浅谈道路软基处理方法与施工质量控制措施
摘要：软土地基具有天然含水量大、空隙比大、压缩性高、抗剪强度低等特点。文章结合工程实例做出定性定量分析，同时提出相关的解决措施，以使地基固结，提高地基承载力，从而满足道路施工质量要求。
关键词：软基处理；方法；堆载预压；排水固结；质量控制措施
随着我国社会经济的快速发展，城市路网结构在不断完善，城市周边道路在加紧建设，很多不满足路基承载力要求的场地也越来越多地被征。为了使天然软弱的地基得到更好的补强加固，需针对软弱土基的水文地质状况，灵活选择多种地基加固手段对不良地基进行加固，以满足上部结构对地基的强度、变形和稳定性要求。
1道路软基处理的基本过程
首先是对工勘报告中软弱土层的含水量、容重、孔隙比、液性指数、压缩系数、固结系数、渗透系数、承载力等物理力学特性进行分析，然后通过现场踏勘和调查进一步了解湿软土层的成因，并根据工程的具体情况确定地基加固的目的是以控制沉降为主还是以路基稳定、提高承载力为主，从而明确相应的软基加固方法。
影响软基处理方案选择的因素很多，即便是具有相同物理力学特性的软弱土层，由于所处道路的位置不同，各种工程设施布局的不同，以及道路本身的条件不同，其软基处理方案也会有不同的选择。［1］
2软基处理的一般方法
目前针对软土地基的不同构成有很多不同的处理方法，常用的处理方法按其原理和作法主要分有以下几类：
2.1表层排水法
对土质较好因含水量过大而导致的软土地基，在填土之前，地表面开挖沟槽，排除地表水，同时降低地基表层部分的含水率，以保障施工机械通行。为了发挥开挖出的沟槽在施工中达到盲沟的效果，应回填透水性好的砂砾或碎石。
2.2敷垫材料法
对于地基土层不均匀，可能发生局部不均匀沉降和侧向变位的软土地基，可利用所敷垫材料的抗剪和拉抗力，来增强施工机械的通行，均匀地支承填土荷载、减少地基局部沉降和侧向变位，以提高地基的支承能力。敷垫材料主要有化纤无
纺布、土工布、玻璃纤维格栅等。
2.3添加剂法
表层为粘性土时，在表层粘性土内渗入添加剂，改善地基的压缩性能和强度特性，以保施工机械的行驶，同时也可达到提高填土稳定及固结的效果。添加材料通常使用的是生石灰、熟石灰和水泥。石灰类添加材料通过现场拌和或厂拌，除了降低土壤含水量、产生团粒效果外，对被固结的土随着时间的推移会发生化学性固结，使粘土成分发生质的变化，从而促进土体稳定。
2.4砂垫层法
地基上部软土层极薄且含水量大时，在软土地基上敷垫0.5～1.2 m左右厚的砂垫层，这样可达到固结软土层，使砂垫层起到上部排水层作用。同时，砂垫层又成为填土内的地下排水层，以降低填土内的水位，在进行填土及地基处理施工时，为施工机械提供良好的通行条件。
2.5搅拌桩
搅拌桩是由搅拌桩柱体与四周软土组成复合地基，从而提高地基承载力及地基强度，增大地基变形模量，减少地基沉降量。由于搅拌桩与软土形成复合地基，故桩底应打在持力层上，形成支承桩，才能发挥作用。对未能打到持力层上的悬浮桩，工后沉降仍比较大，且受施工工艺等条件的限制，处理深度超过15 m后，桩身强度难以保障。其优点是施工工期短，对环境污染小，施工进度较易控制，施工技术成熟。
2.6竖向排水固结法
在粘性土地基中设置垂直的排水柱，以缩短排水距离，促进地基排水固结，增加抗剪强度。由于垂直排水柱所用材料不同，分为砂井和纸板排水两种。砂井排水法根据砂井的施工方法不同，可分为打入式、振动式、螺旋钻式、水射式及袋装式等。本法很少单独使用，多与加载法或缓速填土法并用，对层厚大、均质的粘土地质最为有效，对泥炭质地基效果稍差。
3城市道路软基处理实例
3.1工程概况
该工程地处佛山市三水区，我公司承建了该工程中的一部分，即道路设计里程K2＋800～K3＋500，沿线有6个软基路段，总长度为1 770 m，工程沿线地形基本平坦，穿越稻田、水渠、鱼池等，土质松软，含水量较高。道路规划红线范围软土路基覆盖率较高。
3.2工程地质条件
本工程段在地貌单元上处于残积坡积层，局部位置有淤泥软土。根据地质钻探资料，土层分布由上到下依次为：①耕植土；②淤泥（高液限粘土）；③砾砂（含细粒土的砂）；④全风化花岗岩。
