市政工程道路软土地基处理施工方法

探讨市政工程道路软土地基处理施工方法
陈文彬
福建拓福工信建筑工程有限公司
摘 要：笔者结合工程实践,对市政道路工程软弱地基的处理进行了剖析，并提出工程施工中需要改进的方法。 并根据工程实例探讨了强夯结合袋装砂井在处理饱和软黏土的应用情况。
关键词：市政工程；道路；软基处理
1 工程概况
1.1 地质概况
本实例工程所在区地貌属于江河口冲积平原，局部分 布少量残丘。地下水为孔隙潜水，与河水互为补给，水位1 ．0～3.0 m，受潮汐影响。地层自上而下为：①人工填土， 色杂、松散一稍密，厚度 1.0～2.0m；②海陆交互相沉积层 (软土层)，为淤泥，淤泥质粉质黏土，夹淤泥质细砂，灰黑 色，饱和，流塑，松散，该层层底埋深 3～15 m 左右；③冲 积层，杂色，花斑状粉质黏土，可塑，灰黑色淤泥质粉质黏 土，饱和、流塑及灰黑色中砂层，饱和、松散一稍密，厚约 0～8 m；④残积层，为黄一灰黄色砂质黏性土、硬塑为主， 为花岗岩残积土，厚约 0 ～6 m。 1.2 软土层物理力学指标
天然含水量 wo=73.2％ ，液性指数 lL=1.66，塑性指 数 lp=24.8，压缩系数 a=2.247 Mpa-1，竖直向固结系数Cv =0.792×10-3 cm2／s，水平向固结系数 Ch=5.019×10-3 cm2／ s，内摩擦角ψ=6.4，凝聚力 c=6.2kPa，容许承载力 40 kPa。 根据估算，在不作软基处理情况下路基极限填土高=1.86m 左 右。 1.3 质量、工期要求
表 1 软土夯击参数表
夯击遍数 点击能量/KN.M
第一 遍 1000 2 4 7
第二 第三 遍遍 1500 2000 23 44 77
第四遍Baidu Nhomakorabea
3000 3 4 7
第五遍
4000 3 4 7
满夯
800 2
注：当软土 小于 5m 时点夯击四遍，软土厚大于5m 时 夯击五遍，各遍点夯能量、击数、夯距，每遍间隔时问均相 同。
图 1 路基强夯平面布置大样图(单位：m) 首先应查明场地下建筑物及地下管线，采取适当的措 施，以免造成损坏。 地表上铺设 1.0m (一般要求 0.5～2.0m)厚砂垫层。砂垫 层起到支承起重设备、扩散“夯击能” 的作用，也起到作为 地下水排出通道的作用。 袋装砂井布置间距 1.5～2.0m，直径 0.07m，等边三角形 布置。 根据设计初步确定的参数，在现场有代表性的场地进 行试夯。通过测试，数据对比，检查其强夯效果，以便确定 工程采用的各项参数。强夯过程中严格控制前后两遍的夯击 间隔时间，以利超孔隙水压尽可能消散。当完成全部夯击遍 数，最后用低能量满夯。 3 效果检测 测试应在孔隙水压力消散后进行，一般应在强夯结束一 定时间后进行检验。试验点应分别取在夯点及夯点间，常用 的方法有静力触探和动力触探、荷载试验、波速试验等。 从图 2 可以看出，孔隙水压力一般在一个星期内基本消 散完毕，设置的排水措施使其达到原设计参数条件要求，起 到了不错的效果。避免了由于孔隙水压力消散慢，导致土体 液化出现“橡皮土”的现象。 从图 3 可以看出，本工程的加固深度一般在 12m 以内， 但处理效果明显的只在表层8米以内，主要是由于现场没有高 能量的强夯设备，夯击
袋装砂井(插塑板)加预压排水固结方法需预压，一般固 结的时间较长(180～360 d)，工后沉降较大；同时本工程所 处的位置距江边非常近，受潮汐影响水位变化大，由于微薄 砂层的存在，与附近河水水力联系密切，排水固结效果不甚 明显。特别是有些地段地层上部分布杂填土(如原已填鱼塘 地段)，地基采用此方法处理困难。袋装砂井(插塑板)加强夯 法：它通过设置竖向排水体系(袋装砂井)，并结合静荷载(填 土堆载)和动荷载(强夯夯击能)，使得地基土在较短时间内完 成大部分固结沉降，减少工后沉降并迅速提高承载力；此
H=a(mh)1/2 式中：m---锤自重，t； h---锤落距，m； a---修正系数，黏性土取 0.6 左右； H--强夯影响深度，m。 b) 强夯机具、夯锤重量、夯锤落距的选择。 强夯机械采用履带式起重机械，一般国内夯锤重为 10～25t，我国至今采用的最大夯锤重为 40t，夯锤一般采用 圆形，带气孔的锤较好。同时，由于软基强夯过程中产生较 深的夯坑，会产生一定的能量损失，所以对于软黏土，锤底 的面积不宜小于 6m2 。目前我国通常采用的夯锤落距一般为 8～20m。 c) 软土夯击工艺及参数往往决定强夯法的效果，根据试 夯结果和附近施工资料，强夯夯击遍数、单点夯击能、夯击 次数、夯点间距、每遍间隔时间、夯击顺序等参数参考值见 表 1及图 1。
到目前为止，强夯法还没有一套成熟和完善的理论和设 计计算方法，只能通过试夯的方法确定施工参数。试夯区面 积不应小于 20 m×40 m，对不同地质条件，至少进行一处试 夯，通过试夯确定施工参数，如夯锤重量、夯锤落距、单点 总夯击能、夯点距离、间歇时间、夯击遍数及有效加固深度 等。
a) 加固深度按式a)估算
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外，还可通过对地基的预震作用，有效地消除砂土液化、基 坑开挖涌砂现象；有利于地下管线的开挖埋设。
本工程中，我们通过对不同处理方法的对比，并结合周 边已建工程的实例及效果，对于软土埋深小于8 m的地段，我 们采用动力固结(强夯加袋装砂井)作为一般软土路基的处理 方法之一。对于上部分布杂填土软基，则单纯采用强夯法处 理。 2.2 设计参数
由于该地区软土属高含水量、低强度、高压塑性的超软 弱黏土，根据路基软基稳定控制、工后沉降控制、路面结构 的基底强度要求必须对软基采取处理。而道路的施工期只有8 个月，软基的实际预压时间只有 5 个月左右。所以采用的软 基处理方案需满足该工程特点要求。
2 施工方案选择
2.1 方案论证
常用的软土路基处理方法有清淤换填、袋装砂井(插塑 板)、强夯法、真空预压、碎石桩、搅拌桩、CFG 桩等多种。
能量参数没达到 4 000 kN·m 设计要求，所以有效加固深 度没有达到设计预计效果。根据现场的实际情况，及时对设 计措施进行了调整，对软土分布深度在 8 m 以上的地段采取 了复合地基、真空预压等其他处理措施。