换填法在市政工程软土地基处理中的应用

换填法在市政工程软土地基处理中的应用

宣华樑

身份证号：330681198306297075

摘要：我国城市化建筑的加快，市政工程规模扩大、项目增多，对市政工程施工质量提出了高要求。地基是市政工程的基础，决定了整个项目的质量。市政工程施工质量受软土地基的影响，易造成路面塌陷，路堤失稳，周边建筑物发生不均匀沉降等危害，严重影响路面的平整度，道路的通行能力以及安全性。换填法可以有效改善地基土的变形特性，渗透性，显著提高地基的承载力，实现提高施工质量和施工安全性的目的。

关键词：换填法；市政工程；软土地基

引言

软土具有含水量高、压缩性大、强度低等特点，在工程建设过程中很难满足地基承载力和沉降变形的要求，这就需要对软土地基进行有效的处理才能使其满足工程建设的要求。目前，针对软土地基的处理方法主要有换填法、固结法、轻质路堤法和复合地基法等，在采用何种软土处理方式上，应根据软土厚度和性质、工程的规模和重要性、沉降控制标准、施工机具、施工材料、施工环境等一系列要素综合考虑，最终确定性价比较高的方法进行软土地基治理。

1软土地基特点及危害

①软土地基的特点。软土地基是市政工程施工中经常会碰到的一种地基，由于其特殊性，施工起来会很麻烦，而软土地基通常具有三个特征：第一个特征，水分含量高是一个很典型的特征，通常超过20%，水分含量高，就会使土壤的流动性大，从而增加了工程施工作业的难度。所以，在施工开始前，施工单位必须到工地实地勘察，了解和掌握有关软土地基的各项资料，并有针对性地制订处理方案，为后续的软基施工奠定坚实的基础，同时也为市政工程的整体质量提供了保证。第二个特征。软土地基的渗透能力弱，与其它类型的土体相比，其自身的固结速率缓慢，渗透能力也不强。这是由于软土地基中含有大量的有机物，会产生大量的气泡，从而使土壤中的排水管道不通畅，造成渗透性下降。工程施工对土壤的强度要求比较高，软土地基远远达不到要求标准，所以要对软土地基通过技术方法来进行特殊处理，之后才能正常施工。第三个特征，软土地基抗剪性不强，会影响到路基的正常排水，还具有不均匀性，所以不均匀沉降现象也比较容易出现。②软土地基危害。软土地基对地面造成的危害主要是由于其内部土壤较为松软，含水量较大，土壤与土壤之间也有一定的间隙。在市政工程建设中，若不对软土的地质进行有效的治理，将会给后续工程带来安全隐患，例如土壤中的水分会持续挥发，从而使土壤的颗粒浓度持续增加，最终极有可能引起地面塌陷，从而对车辆的行驶和人身安全构成极大的危害。在市政工程建设项目中，桩基的施工质量直接关系到路基路面的沉陷，而在软土地基上往往会发生沉陷。在市政工程建成通车后，由于上部荷载的增大，基础承载力也将随之增大，容易引起路面的沉降问题。同时，由于软土地基的稳定性较差，所以在进行工程建设时，既要注意观察和监测基础自身的变化，又要将今后的道路所承受的路面压力纳入其中。此外，软土地基中的土体也会产生变形，从而使土体发生位移，继而产生裂缝。因此，在市政工程施工过程中，必须合理采用软土地基处理技术，尽量降低上述危害发生的概率。

2换填法在市政工程软土地基处理中的应用措施

2.1采取适当措施进行软土地基处理

目前，施工单位针对软土地基处理主要方法有水泥搅拌桩法、置换法、强夯法、排水固结法等，几种方法原理不同，适用条件也有差别。水泥搅拌桩法需要水泥作为固化剂，适用情况广，加固深度大，但施工质量不易保证，且目前尚无较好的检测措施；置换法主要通过碎石等将软土置换出来，适用于软土层较薄，上部建筑层数较少的情况，但通常还需要进行软弱下卧层验算；强夯法是通过重锤对软土进行夯实，以压缩软土，提高承载力，该方法施工速度快，成本低，但噪声、振动影响大，城区不适合采用；排水固结法利用重载排出软土中的孔隙水，提高承载力，虽然方法简单、成本低，但工期长的缺点限制了该方法的普及。施工单位应结合设计单位要求，理清各种软土地基处理方法的适用条件和优缺点，针对项目采取合适的处理方法，并加强处理效果验证。

