地质论文：小议市政工程中软土地基问题的处理方法

　　摘要:地基是道路的主要组成部分，在市政工程中，经常会因为天然软弱地基的承载能力达不到设计要求而需要进行处理。本文分析了软土地基处理的基本方法，还有市政工程基本特点,重点分析市政工程中常见的软土地基问题，并提出相关施工方法。
　　关键词:市政工程；施工技术；软土地基；
　　引言
　　近年来，随着城市化水平不断提高和扩大,突出的难题之一是交通问题,既要保证市民的出行率,又要节约出行的时间,仅依靠公共汽车、电车等地面交通已难以满足人们出行的要求。道路建设速度总是跟不上车辆激增速度。因此，如何缓解交通，给市政工作者提出了更高、更难、更新的一个课题。随着科学技术的迅猛发展,软土地基处理技术也得到了快速发展，不仅反映在设计理论、施工工艺、建筑材料、现场监测技术等方面的不断更新和进步，而且反映在多种软基处理方法的综合应用方面。本文就几种常见的软弱土地基处理方法在市政基础设施工程中的应用进行了探讨。
　　一、市政工程概述
　　有城市就有市政,市政包含城市的组织、法制、规划、建设、管理等。市政工程学则是市政范畴中有关工程建设方面的一支学科,是建设城市基础设施的重要组成部分。市政工程一般具有如下特点:市政工程是各种城市基础设施建设的工程,因此它与城市生存与发展紧密相连,与城市市民的生活质量休戚相关;与一般的工民建相比,具有战线长,地质情况复杂,处理手段多样的特点;与交通公路工程相比,也有其特点,即市政道路、桥梁及河道驳坎等,都有一个城市景观的要求,要与城市相匹配,要求线形优美,建筑富有特色,外观与城市相容,其要求与难度自然要比一般分布于田野农村的交通工程、水利工程更为高精;如何保护周边环境,组织文明施工,这又是市政工程施工技术内容中的一大特点;另外,交通组织困难;同时,投资大,但安全系数取得小(是临时性支护)。正如前述,鉴于软土的工程地质特征,在其上从事市政工程建设,施工中所遇到的地质问题主要表现为:沉降量大;涌土现象;沟槽边坡支护失稳,发生边坡坍塌;池、井等地下构(建)筑物抗浮问题;对周围环境、建筑物及市政管线的保护问题。
　　二、软土地基概述
　　软土泛指淤泥和淤泥质土及泥炭等承载力强度低、压缩性高、含水量大、分布有较多土洞及其他不良性质的软弱土组成的地基。是第四纪晚更新世以来,在静水或非常缓慢的流水环境(缺氧和饱水的环境)下沉积,并经过生物化学作用而形成的饱和软黏土。饱和软黏土广泛分布于各河流的入海处和滨海地区。此外不少的内陆的湖、塘、沟、谷和河漫滩等地也常遇到。土是岩石的风化产物，经水流、风力、冰川、或重力等应力作用搬运或多次搬运沉积而成，几乎遍布于整个地壳的表面。土的工程地质特性一般可分为物理性质、水理性质、力学性质三类，也有把物理性质和水理性质统称为物理性质。一般具有高含水量和大孔隙比，弱透水性，高压缩性，抗剪强度低和高灵敏度、显著的触变性和蠕变性。软土地基处理方法甚多，且新技术、新工艺、新材料、新设备不断涌现，合理地制订地基处理方案，对工程建设的质量、投资、工期有着极为重要的现实意义。相对来说，地基处理的理论与施工技术及检验手段均不如上部建筑完臻,许多理论都是建立在种种假设的边界条件下，许多公式中，都掺合着各位学者的经验系数，而且监测一种看不见、摸不着的地基土性质,其困难也远比上部建筑大得多。因此不同的方案其投资、工期及安全性相距甚远，潜在的能力大有所伏。为此，在每个工程中必须认真、科学地选择、制定一个合理的软基处理方案显得至为重要。
　　
　　三、软土路基常用加固方法
　　当路堤经稳定验算或沉降计算不能满足设计要求时，必须对软土地基进行加固。加固的方法很多，常用的方法有：
　　（1）塑料排水板是带有孔道的板状物体，插入土中形成竖向排水通道。因其施工简单、快捷，应用较为广泛，最大有效处理深度18米。
　　（2）砂井是利用各种打桩机具击入钢管，或用高压射水、爆破等方法在地基中获得按一定规律排列的孔眼并灌入中、粗砂形成砂柱。由于这种砂井在软粘土中起排水通道的作用，又称排水砂井。砂井顶面就铺设垫层，以构成完整的地基排水系统。砂井适用于软土层厚度大于5米时，最大有效处理深度18米。
