市政工程中软地基问题及处理措施.doc

试论市政工程中软地基问题及处理措施
摘要：本文首先重点介绍了市政工程中几种公路路基施工中软地基处理的一些主要方法，然后针对这些方法简要的介绍了一下软土地基的质量问题。
关键词：市政工程；软地基；处理
中图分类号：tu99文献标识码： a 文章编号：
随着我国城市化进程的不断发展，各种市政施工项目正在逐渐增多，在施工过程中不可避免的就会遇到一些软土地基的问题，针对软土地基如何采取有效的措施进行有力的改善成为我们目前市政工程研究的一项重点内容。
1公路路基施工中软土地基处理方法
1.1 换填法
换填法可以说是目前在市政工程中应用最为广泛的一种软地基处理方法。顾名思义，这种方法主要就是把软地基中的软土挖除，然后换填一些质地坚硬的土材，比如碎石、砂石、矿渣、煤渣等，然后在进行压实处理。
1.2 强夯法
强夯法也就是采用专门的夯实机械针对软地基进行反复不断地强夯，应用物理压力迫使软地基变硬的一种方法。常用来处理一些粘质土、粉质土等。
1.3 排水固结法
排水固结法就是给软土地基附加荷载，使其在作用下逐渐排出孔隙水,使孔隙比减小,产生固结变形。通常,排水固结法由排水系统和加压系统两部分组成,两者缺一不可,在软土地基处理中,对于高填路段,利用路堤填土的荷载即可满足加压要求;对于低填方路段或地基土层为欠固结土时,就要考虑采用堆载预压来加速土层的固结。排水固结法是处理软粘土地基的有效方法之一,适用于处理各类淤泥、淤泥质粘土及冲填等饱和粘性土地基。
排水固结法地基处理能否满足工程要求,主要取决于地基土层的固结特性、土层厚度、预压荷载和预压时间等因素。如果软土层不太厚或固结系数比较大, 不需要很长的时间就可获得较好的预压效果。反之,预压时间可能很长,因此限制了排水固结法的使用。市政工程对路基沉降变形有严格的控制标准,对一些抗剪强度过低或有机质丰富的饱和软黏土层,即使采用砂井堆载预压法进行地基处理,其完工后沉降量和固结时间仍难以满足路基设计要求。工程实践经验表明,采用袋装砂井及塑料排水板处理地基,其工后沉降难以满足市政工程地基要求,因此,在采用排水加固法处理市政工程软基时需非常谨慎。
1.4 复合地基法
复合地基是在天然地基中设置一定比例的增强体（桩）,并由原土和增强体共同承担由基础传来的建筑物荷载。按成桩后的桩体刚度,复合地基可分为散体桩、柔性桩、半刚性桩和刚性桩复合地基。
1.4.1 碎石桩
碎石桩是以碎石（卵石）为主要材料制成的复合地基加固桩。其加固机理在松散砂土与粘性土中有所不同:在松散砂土中,主要是发挥砂石对砂土的挤密作用、排水减压作用和砂基预振效应;而在粘性土中,主要是对软土的置换作用。根据施工工艺不同,碎石桩可以分为振冲碎石桩、干振碎石桩、沉管碎石桩、强夯碎石桩等,主要适用于处理砂土、粉土、粉质粘土等地基。
1.4.2 水泥土搅拌法

水泥土搅拌法是加固饱和软粘土地基的一种新方法。它利用水泥、石灰等材料作为固化剂,通过特制的深导搅拌机械边钻进边往软土中喷射浆液或雾状粉体,在地基深处就地将软土和固化剂强制搅拌,固化剂和软土之间产生一系列物理化学作用,形成的抗压强度比天然土高得多,且具有整体性、水稳性的水泥加固土桩体。根据施工方法的不同,水泥土搅拌法分为水泥浆搅拌法和粉体喷射搅拌法,形成的桩体分别习惯称为搅拌桩和粉喷桩。
水泥土搅拌法是一种有效的地基处理方法,具有成桩效率高、成本低、施工占地面积小、施工现场周围无污染,并且施工过程中无振动、无噪音等特点,最适用于加固各种成因的饱和软粘土,尤其是 20 m 深度范围内没有理想持力层的软土地基。目前,国内采用水泥土搅拌法加固的土质有淤泥、淤泥质土、地基承载力标准值不大于 120kpa 的粘性土和粉性土地基。
1.4.3 高压旋喷桩