2.2施工工艺选择

换填法主要包含了挖、填、换3种施工工艺[。当软土层较薄、建筑物荷载较小时，可通过直接开挖将建筑物基础埋设到承载力良好的持力层；当软土土层厚度较大，建筑物荷载较小时，可通过在原软土层上方铺设一定厚度的受力性能良好的垫层作为地基持力层；“换”则是“挖”和“填”的综合运用，施工时需要先挖除基础下的部分软土，之后填筑垫层，从而使基础下方的地基具有良好的承载能力。本文局部软土层位于基坑坑底标高以下，需先将基坑底面以下的局部淤泥质软土挖除，并采用砂土进行换填。

2.3强化施工过程管理

在施工现场设置标高桩或水平标准木桩，作为铺筑厚度控制的参照基准，也可在槽坑边坡测放水平标高线。基坑底面地下水位较高时，降低地下水或采取降排水措施，使基坑保持无水状态。垫层铺设前安排基坑的检验，清理坑底的淤泥、浮土等不利于施工的物质，两侧形成适宜的坡度，以便维持坑壁的稳定性。垫层底面标高不一致时，采取斜坡搭接的方法，或将土面开挖成阶梯状，加强对搭接部位的夯实，提高密实性。在分层铺筑的施工方式下，接头阶梯形搭接，或设置斜坡，相邻两层错开0.5m-1.0m。垫层铺设时加强防护，避免侧壁的软弱土层或垫层下卧层受到扰动。垫层分层施工，逐层铺设、夯实，为控制每层的铺设厚度，在基坑内预先设置5m×5m的网格标桩，作为铺设厚度控制时的参照基准。垫层铺设现场为饱和的软弱地基或地下水位较高时，对基坑内部及外侧四周排水，以免砂在水的侵蚀下流失；也可降低地下水位，直至稳定在基坑底500mm以下的位置为止。级配砂石的含水量是影响振动碾压效果的关键因素，在碾压前检测含水量，根据检测结果灵活调控，直至含水量稳定在8%-12%为止。

2.4加强材料选择

换填法地基处理过程中的换填材料可分为素土垫土层、灰土垫土层和砂砾石垫层等。其中对于素土垫土层来讲，对土的压缩性能有较高的要求，需要严格管控好素土的含水量及压实程度；灰土垫土层常用的是将石灰和土壤按体积3∶7配制比例混合，施工效果良好，但对施工工艺有一定的要求；砂砾石垫层广泛运用于换填材料中，填筑效果突出。可采用级配良好、品质较高的砂土作为软土换填材料。在换填的级配碎石中可增设各种类型的加筋材料，如土工布、土工格栅等，形成复合垫层，提高结构层的扩散应力，使压缩应力分布均匀，增强垫层整体性和刚度，减小不均匀沉降，同时还能约束侧向变形。碾压前检测材料铺设后的高程，横坡及平整度合格后，根据施工现场的天气情况，适当洒水以保持材料的最佳含水量，及时进行压实工序，碾压顺序为“先低后高、先轻后重，先静后动，先慢后快”，压实应连续作业。根据不同的换填材料选择不同的施工机械。

结语

综上所述，地基是市政工程的基础，决定了整个项目的质量。市政工程地质条件不佳，可以通过换填法的应用有效改善地基土的变形特性、渗透性，显著提高地基承载力，工后实现沉降显著下降，地下水干扰变小，地基土压缩性降低等预期效果。因此，在市政工程软土地基处理过程中，应结合以往施工经验与软土的特性，依据经济性、有效性原则，选择适宜的软土地基处理技术，充分发挥软土地基处理技术效果，确保市政道路施工作业的顺利开展。

参考文献

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