其中淤泥层厚度为2.5～5.8 m，均为高液限粘土，呈灰黑、灰色，流塑、饱和状，干强度较低，摇震反应缓慢。
3.3软基处理方案
根据当地软基处理经验：采用填土预压法处理，排水固结时间长，且超载预压需要土方两次调配；单翻土晒干，处理深度浅，需设置过渡路面，路基沉降稳定后方可铺筑高级路面。以上两种方案均不符合该工程实际情况，故考虑采用多种方法综合处理：
（1）对于软土层厚度＜3.5 m的薄层软土，如果在薄层之间有可供排水的砂层（厚度＞5 cm）时，可采用表层处理法、慢速加载法、路堤荷载压重法等方法处理，否则一般可采用全部挖除换填的方法。由于该路段薄软土层不存在夹层，道路路基宽度达到60 m，且多数路段填土不高，如果采用局部换填或挤出换填处理，地基内可能会遗留压缩性高的土，从而留下后患。故采用全部挖除换填，从根本上改善了地基，不留后患，效果最佳最彻底。
（2）软土层厚度＞3.5 m的路段，地基处理考虑采用塑料排水板。塑料排水板是一种能够加速软土地基排水固结的垂直排水材料。当它在机械力作用下被插入软土地基中后，能以较低的进水阻力聚集从周围土体中排出的孔隙水，在堆载作用力下，孔隙水顺垂直排水通道排出，使土体达到固结的效果，从而提高地基的承载力。
3.4塑料排水板施工工艺流程
塑料排水板施工的主要工艺流程是：平整地面摊铺下层砂垫层→板桩位放样→插板机定位→排水板穿鞭→下插套管到位→拨出套管→割断排水板→插板机移位→摊铺上层砂垫层。
主要操作步骤是：①插板机定位。桩位偏差和垂直度都要控制在规定范围内，以保证排水板之间的间距符合设计要求；②将塑料排水板通过导管，从导管底口穿出，用锚具固定排水板；③对准桩位，用振动锤将塑料排水板连同导管、桩靴插入土中，达到设计标高；④拔管后，按露出地面的规定长度剪断排水板。
本工程在淤泥顶面人工铺设土工格栅（积淤严重部位再铺设一层土工布），抛填砂垫层作为横向排水及操作平台，选用C型塑料排水板，用钢轨式插板机打设至设计深度，排水板间距为1 m，呈正方形排列。板头剪断露出原地面15～30 cm，及时完成上层砂垫层覆盖填平后，进入逐级堆载预压阶段。
3.5堆载预压
（1）分层加载：插打塑料排水板周后，分3层加载，平均厚度1.3 m，每层加载整平后均需辗压密实。
（2）设观测点，控制加载速度：为控制加载速度，防止滑坡，共设置44个观测点，进行沉降量和稳定观测，推测固结度。
（3）观测频率：第1、2层加载时，每天全面观测1次；静载前期每5 d全面观测1次；静载后期每7 d全面观测1次。
（4）加载、卸载标准：堆载预压时，每层均匀加载。加载速率、间隙时间等应根据实测沉降速率（＜10 mm/d）、侧向位移（＜4 mm/d）等进行适度调整。预压时，平均预压130 d。卸载时，实测的地基平均固结达80%以上，地面沉降速率降到＜1 mm以下，残余沉降不大于300 mm时可卸载。
3.6软土地基沉降计算
根据《公路路基设计规范》（JTGD30－2004），各路段的允许工后沉降见表1，可以看出，本工程路段工后沉降均能满足规范要求。
3.7排水板施工质量控制
塑料排水板施工时除必须满足设计要求与相关规范要求外，在以下几方面加强监测控制：
（1）塑料排水板的外包滤膜，受阳光照射后强度会急剧下降，因此对现场堆放准备使用的板材进行覆盖，其余进入仓库保管。
（2）为了摸清不同施工段的地质特点，确定不同插设深度时的施工规律，批量施工前试打排水板，以便准确地掌握单根排水板的施工时间和工艺，为大面积施工提供依据。
（3）施打时，排水板放置至卷筒固定架上，不允许堆置地面上。否则排水板易扭曲或表面滤膜受磨破损，影响排水效果。
（4）打入的排水板有时在提拔套管时被部分带出，达不到设计深度要求。对此，当回带较大时，有效的办法是及时清理套管内的泥土杂质或将导管插深一些，使超深部分约等于回带长度，保证施打深度满足设计要求。
（5）施打完成后，注意清理干净砂垫层与排水板端头周围的泥土，并用与原砂垫层同质量的砂回填，以保证排水畅通。
（6）打设好的排水板露端头应及时埋入砂垫层，防止因打桩机移位、车辆
