摘要：在城市道路工程中，经常会遇到软土路基，其强度低，承载力低，如果处理不好，容易导致路基不均匀沉降、道路开裂等情况发生，危及行车安全。本文介绍了城市道路软弱地基常用处理方法，供道路设计者参考借鉴。
关键词：软土路基；换填垫层法；抛石挤淤法；强夯法；碎（砂）石桩法
城市道路常见的软弱地基具有天然含水量大、孔隙比大、压缩系数高、强度低，并具有蠕变性、触变性等特殊的工程地质性质，工程地质条件较差。在软弱地基上修筑道路，如不采取有效的处理措施，就会产生不同程度的坍滑或沉陷，导致交通安全事故。总结一些设计理念和施工经验，几种常规的软弱地基处理方法如下：
1 换填垫层法
当软弱土层厚度不很大时，可将路基面以下处理范围内的软弱土层全部挖除，利用渗水性材料（砂砾或碎石）进行置换填土，再在填料上设置一层60cm左右厚的垫层。换填宜选用碎石、角砾、圆砾、砂砾，应级配良好，不含植物残体、垃圾等物质，含泥量不大于5%，石料的最大粒径不大于100mm，因为碎石过大会导致垫层本身的不均匀沉降。垫层高于软土地基应在1m以上。这种方法叫做换填垫层法。
换填材料需要分层碾压，分层碾压厚度宜为20cm左右，压实度根据道路具体设计要求确定。该方法可以降低压缩性，提高承载力，提高抗剪强度，减少沉降量，改善动力特性，加速土层的排水固结，防止冻胀。它的特点是施工工艺简单，但费用比较高。此法处理路基的适宜高度为2～3m，如果软弱土层厚度过大，则采用换填法将导致工程成本过大而不经济。但也不宜小于0.5m，因为垫层太薄，则换土垫层的作用也不显著。
2 抛石挤淤法
当路基位于表层无硬壳、基底含水量超过液限、路堤自重可以挤出的软土之上，排水、更换土施工困难时，可以通过抛入较大的片石、块石，使片石、块石强行挤出软土并占据其位置，以此来提高地基承载力、减小沉降量，提高土体的稳定性。此法叫做抛石挤淤法，是软弱地基处理的一种方法，一般适用于厚为 3~4m 的软土层和常年积水且不易抽干的湖、塘、河流等积水洼地。由于抛石挤淤法施工简单，不用抽水、不用挖淤、施工迅速，所以现场也乐于采用。
当道路采用抛石挤淤法施工时，先要清除抛填范围内的草木残株及种植土、有机土、建筑垃圾、草皮、树根、树墩、竹根等表层土。抛石顺序应自路堤中部开始，然后逐次向两旁展开，使淤泥向两侧挤出。当下卧岩层面具有明显的横向坡度时，抛石应从下卧层高的一侧向低的一侧扩展，并且在低的一侧适当高度范围内多抛填一些，以增加其稳定。当抛入的片石露出水面后，再用重型压路机将片石压入软基中，并反复碾压直到路基稳定。碾压过程中，用石屑或者细集料把孔隙填平铺满，直至抛石面无明显孔隙。片、块石应高出水面或淤泥层1m，应比路基宽1m，以保证路基基脚稳定。抛石挤淤的片石粒径30～80cm，单轴浸水抗压强度不小于30MPa，片石上应满铺60cm的碎石或砂砾作为反滤层。
3 强夯法
强夯法又称动力固结法，是将一个重锤（一般为10~40t）从高处（10~40m）自由下落，夯击地基，从而使地基土的抗压强度得到提高、压缩模量提高，压缩性得到降低的方法。对它的基本原理是：土层在巨大的冲击能作用下，土中产生很大的压力和冲击波，致使土体局部压缩，夯击点周围一定深度内产生裂隙良好的排水通道，使土中的孔隙水（气）顺利排出，土体迅速固结。强夯后地基承载力可提高3～4倍，压缩性可降低200%～1000%。其优点：（1）适用范围广泛：可以用于加固各类砂性土、粉土、一般黏性土、黄土、人工填土，特别适宜加固一般处理方法难以加固的大块碎石类土以及建筑、生活垃圾或工业废料组成的杂填土。（2）加固效果好：地基经强夯处理后，地基承载力、压缩模量明显提高。（3）有效加固深度深：一般能量强夯处理深度在6~8m，单层 8000kN • m高能级强夯处理深度可达12m，多层强夯处理深度可达24~54m，（4）施工机具简单：强夯机具主要为履带式起重机，一般辅以龙门架等设施，以便增加起吊能力和稳定性。（5）节省材料和造价。其缺点：（1）施工过程中震动比较大，不适合用于离建筑物和构筑物比较近的区域，容易产生扰动和扰民。（2）对于土方含水量比较敏感，含水量高锤击后容易造成橡皮土。（3）施工场地不易太小，否则施工机具无法施工。（4）施工中要掌握好机具的稳定性，重锤不要直接接触砖块和混凝土块等硬物，否则易于出现伤亡事故。
4 碎（砂）石桩加固法
属于复合地基的一种，当软土层较厚，换填处理比较困难，地基土属于非饱和粘性土或砂土时，采用挤密砂桩或碎石桩加固法，可以使地基土密实，容重增加，孔隙比减少，防止砂土在地震或受震动时液化，提高地基土的抗剪强度和水平抵抗力，减少固结沉降，使地基变均匀，起到置换、挤密、排水作用，防止地基产生滑动破坏，提前完成沉降，减少沉降差。
碎石桩是以碎石（卵石）为主要材料制成的复合地基加固桩，所用碎石应由未风化的干净砾石或轧制碎石而成，级配采用20-40mm自然级配，最大粒径不超过50mm，含泥量不大于5%。
碎石桩一般采用三角形、正方形和梅花形布置，碎石桩的直径，应根据置换率、成桩方法、施工机械能力等因素来确定，其直径多采用50～100cm，最大直径可达200cm；桩距根据工程实际进行计算确定；桩长应根据抗震要求（可液化土层）、稳定性控制要求（最危险滑动面以下2.0m）、变形控制要求和具体的地质情况进行确定，一般长度不小于4m，不超过15m；碎石桩处理范围在道路工程中应设置到排水沟外缘，当遇到可液化层时，其处理宽度应不少于厚度的1/2，并不小于3m。桩施工完毕后，应在碎石桩上设置50cm左右的碎石（石渣、砂砾）垫层。
综上所述，目前道路软基处理的研究己经达到了相当的水平和规模。城市道路设计人员，必须调查现状，根据道路等级及其附属构筑物对路基的要求，收集现状地形、地貌、地质、气候、气象、水文等资料，才能找到合适的处理软土路基的方法。
论文作者:江军
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/9/9
标签：地基论文; 碎石论文; 土层论文; 路基论文; 软弱论文; 孔隙论文; 道路论文; 《基层建设》2019年第18期论文;