城市道路深层软基处理方案分析
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作者: 张靖
【摘要】城市道路建设过程中，选择一种经济技术可行性较强的软基处理方案，对于提升城市道路整体施工质量有着重要的意义。本文以某城市道路软基处理工程为例，就下深层软基采用浅层置换法在城市道路深层软基处理中的应用提出了一些技术对策，期望为读者提供可行的参考。
【关键词】城市道路；深层软基；浅层置换；处理方案
软体具有松软 、孔隙比大、天然含水率高 、压缩性强、强度低及渗透性小等特点。当天然地基较为柔软，不能满足地基强度、变形和稳定性时，必须经过人工处理后再造基础或填筑路基，这种地基加固称为软基处理。城市道路施工过程中，经常需要进行软基处理，而软基的处理所花费的时间和占用的成本，在整个城市公路工程中占据了较大的比例，因而值得我们注意并加以深入研究。不同城市、不同道路工程的施工条件不同，软基的范围、深度、类型不同，因而所需的软基处理方法也不尽相同。充分结合施工条件和勘察结果，采取针对性、经济性、可行性较强的软基处理方案，是确保城市公路工程软基处理经济效益和施工效果的重要基础。
1、项目概况
本项目位于长江中下游平原与皖南山区的交接地带，地貌单元为沿江丘陵低山平原区，微地貌单元为平原，地面标高一般在5～8m、项目所在区域地下水埋深在0.2～0.7m之间，地下水对混凝土及钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性。本项目穿越较多的水稻田和沟塘，软弱土分布较广泛。
考虑到本项目沿线均为软基，沟塘密布，清表、清淤、地基处理形成土方量巨大，同时道路两侧已征地范围富余较大，在路基施工完成后将用于绿化剩余的清表、清淤、地基处理形成的土方填筑于道路两侧作为反压互道。
2、软基处理方法
本项目路基设计主要是根据沿线的地形、地貌、地质构造、水文地质、地基土的性质等，提出合理的路基处理方案，以确保城市道路路基的强度和整体性，满足工程的各项要求。根据地勘报告，本项目沿线软土连续分布，且根据纵断面设计，本项目全线为填方段，无可利用土方。根据当地筑路填料分布、区域内其他道路设计经验及经济性分析等，本次设计采用山渣石作为路基填料。根据地质条件及施工条件，认为本次软基处理宜采用浅层置换法。根据地勘报告，本项目所处区域软土分布广泛，且路基填土较高，为保证路基边坡稳定，拟定路堤边坡坡率为1：2。
浅层置换法指的是将需要处理的深层软基挖去，以碎石、砂等材料进行换填，被换填的土层被称为垫层，因此浅层置换法也常被成为换土法或垫层法。常用的垫层材料有：中砂、粗砂、砾石、砾砂、灰土和素土等等，垫层的厚度与宽度通常视软基的实际情况而定，通常垫层的厚度需大于基地宽度的四分之一，约在3cm以内。大量施工实践证明，换填材料经过压实后都能较为显著地提升低级的承载力，减少低级沉降，加速地基排水固结，且成本低廉、施工方便、操作简单，在公路工程软基处理中有着较强的可行性。
3、深层软基浅层置换施工方案
根据地勘报告，本项目沿线软土连续分布，且根据纵断面设计，本项目全线为填方段，无可利用土方。根据当地筑路填料分布、区域内其他道路设计经验及经济性分析等，本次设计采用山渣石作为路基填料。
根据浅层换填深度1.5m，开挖出基坑（基坑开挖深度应考虑预沉降，结合试验段确定预留深度），经排水晾晒有一定强度时（压缩模量不得小于3Mpa），向基坑内抛入最大粒径30cm的片石，人工平整后使小片石密实填充大片石的空隙。当块石厚度达到40cm时，采用履带推土机进行稳压，稳压后采用光轮压路机静压，再人工分两层填筑40cm密实片石（最大粒径15cm）层并分层碾压致密。
80cm片石填筑完毕后，需保证片石顶面高出设计标高5～10cm（具体超出标高结合试验段确定）。片石顶上铺设20cm级配碎石后，采用振动压路机反复碾压，直至碾压稳定无沉降或明显沉降为止。
4、深层软基浅层置换的施工
4.1 施工准备
软基处理施工前应做好场地平整和施工期间的排水措施，且要保障施工机械的顺利进场。按设计和规范的要求先做好抽排水、回填，使整个场地（或某一工作区段）处在相对水平的面上，这个面我们可称之为“工作基准面”。 工作基准面应有足够的地基强度使施工顺利进行。此外，施工前应准备好换填所用的垫层材料，本次施工中采用的事粒径为30cm的片石。
4.2 施工工艺
当由于被路基侵占沟塘形状的不规则或路基仅侵占部分沟塘，同时相对地表路基填土较低时（≤2m），同一路基断面存在浅层换填与复合桩基两种处理方式。其施工工艺具体如下：
首先施工浅层换填部分地基处理。开挖基坑时，毗邻复合桩基一侧预留顶宽1m土体，采用倒梯形换填方式（避免影响复合桩基施工），换填边坡坡率不应缓于2：1。浅层换填施工结束后再施工沟塘段路基，排水清淤填筑素土后进行打桩，临近浅层换填一侧搅拌桩应紧贴换填边缘施工。
复合桩基顶40cm 碎石垫层与浅层换填70cm碎石垫层顶面应保持高程一致（沟塘回填素土时注意高程控制），并采用5cm土工格室进行过渡。
4.3 施工控制事项
深层软基浅层置换法施工过程中需注意以下问题：1）原地面整修。将沟中、塘中水抽干，挖除淤泥。并及时夯填土。荒地地表处理 ，用推土机铲除草皮、植被土，夯实原地面后填土。为防止线路左侧地表水浸入路基，地表夯填土标高控制在8.6～9.2m范围内；2）控制好垫层材料质量。尤其是对粒径、级配、含水量等指标进行严格控制；3）垫层需分多次撒铺（通常为三次左右）并逐层进行，直至符合垫层厚度要求；4）排水系统。在软土地基表面开挖排水沟，尽 量使地基表面干燥，提高地表强度，以保证垫层法施工机械的作业条件；5）边坡修正。软土路基由于路堤荷载沉降，相对于设计坡度较缓，需边填筑边修正。
5、总结
综上所述，浅层置换法操作简单、施工方便，对于城市公路工程深层软基处理有着较强的实用性。目前本文中提到的城市道路工程已施工完毕，经过一段时间的观察，发现浅层置换处理的路段未发生明显的不均匀沉降，道路整体性、稳定性、平整度良好，说明本施工方案科学有效，值得参考。
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作者简介：张靖、男、1982.9.21 本科 工程师、从事市政道路、公路、岩土专业等
籍贯：安徽合肥。
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