分析城市道路软基处理的方法及特点
摘要:本文阐述市政道路软基处理的几种方法，同时进行了评价，并分析市政道路软基处理的特点及方法。
关键词:城市道路软基处理，特点，方法
1市政道路工程的特点
在软基路段建设市政道路，面临市政道路软基处理的问题。市政道路工程有其自身的特点:
（1）如市政道路一般荷载都不太大(高填方处除外)，对地基承载力的要求不太高。对于刚性路面结构而言，路面结构整体性好，刚度比较大，对地基变形有一定的适应能力。
（2）对于柔性路面结构而言，即使由于路基的少量不均匀沉降而导致路面产生微小裂缝，只需稍加修补后也不影响道路的正常使用，但市政道路下埋设的管线对沉降要求相对较高。市政道路需要铺设各类管线，包括给水、排水管道，如污水管、雨水管、市政供水管道等，另外还有电力、通讯管道、煤气管道等。这些管道的铺设对路基的沉降都有一定的要求，其中以污水管、雨水管对路基沉降的要求最为严格，当管线软基压缩沉降和侧向位移时，管体产生纵向弯曲，致使管道失稳，在最薄弱处产生破裂而漏水。
对此尚无统一的规定，人们对于差异沉降造成的管道破裂问题重视不够，通常没有对管线的软基进行特殊处理。
2城市道路软基处理的几种方法
2．1换填垫层法
换填垫层法就是将路基一定深度范围的软弱土层(采用人工或机械开发等方式)，换填好的土、砂、石或石屑等材料，并经压(夯)实做成压缩性低、承载力高的垫层。根据换填方式的不同可分为:换填土、抛石挤淤法及爆破挤淤法。
2．2堆载预压法
堆载预压法是在工程建造之前，用大于或等于设计荷载的填上荷载进行预压，促使地基提前固结沉降，消除大部分工后沉降，提高地基的强度。当工后沉降满足要求，强度指标达到设计要求的数值后，修筑道路路面。
2．3功口载预压排水固结法
加载预压排水固结法是预先对地基加载，通过排水体排水，使地基土固结，以提高其承载力，并减少其工后沉降。以前排水体常采用袋装砂井，并在顶上铺上一层土工布加筋垫层，既可做为横向排水通道，又可均化不均匀沉降。袋装砂井的质量受施工质量影响较大，若袋中砂灌得不够密实时，放人孔中，砂遇水将下沉，导致砂井上部脱空，不能与砂垫层连通，以致水无法排出，因此袋装砂井逐渐被塑料排水带所代替。与袋装砂井相比，塑料排水带具有施打速度较快、效率高、施工机械轻便、对软基扰动较小、可工厂化生产、抗折能力较强、受施工影响小等优点。
2．4强夯法
强夯是将重锤(10t以上)从高处(10m以上)自由落下，反复多次夯击土体，迫使一定范围内的土体压密，以提高地基土的承载力，减少沉降。一般适用于非饱和、粗颗粒含量较高的土质，对于饱和度较高的粘性土，一般来说处理效果不显著，尤其淤泥和淤泥质土地基，处理效果更差。这些土也有采用强夯法加袋装砂井(或塑料排水带)进行综合处理的，但处理效果受施工质量的制约严重，从全国来看，总体处理效果不理想。国内外相继采用了在夯坑内回填块石、碎石、砂或其他粗颗粒材料，通过夯击排开软土，从而在地基中形成块(碎)石墩。这种方法即强夯置换法。
2．5深层搅拌法
深层搅拌法是用水泥或其他材料作为固化剂的主剂，通过深层搅拌机械将软土和固化剂强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应，形成具有一定强度的加固体。深层搅拌法分为喷浆搅拌法和喷粉搅拌法。此类地基应视为复合地基，桩土共同承担应力。目前常用于加固淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高且地基承载力标准值不大于120kPa的粘性土，当处理泥炭土或地下水具有侵蚀性，宜通过试验确定其适用性。
2．6粉煤灰碎石桩法
粉煤灰碎石桩(CFG)法，是利用工业废料(粉煤灰)与碎石(或砂、石屑)掺人适量水泥形成的胶凝体。它具有一定的强度、良好的和易性、流动性及容易灌注等特点，粉煤灰碎石桩与周围土体形成低标号混凝土桩复合地基，可节省水泥及砂的用量。这样有利于混合料强度发挥、废物利用、减轻环境污染，避免了炭化作用。
2．7加筋法
