有重要的参考意义。

软弱地基；危害；沉降；处理方案；控制标准

引言

地基强度不足可能带来的失稳问题是软弱地基中最难解决的：（1）填土和边坡的稳定。当道路填方施工时，如果地基强度不够，就存在滑动隐患而引起的基础整体剪切破坏。就算不发生整体剪切破坏，在地基发生了侧向位移和附加沉降过大时，也会有可能产生地基部分破坏而最终影响到填方段是否能使用。除填方之外，在挖方边坡，也会存在稳定问题。（2）地基承载力问题。（3）挡土墙，板桩等力问题。（4）桩基础的拉力问题。当桩穿透软弱的结构层落在持力层上时，竖直方向上的承载力和接触的软弱土层关系很小；在承受水平力的时候，由于桩和桩之间的土体强度很低，这时桩就没有办法抵抗弯矩变形而会发生折断现象，所以要想办法对这种土壤进行改良。

沉降是软弱地基的又一大问题所在。因为软弱粘土里面含水量很高，致使容易压缩，所以力一加载就会产生不小的沉降变形；加之软弱粘土不易固结、渗透系数也不大的原因，沉降完成的时间会很长，即固结过程会经历很长时间，有时粘土层需要长达几十年的沉降时间，这时，总沉降中占比较大的是次固结沉降，必须引起重视。当软土地基沉降量过大，已经超出了容许沉降时，将影响上部结构的正常使用。

在桩基础的施工中出现如地基土的沉降过大的情况时，就会有负摩擦力产生，这样可能造成桩基以及上部结构不可避免的破坏。

因此，软土地基处理是整个工程建设过程中重要的一环，对顺利施工具有重要意义。

1 软基的特点

软土地基中存在水的含量很高、承载力不足、孔隙率大、容易压缩的特点，所以软土地基处理是整个路基施工过程的重点和难点，也是施工单位和勘察设计在整个道路施工中重点关注的环节。如果处理不当，在使用中就可能有桥头跳车以及路面沉陷等工程病害出现，直接影响到工程的质量和使用功能。因此，在道路施工建设中，软弱地基如何正确处理是很重要的。

2 软基的处理方案

2.1 砂垫层堆载预压

2.1.1 施工规定

砂垫层堆载预压主要用于软弱地基裸露在地表，而软基一般不超过3 m，回填高度不超过6 m，或软弱地基不超过3 m又不适合换填的区域。

按设计的要求，在已经清除完成的地基上铺上防水材料，进行分层压实。把宽度设置为超出路基边缘50 cm～100 cm，并在两侧压上30 cm的泥土，在坡底的排水口上方铺上土工织物，以覆盖砂砾。

砂垫层宜用中粗砂，不能含有任何杂质，含泥量低于3%，细度系数不低于2.7。施工要求，砂子不能被污染，如果有污染情况出现，必须更换材料重新回填。

对砂垫层和底层进行碾压时，以90%以上为宜。

详见图1砂垫层断面图、图2砂垫层加土工布断面图。

图1 砂垫层断面图

图2 图砂垫层加土工布断面图

2.1.2 施工质量控制标准

砂垫层允许偏差情况如表1所示。

表1 砂垫层允许偏差

2.2 换填法

换填法流程如图3所示。

图3 换填法流程

2.2.1 施工规定

（1）换填法主要用于深度较浅的软土处理，常见的有松散素土回填、淤泥地层、淤泥质土、杂土回填、吹填土等软弱地基处理和存在暗沟、塘等浅表层地基处理和低洼路段的回填。除此之外，一些特殊地基土的处理也适用，如：换填法能够削减膨胀土质地基的收缩作用、减少或降低湿陷性黄土地基的不良特点、降低季节性冻土地基的冻胀损坏等。

（2）在设计过程中，会要求把原地面以下一定范围及深度和范围的软弱地基土进行挖除，并换上设计要求规定的合格材料，再进行分层填筑分层碾压至到满足设计要求的压实度为止。回填材料分层填筑的松铺厚度必须小于等于50 cm，压实度也要达到90%以上。