高压喷射注浆法就是先利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻入土层的预定位置,然后将浆液或水以高压流的形式从喷嘴射出,冲击破坏土体,高压流切割搅碎的土层呈颗粒状分散,一部分被浆液或水带出钻孔,另一部分则与浆液搅拌混合,随着浆液的凝固,组成具有一定强度和抗渗能力的固结体,即通常说的旋喷桩。所采用的固化剂主要是水泥,并增添了防止沉淀或加速凝固的外加剂。高压喷射注浆法适用于处理淤泥、粘性土、粉土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等地基。
1.4.4 水泥粉煤灰碎石桩
水泥粉煤灰碎石桩简称 cfg 桩,是在碎石、石屑、砂石和粉煤灰中掺适量的水泥加水拌和, 用各种成桩机械在地基中制成强度等级为 c5～c25 的桩。处理方法是通过在碎石桩体中添加以水泥为主的胶结材料,使桩体获得胶结强度,并从散体材料桩转化为具有某些柔性桩特点的高粘结强度桩。
cfg 桩适用于处理粘性土、粉土、砂土和淤泥质地基,既可用于挤密效果好的土,又可用于挤密效果差的土:当 cfg 桩用于前者时,承载力的提高既有挤密作用,又有置换作用;当 cfg 桩用于后者时,承载力的提高只与置换作用有关。
cfg 桩和其他复合地基的桩型相比, 其置换作用很突出, 这是 cfg桩的一个重要特征。cfg 桩在建筑、市政、高速公路等工程中已有广泛应用。以前在市政工程中较少应用,近期在客运专线中大量使用,已成为处理客运专线软基的主要加固措施。
1.5 钢筋混凝土桩网结构
市政工程中常用的钢筋混凝土桩网复合地基,一般由以下几个部分组成:上部填土（路堤）;加筋垫层,通常由两层双向土工格栅及 0.6m 厚的碎石垫层组成;钢筋混凝土桩土加固区,一般桩身采用 c30 钢筋混凝土现场灌注,桩间距 2.0～2.5m,而且桩顶设桩帽;桩土加固区下卧层。市政工程中常采用钢筋混凝土桩网复合地基加固深度超过 22m、填方高度超过 3 m 的路堤软土地基。
1.6 钢筋混凝土桩板结构
桩板结构路基是一种新的路基处理措施,它由下部钢筋混凝土桩基、路基本体与上部钢筋混凝土承载板组成,承载板直接与轨道结构连接。该结构综合了板式无渣轨道或双块式轨枕埋入式无渣轨道结构与桩基础的各自特点,充分利用桩、板、土三者之间的共同作用来满足无渣轨道的强度与变形要求。
2 城市道路软土路基处理质量问题分析
软土路基是市政施工常见的问题,若不加处理或处理不当，往往会发生路基失稳或过量沉陷，导致道路破坏或不能使用路堤完工后沉降迅速或不均匀沉陷，路面纵横坡变碎、行车颠簸，路面出现纵向裂缝，严重时裂缝变宽，裂缝向土路肩边缘伸展，裂缝处呈现错台，形成滑裂面。出现这种情况可以从一下几个方面进行分析，找出问题原因。一般来说出现软土路基处理不当，可能是地质勘测资料不全，设计拟采取的软基处理方法不当，设计处理深度不够，处理效果不明显。或者是施工处理不当，软基处理未达到设计深度，原材料进场未按产品质量要求严格检验，导致处理效果达不到设计要求，软土地基路段路堤填土速度过快，使用不适宜的填料又未采取相应的改良措施或措施不到位。
结语
市政工程中根据工程条件选用合适的地基加固措施,对于工程安全至关重要。资料分析表明, cfg 桩在我国市政工程中应用很广,在地基处理工程中占了较大比重,有必要加强对其设计方法和加固效果的研究,以确保其在市政工程中的成功运用。
参考文献
[1] 庞拓. cfg 桩基在武广铁路客运专线软基处理中的应用[j].铁道建筑,2008(8):.
[2] 中华人民共和国铁道部. tb10202—2002，铁路路基施工规范[s].北京:中国铁道出版社,2002.
[3] 梁保国,郝振贤,尚秀峰. cfg 桩技术在地基处理中的应用[j].山西建筑,2008,34 (31):
[4] 龚晓南. 复合地基理论及工程应用[m].北京:中国建筑工业出版社,2002.
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