　　（3）井径对固结时间的影响没有井距那样敏感。但一般砂井如果井径太小，既无法施工，也无法防止因地基变形而断开失效。因此，现在广泛采用网状织物袋装砂井，其直径仅8厘米左右，比一般砂井要省料得多，造价比一般砂井低廉，且不会因施工操作上的误差或地基发生水平和垂直变形而丧失其连续性。最大有效处理深度18米。
　　（4）排水砂垫层：是在路堤底部地面上铺设一层较薄的砂层。将水从砂层中排出去。最大有效处理深度，路基极限高2倍。
　　（5）在软土地基表层铺设一层或多层土工织物，可以减少路堤填筑后的地基不均匀沉降，又可以提高地基的承载能力，同时也不影响排水。对于淤泥之类高含水量的超软弱地基，采用砂井及其他深层加固法之前，土工织物铺垫可作为前期处理，以提高施工的可能性。
　　（6）预压：在软土地基上修筑路堤，如果工期不紧，可以先填筑一部分或全部，使地基经过一段时间固结沉降，然后再填足和铺筑路面。最大有效处理深度30米。
　　（7）挤实砂（碎石）桩：挤实砂桩是以冲击或震动的方法强力将砂、石等材料挤入软土地基中，形成较大的密实柱体，提高软土地基的整体搞剪强度，减少沉降。最大有效处理深度20米。
　　（8）旋喷桩：利用工程钻机，将旋喷注浆管置入预定的地基加固深度，通过钻杆旋转，徐徐上升，将预先配制好的浆液，以一定的压力从喷嘴喷出，冲击土体，使土和浆液搅拌成混合体，形成具有一定强度的人工地基。最大有效处理深度20米。
　　（9）生石灰桩：用生石灰碎块置于桩孔中形成桩体，称为生石灰桩。最大有效处理深度20米。
　　（10）换土：采用人工或机械挖除路堤下全部软土，换填强度较高的粘性或砂、砾、卵石、片石等渗水性材料。最大有效深度3米。
　　
　　四、施工现场常用处理软土路基及弹簧土方法
　　在施工中经常碰到的情况多数不是软土地基，因为如果有软土地基一般情况在设计时应该根据地质资料，提出处理方法。多数情况是有局部地段地质情况和原来设计不同，出现局部地基承载力达不到设计要求，或者由于局部地段含水量过大（原有排水系统不畅，原有地基土质渗水性不好）造成地基软弹（翻浆，弹簧土地段）。根据出现的这些情况一般常用的方法主要有：
　　（1）换填
　　这是最常用的方法。这种方法最大有效处理深度3米。采用人工或机械挖除路堤下全部软土，换填强度较高的粘性或砂、砾、卵石、片石等渗水性材料。换填的深度要根据承载力确定。
　　（2）抛石填筑：
　　就是在有软土或弹簧以及有积水的路段填石头，填石的高度以露出要处理的路段原有土层（或积水）高度为宜。在填石的过程中注意一定要用推土机把石块压实，不能出现软弹现象。然后再填筑土方。
　　（4）排水砂垫层
　　排水砂垫层是在路堤底部地面上铺设一层砂层，作用是在软土顶面增加一个排水面，在填土的过程中，荷载逐渐增加，促使软土地基排水固结渗出的水就可以从砂垫层中排走。为确保砂垫层能通畅排水，要采用渗水性良好的材料。砂垫层一般厚度为0.6-1.0米。为了保证砂垫层的渗水作用，在砂垫层上应该填一层粘性土封住水不让水返上路基。在路基两侧要修好排水沟，通过砂垫层渗出的水通过排水沟排出路基外，保持路基的稳定。
　　（5）石灰浅坑法
　　由于粘性土含水量影响，施工中经常出现“弹簧土”松软现象。一般较轻的可以采用挖土晒干，敲碎回填“石灰浅坑法”可以用于各种不同面积的路段（就是说大面积可以使用，小面积也可以使用）。具体做法是：挖40-50厘米方形或圆形，深一般1米上下的坑，清除坑内的渗水（最好挖好坑后，第二天清除渗水），放入深为坑深1/3生石灰，即可回填碾压。坑的行距和坑距在轻度弹簧路段为5-6米，在严重弹簧路段为3-4米。
　　五、小结
　　软土路基是市政道路工程施工过程中较为普遍的现象。如果没有特别加固土体，即使工程能够顺利竣工，也将给道路留下质量和安全隐患。因此，广大道路建设者必须高度重视道路路基的施工技术应用，妥善处理不良地质条件下路基施工项目，及时和有效消灭道路工程质量和安全隐患。

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