（3）换填材料的要求：在换填区域底部50 cm范围以内填筑透水性材料时，可选择碎石以及砂砾这类透水性良好的材料。

（4）施工过程要按逐段进行开挖、逐段进行回填的施工原则，并对开挖路段进行及时有效的分层回填分层压实，逐层完成施工。挖出的软土和淤泥如果可以用作绿化建设或者中央分隔带的种植土，可进行灵活使用，否则必须弃土到指定的场地，不能随意倾倒。

（5）压实度的要求要跟不同材料的回填相适应。

①严格控制石渣填料的碾压遍数，压实度的判断指标为石料颗粒之间密实状态，通常控制压路机振动碾压2～6遍为宜。现场以碾压过后结构层没有明显的高度差为宜，压实结构层必须铺装稳定，不再出现下沉时，即可判定为密实状态。

②用灌砂法对分层碾压的强风化石渣和碎石土进行检测。

（6）每填筑一层都要进行测量判定，回填完成后应对最后基底标高、顶面范围等参数进行量测，测点布置应与基坑量测时的测点相对应，并提交依据相关测量资料所绘制的纵断面、横断面图（其中原地面线、基坑底线和填后地面线）。

2.2.2 施工质量控制标准

（1）压实度的检测：通常采用灌砂法，每1000 m2至少取2个点进行检查，小于1000 m2的范围检验点设置为2个，也可根据实际需要增加检验点的数量。

（2）纵断面高程检测：纵断面的规定值或允许偏差为+10、-15。检测时每200 m取4个断面进行测量，采用水准仪完成测量检测。

（3）中线偏位检测：总线偏位规定值或允许偏差50。检测时每200 m取4个测点进行测量，采用全站仪完成测量检测，弯道位置需增加HY、YH两点。

（4）宽度规定：宽度要求大于等于设计值。采用米尺检测，每200 m测4点。

（5）平整度要求：平整度规定值或允许偏差15。检测时每200 m取2个测点进行测量，采用3 m直尺完成测量检测。

在社会治理系统共建共治中，协同治理是创新社会治理最基本的方式，也是改进社会治理方式、坚持系统治理的具体体现。由社会组织和公众参与的社会协同共治，既是党的领导、政府主导下的社会治理过程，也是多元主体参与社会治理的基本职能。在新时代，要想实现共建共治共享的社会治理目标，我们必须锐意改革，有所创新，坚持问题导向，把政府治理与社会协同和公众参与结合起来。因此，在创新社会治理中，必须确立多元主体的社会协同的重要地位，通过为社会组织和公众赋权增能，最大限度地发挥多元主体在社会治理系统共建共治中的协同作用。

（6）横坡度要求：横向坡度规定值或允许偏差士0.3。检测时每200 m取4个测点进行测量，采用水准仪完成测量检测。

（7）边坡：采用尺量，每200 m测4个断面。

2.3 袋装砂井

2.3.1 施工工艺流程

袋装砂井施工工艺流程如图4所示。

图4 袋装砂井施工工艺流程

2.3.2 施工规定

（1）袋装砂井在施工开始前，现场监理必须要对砂袋的灌砂量和砂袋的长度进行检查，并将检查结果记录好。施工过程要保证灌砂量以及毛石砼的密实度和砂垫层的绝对标高。砂袋更要采用机械振动灌入。

（2）中、粗砂大于0.6 mm颗粒的含量比重约在50%以下为宜，期中包含颗粒的粒度小于3%，渗透系数要求大于5×10-3cm/s。另外，砂袋的无侧限抗压强度必须要大于等于砂的深层系数。

（3）砂袋在露天存放的时候必须做好遮挡防护，不能较长时间的曝晒，否则砂袋会出现老化。

（4）锤击法和振动法是砂井施工常采用的方法，施工时导轨必须保持竖向平直，钢套管不嫩出现弯曲变形，在沉桩过程使用重锤或者经纬仪来控制施工的垂直度。

（5）在钢套管上每10 cm作为一截划出标尺施工时用来控制砂井沉入土中的深度，从而保障井长的准确度。

（6）砂袋入井时，采用桩架吊起竖直入井，这样可以避免砂袋入井过程发生缩颈、扭结、断裂以及砂袋磨损。

（7）在拔钢套管时要特别注意，保持垂直吊起，避免在操作过程中砂袋被带出或是被损坏。施工中如果出现以上现象，必须在原孔旁边重打；如相邻两次操作都把砂袋带出，必须停止，等查明产生的原因以后方能继续施工，并做好相应记录。