在软土地基上沿水平方向铺设一层或多层的加筋材料，并与填料组成一定厚度的加筋垫层，可以提高地基的承载力，均化地基应力，减少地基的不均匀沉降阴。但当地基中具有较厚的软土，如果单纯用加筋垫层来处理，即使承载力满足要求，地基也会产生较大的不均匀沉降，难以从根本上解决问题。从减小沉降方面考虑，水泥深层搅拌桩不失为一种有效的处理方案，其形成的水泥土桩复合地基的基本工作性状是:桩和桩间土的变形协调，充分发挥桩间土的作用，可以提高地基的承载力，减小地基的沉降。当软基较厚，且对承载力和沉降要求较为严格的地基处理时，可以考虑综合加筋垫层和水泥深层搅拌桩的优点，用加筋垫层和水泥深层搅拌桩复合地基联合处理软基。在加筋垫层的作用下，充分发挥水泥土桩与桩间土共同作用的特性，提高地基的承载力，减小地基的沉降，均化地基的不均匀沉降。当加筋垫层采用新型高强土工格栅配合砂碎石时，其复合地基的整体强度大大提高，处理效果更为明显。
3城市道路软基处理的特点
3．1城市道路下埋设的管道对路基的沉降的要求
城市道路下埋设的管道对路基的沉降有一定要求，其中以污水管和雨水管对路基沉降的要求最为严格，目前我国对此尚无统一规定，有些地方的技术规范要求沉降引起的管道接口相对转角小于L100(L为每节管的长度)，通常要求管道地基的工后沉降小于10cm。污水管和雨水管一般均属于无压自流管道，有设计要求的自清流速，管道
铺设要求有一定的坡度，若路基的工后差异沉降太大，将会导致管道排水能力下降、淤堵等，严重的还将导致管道损坏折断、污水外流，对环境造成污染。
3．2软基的不均匀沉降对管道产生的损坏的主要原因
(1)在采用橡胶圈密封的承插口处，往往是橡胶圈被挤出;在采用打口方式的承插口处，接口易松脱发生漏水事故。
(2)造成钢管在焊接口处断裂，裂缝一般为环向，呈中间大两边小的形状。
(3)管道伸缩节的接头易被拉裂。
(4)阀门的法兰被拉裂或皮垫被损坏而造成漏水。
(5)在局部有大石块的管基或管渠交叉处，普通铸铁管或UPVC管易断裂。
以前，通常未对管线的软基进行特殊处理。在道路修建好后，由于管线下软基的不均匀沉降，导致管线不能正常运作，断裂损坏的情况时有发生，遇到这类情况，只好通过开挖路面进行维修。这不但给城市的交通和人们的生活带来许多不便，而且在人力、财力和物力上造成很大浪费。近年来，这个问题开始受到关注，但由于目前尚无关于市政管线地基沉降要求的统一规定，因此基本上是借用高速公路对软基处理的要求。高速公路一般路段的工后沉降要求≯30cm，目前城市主干道管线地基的工后沉降一般要求≯10cm。因此，市政道路的软基处理比相同等级的一般公路要求更高，这也使得市政道路的软基处理费用变得昂贵。因此，寻求解决市政道路管线软基差异沉降的可靠、经济的方法，具有重大的社会、经济效益。
4城市道路软基处理方法评价
换填垫层法是最常用的软基处理方法之一，在地区市政道路工程中应用最多，但换填处理只能在软土层厚度较薄的情况下使用。软土层较厚时，换填处理的工程量大，施工比较困难，造价也很高。堆载预压法排水固结时间长，因此工期也较长，而且只能适用于软土不太厚的情况，如果时间允许，可单独使用，如果工期紧，可结合排水固结法一起使用。对正常压密的深厚软粘土而言，加载预压排水固结法是经济有效的软基处理方法，但用此方法处理后，由于软土厚度大，总沉降、工后沉降及差异沉降都较大，无法达到预期的要求，不均匀沉降对市政管线的破坏也较大。强夯法一般不宜用于加固饱和软粘土，因为易形成“橡皮土”，夯后地基承载力降低，强夯置换法虽有较多成功的应用经验，但至今尚未形成一套设计计算方法，处理效果与置换所夯填的材料有关，对差异沉降的控制较差，一般用于处理大面积填海等工程，并应通过试夯确定设计参数。深层搅拌法和粉煤灰碎石桩适用于高饱和深厚软土、工期要求紧迫、路堤荷载较大且工后沉降控制较严的工程，能迅速增加地基承载力，减小沉降，但造价较高，一般用于处理桥头跳车或对地下管线沉降控制较严的路段，对有机质含量较多的淤泥应通过配合比试验确定是否可用。加筋法可以有效地减小路基的工后沉降，抑制地下管线的变形，且工程造价较低，是简单、经济、有效的均衡差异沉降的措施。
5结语
上述几种方法有其适用范围，但由于城市道路需要埋设各类管线，因此对工后沉降的要求比高速公路要高。由于软基处理方法不当，产生管线下软基的不均匀沉降，导致管线不能正常运作甚至断裂损坏，因此，寻求解决市政道路管线软基差异沉降问题的可靠、经济的方法，具有重大的社会、经济效益。