市政道路工程軟土地基沉降處理設計研究

文/李章 湖南省交通規劃勘察設計院有限公司 湖南長沙 410008

相關的研究工作人員在充分明確了軟土地基環境沉降處理方法之后，有效掌握了路基沉降問題在設計方法中存在的使用的局限性，使得對路基沉降病害的處理工作起到了事半功倍的效果，因此相關的建設工作人員以此為研究重點，對當前我國市政道路工程軟土地基的沉降處理方法進行了全面的研究和開展。

1、市政道路工程中軟土地基沉降處理的重要性

所謂的軟土地基實際意義就是軟土層的地基類型，而軟土層當中還包含了淤泥，松散的種植土、人工填土等。而在市政道路工程的施工過程當中，經常會因為這些不同類型地基的影響，造成了實際道路工程產生不同程度的路基沉降問題，主要是通過建筑物在軟土地基當中會產生自動下沉的情況。在市政道路工程軟土地基施工過程當中，必須要采用相應的沉降處理工作技術，保證地基在建設完成之后，對道路表面有著良好的支撐作用，和其他土質類型相比，軟土地基有著自己非常獨特的性質，這也是軟土地基在處理過程當中會比較困難的一個重要原因。軟土地基在整體的承載能力、透水性以及排水功能等方面都帶來了一些負面性的影響，因此在實際的施工過程當中，需要使用一些科學的方法來對路基的整體性質進行轉變，不斷的提升路基整體的強度和硬度。

2、市政道路工程軟土地基沉降處理設計方法應用控制策略

以我國湖南省長沙市金霞開發區市政道路—鵝秀路道路工程施工為例，在實際的施工過程當中，道路沿線存在大量外來松散堆填土且堆填土層（厚度約3～10米），同時堆填土層含水量比較豐富，對此軟土地基的沉降處理，設計工作人員采用了淺層地基處理的方法，通過這種方式來有效的解決土質類型差，含水量比較大但軟土厚度較小的問題，在運用了深層次的地基處理方法之后，對厚度較大，含水量較高的軟土地基進行了有效的解決，與此同時還在此施工處理之前采用了強夯法施工進行試驗段的嘗試，強夯法施工期間出現了“彈簧土”現象，路基處理效果達不到設計及施工規范要求。

2.1 淺層處理法設計方法

針對市政道路鵝秀路施工過程當中所遇到的外來堆填土地基土質松散、含水量較高且軟土深度較小（小于5米）的問題，沉降處理設計工作人員采用了表層排水及換土墊層的方法來解決路基沉降問題。在地基工程施工之前，通過開挖排水溝將地基當中的水分充分的排除到環境當中，這樣可以有效的降低基礎環境當中土質水分的含量，水溝的設定可以在工程建設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穩定性的作用。在軟土地基的表層處理設計工作當中，對排水溝的設計非常重要，在排水溝的設計原則上，通常情況下需要充分滿足雨水收集和排出的具體要求，必須滿足場地范圍內每一個角落積水的排放效果；然后還需要確定排水溝的截面設置，因為只有具備充足的截面面積的排水溝，才可以保證水利的排放效果，在路基施工完成之后可以作為盲溝來進行使用。同時對現有軟土路基部分軟土層（約2～3米）挖除后，回填約0.6～1.0米片石形成硬殼層后進行填土壓實。該段路基處理完成后，路基頂面彎沉均小于220(1/100mm)，滿足設計要求。

2.2 深層處理設計方法

通過對地基沉降處理方法的有效運用，需要充分解決軟土地基環境當中含水量飽和的問題，通過水泥攪拌樁加固的施工方式，將軟土地質當中通過化學反應形成一種強度比較高的凝膠體，如圖1所示：具體來講就是將水泥材料噴灑到道路工程項目的軟土環境當中，然后運用攪拌裝置來進行充分的攪拌，這樣可以最大程度上提升凝結體的穩定性，對此軟土地基在較高的強度和穩定的施工環境下，對于地基沉降問題的控制程度相對比較良好。

圖1 軟土地基深層處理設計示意圖

針對市政道路鵝秀路施工過程當中所遇到的外來堆填土地基土質松散、含水量較高且軟土深度較大（大于5米）的問題，沉降處理設計工作人員采用了打水泥攪拌樁的方法來解決路基沉降問題。路基處理過程中先清除路基底面線以下2米范圍內的軟土，并采用梅花樁的型式打直徑為50厘米,間距為100厘米的水泥攪拌樁。該段路基處理完成后，水泥攪拌樁復合地基承載力大于150KPa，路基頂面彎沉均小于220(1/100mm)，滿足設計要求。