（8）砂袋预留孔口长度必须确保能够伸进砂垫层不小于30 cm，且不能卧倒。

2.3.3 施工质量控制

袋装砂井施工质量标准如表2所示。

表2 袋装砂井施工质量标准

2.4 塑料排水板

2.4.1 施工工艺流程

塑料排水板施工工艺流程如图5所示。

图5 塑料排水板施工工艺流

2.4.2 施工规定

（1）塑料排水板质量、技术等各种指标必须符合设计要求。露天存放必须要进行遮挡，不能较长时间在外面曝晒。

（2）在现场堆放的塑料防渗土工膜，应已采取措施防止损坏滤膜。

（3）塑料土工膜要求必须超过槽壁的长度并要伸入混凝土基础大于等于500 mm，预留段也要弯折埋设在砂垫层里，并要跟保持砂垫层贯通，与此同时还要有特别保护措施。

（4）严禁对塑料PVC防水卷材进行搭接。

（5）施工过程不允许把泥土等杂物带入套管里，如发现要进行及时的清除。

（6）二衬过程中形成的孔洞要用砂分层进行填筑。

（7）排水板拔管时回带长度不能大于50 cm，若施工中不满足要求，应进行补打。

2.4.3 施工质量控制标准

塑料排水板施工质量标准如表3所示。

表3 塑料排水板施工质量标准

2.5 其他软基处理技术

2.5.1 粒料桩

（1）施工工艺流程。

整平原地面→测量放样→振冲器就位对中→成孔→清孔→加料密实→关机停水→振冲器移位

（2）施工规定。

①砂桩采用中、粗砂，大于0.6 mm颗粒含量宜占50%以内，含泥量应小于3%，渗透系数大于5×10-3cm/s。碎石桩施工材料要选择级配合理并且没有风化的碎砾石，粒径一般为19 mm～63 mm，含泥量要求不大于10%。如果采用砂砾拌和物，那么含泥量久要求必须小于5%。

②工程需要的砂石材料的质检报告、施工设备、方法等都要求提前准备好并报监理工程师审批。

③施工前通过成桩试验来确定施工的工艺和相关的各项参数。试桩数量必须按设计规定要求确定，并且每个路基施工点的个数要大于等于5根。试桩时监理、设计、施工单位代表都应在场。

（3）施工注意事项。

①振冲器选型要适合和桩长、桩径，并要求配备合适的供水设施，出水处的口管压力在400 kPa～600 kPa范围为宜，高流量20 m3～30 m3，起吊技术能力要在100 kN～200 kN范围。

②施工工程应结合冲击锤的能量，控制进气口插管髙度，填砂数量、贯入度，确保桩体的施工质量。

③施工中桩尖结构选用合适的方式。如果选择旋喷桩时，砂性土地基适用尖筒形，粘性土则选用平底型。

④当实际浇筑混凝土的数量没有满足设计规定时，要在原位把桩打入，并补填砼芯样后再重复打一次，不然就要在侧边进行补桩。

⑤碎石桩管径施工过程，地基为砂性土时要从两侧往中间开展施工，隔排施工适合挤密为主的桩。地基为软弱粘土时要从中间往外侧或采用隔排进行施工。

⑥质量检测不能马上进行，要在施工完成后间隔一段时间才能开始。饱和黏土一般间隔2周，其它土质间隔3天～5天比较合适。

⑦采用碎石桩对软弱农耕地及复合地基进行处理时，其结构受力要满足设计规定。可液化地基土用碎石桩处理以后，土体的加固成效必须要满足设计规定。

⑧砂桩长度在2 m深度以下的桩身地基承载力必须符合设计要求，碎石桩的桩身平整度必须要求符合设计规定。

（4）施工质量控制标准如表4所示。

表4 砂（或碎石）桩施工允许偏差

2.5.2 管桩

（1）施工工艺流程。

整平原地面→测量放样→桩基就位→桩起吊就位→压入第一截桩→压入下一截桩→桩基移位。

（2）施工规定。

①清除障碍物，场地平整，测量放线等工作，可视工点的状态不同而采用锤击法或是静压法进行施工。

②按设计要求检验产品预制桩的质量时，桩头损坏应截去，桩顶不齐时应修切或修垫（钢筋混凝土桩）平整。

③灌桩规定执行设计要求及其他相关规定进行，确定施工细节和参数，每个工区未经同意不少于5根。试桩时监理、设计、施工单位代表都应在场。

④土方开挖时合理应选择有地质钻孔的位置进行探测，并进行单桩承载力结果检测，以确定工艺相关参数，预应力管桩正式施工完毕后，管桩顶实际高度应控制在15 cm以内。

⑤静压管桩的稳定性以及刚要求符合设计各项指标。

⑥必须按照设计桩位使桩机就位，冲孔桩要符合设计规定。

⑦在接桩时，要求桩的中心线偏差指标要大于等于5 mm，并且各个节点的弯曲高度小于等于桩段长度的0.1%。焊接过程，要采取各种措施以保证焊接钢板变形在合理范围以内，焊件连续并且饱满。焊接后要求降温处理，但是不能使用水浇进行降温。成桩过程如果遇到不易打穿的地层结构时，桩顶要在桩尖打穿该层土以后再进行。

⑧管桩与托板之间的连接，对沉入达到设计标高后不要求截桩的预应力砼预制桩，和托板的连接方式可采用托板钢筋和钢筋板圈进行焊接，把桩顶埋入到托板里面。根据工程情况的不同，桩顶的受力钢筋和连接筋的厚度，要符合设计规定要求。要求截桩的托板连接与混凝土预制桩的连接，在桩基截断以后，将垫块放入到管内，并将钢筋笼埋设到桩内，采用的灌注混凝土必须与托板相同强度等级。每根管桩重复注射时用钢板封堵，以在施工完成后时检测桩长。

⑨当管桩间距没有超过2 m的时候，要在桩间设置塑料排水板或是袋装砂井等竖向排水设施用来排除挤土而形成的超孔隙水压力。竖向排水设施设置在每4根桩围成的矩形体的中心位置，要求尽量穿过软土结构层，如果软土的底部深度已经大于20 m，则竖向排水设施要求按照20 m进行布置。竖向排水设施要在管桩施工开始之前完成。

⑩当托板顶部的回填高度低于50 cm时，禁止使用大型的压路机进行压实。

（3）施工质量控制标如表5所示。

表5 静压管桩施工质量标准

3 结束语

因软土地基的强度不高，水的含量很高，孔隙率有比较大的特点，所以，在处理方案选择上，要根据土壤的厚度、土质、成因并结合实际地质情况综合考虑决定。而不同的治理方案难度，要求等各有不同，治理效果也有很大差异，工程中需要量体裁衣，不能生搬硬套。

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[3] 郭海纬. 浅析软土地区路基处理方法及施工技术[J]. 城市建设理论研究(电子版)，2016(14): 3079.

Analysis and Research on Soft Soil Foundation Treatment of Road Engineering

With the development and progress of society, the requirements of road construction quality are getting higher and higher. The bearing capacity of the foundation plays a vital role in the quality of the whole road construction, and the soft foundation is often encountered in the road construction. The success of soft soil foundation treatment is directly related to the construction quality of the whole project. In this paper, many common soft foundation treatment methods are analyzed and studied, which has important reference significance for later construction.

soft foundation; harm; settlement; treatment scheme; control standards

U416

A

1008-1151(2022)10-0029-04

2022-06-30

黄庆玲（1982－），女，安徽阜南人，广西机电职业技术学院高级工程师，研究方向为路桥及市政工程施工技术及教学。