2.3 沉降環境處理設計方法

工程施工過程當中的加壓預載的方法，主要指的是在地基沉降施工處理之前，對軟土地基的預加負荷進行設定，由于受到固定壓縮問題的影響，在提升地基結構的強度方面，需要進行充分的保證在地基預壓核載量去除之后，實現對軟土地基沉降問題的控制。在該過程當中，某一段施工路段的地基在整體性質上具有滲透性較小的特點，為了有效的縮短土質排水結構的具體距離，沉降處理工作人員在對地基排水通道進行有效的設置，采用普通沙井塑料排水管道以及沙袋填井等方式，來不斷的加大對環境當中軟土固結問題的處理效果，如圖2所示，其中值得注意的是在使用豎向排水管道進行轉土地及水分含量控制的過程當中，所使用的施工材料需要在堆在用料當中的土石方或者是其他填充材料進行選用，其中在對墊層材料的使用方面，整體的滲透系數需要超過10-3m/s，泥沙的含量需要控制在3%以內，同時還需要配有良好的粗砂，通過這種施工方式在針對原土地基的沉降處理工作當中，可以起到一種事半功倍的控制效果。

圖2 沉降地基處理結構圖

3、沉降處理技術在市政道路工程中的具體應用

在對市政道路工程軟土地基的施工處理當中，需要使用的沉降處理技術有很多種，在處理方法的選擇方面需要以工程施工的具體狀況作為根據，如果選擇施工處理的方法不正確，會嚴重的影響到施工地基的穩定性，造成了人們在財產安全和人身安全上的雙重威脅。針對該問題進行分析，經常所選用的沉降技術分為爆炸排淤法和深度排水法等等。

3.1 換土墊層法

換土墊層技術在實際工作過程當中的工作量相對較大，主要的工作原理是利用承載力和穩定性較高的主體結構替代了原本的地基基礎結構，所以在使用該方法進行施工過程中，不會受到原本存在的基礎土壤性質的干擾。在換土墊層施工過程當中，需要使用一些強度更大、穩定性更加優良的材料來對軟土地基當中的軟質土壤進行替換，完成換土墊層之后可以有效提高地基的整體強度，該方法在市政道路地基施工當中有著廣泛的應用。

3.2 排水法的應用

排水法是一種比較寬泛的說法，其中主要包含了很多的操作方法，比如擠密砂樁、振沖碎石以及塑料排水板法等等。在當前的市政道路工程的施工過程當中，對于沉降陸續進行處理，對其應用是非常廣泛的，在軟土層的厚度相對較大并且具有較高的路堤高度的情況下，其中比較適合的方法就是排水法。在建設市政道路工程的施工過程中，沙井排水固結法是其中非常重要的施工方法，通過這一施工方法的有效運用，可以去除覆蓋在軟土層表面上的淤泥，這樣可以有效的提升軟土施工的堅固性。沙井排水固結法主要的原理是充分運用沙井法，同時在加速排水固結來進行地基的沉降。通過多年的施工經驗可以看出，在對軟土地基進行處理的工作當中，對這種的方法運用效果非常明顯，但是需要經過較長的時間才可以完成全部的固結操作。

3.3 水攪拌樁施工技術

水攪拌樁施工技術是軟土地基沉降問題處理的重要手段，在施工過程當中整個施工流程為鉆機就位、預攪下沉、提升噴漿攪拌、沉鉆復攪以及重復提升攪拌等工作環節。在鉆機的定位過程當中，需要保證起重機或者是塔架懸吊在對應的樁體位置上，在預攪拌下沉上，等到攪拌機冷卻循環正常之后，啟動電機，同時放松起動機的鋼絲繩，在下沉的速度上需要保證速度的控制。在水泥漿的植被過程中，需要等到攪拌機下沉到某個深度之后，再正式開始制備標準配合比的水泥漿，保證整個攪拌樁施工的質量。

結語：

通過本文對市政道路工程地基施工分析可以看出，市政道路工程作為推動我國城市化建設發展的重要工程類型，在施工設計工作當中，經常會遇到一些軟土地基方面的問題，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響這一問題，嚴重降低了道路結構的整體穩定性和安全性，對人們的日常出行形成了較大的影響。