市政道路軟基處理技術及應用分析

聶煒

中江縣住房和城鄉(xiāng)建設局 四川 德陽 618100

目前，中國在城市基礎設施建設項目方面取得了巨大進展，城市道路占很大比例，通常是按照高技術指標建設的。市政道路建設通常由專門的施工和設計單位進行，施工周期長，過程復雜。由于城市道路遍布全國各地，各地區(qū)的地質條件也各不相同，道路施工過程存在的問題也不同。土層出現(xiàn)軟土時，會出現(xiàn)軟土地基問題，嚴重影響城市道路的整體穩(wěn)定性和強度，增加后續(xù)道路維修的施工費用。目前，針對軟土地基加固技術主要有壓實加固技術、預應力樁加固技術和民用合成材料加固技術等。關于城市市政道路的軟土地基，在選擇相應的軟土地基加固技術時，必須充分考慮到道路和環(huán)境的特點。

1 市政道路軟土地基概述

1.1 軟土地基的特點及危害

在城市道路建設過程中往往忽視軟土地基的危害性。為此要徹底研究城市軟土地基的特點，大量軟土地基，但地下水波動較小，整體軟基地理條件較差。因此，在高壩地區(qū)修建道路很容易導致土地基積扭曲，如果不采取適當措施，會大大降低總體道路水平。它比普通粉末水分含量高、強度低、清晰度低。城市地區(qū)現(xiàn)代道路建設中，軟土的破壞性形式多種多樣，包括地表和含水量、土流動性和高壓收縮，其含水率高、強度低、鋒利度低。提高地基水分水平可以提高地基的可用性和實用性。但是，如果水含量高，地基容易變形，使公路整體平整度大大降低。對高等級道路建設產生不利影響。地基流動是由外力施加的裝配線，流速的急劇減弱直接影響到該區(qū)域結構的強度，并可能導致破壞。壓力增大是地球質量增加的外在表現(xiàn)，對于較長期的外力作用，密度會增加，體積會減小，從而導致地基裂縫[1]。

1.2 軟土加固技術在橋梁施工中的重要性

我國經濟高速增長，人民生活水平提高，私家車數(shù)量增加，這不僅對人民的日常出行，而且對城市道路交通都具有重要意義。只有提高項目的承載能力及地基的實用性，道路運輸安全和可靠性才能得到根本性保證。地基是道路施工中的重要構件，是對增加高度至關重要的負荷最重的結構。但是，由于道路建設的特殊性和復雜性及其施工活動范圍，軟土將不可避免地存在，在施工中，如處理不當可能導致地基承載力不足。過去市政建設行業(yè)橋梁倒塌的危險性很高，這不僅危及工程安全，而且嚴重威脅到人民的生計。一方面，利用加固技術對軟土進行科學處理，可以降低質量和安全事故；另一方面，道路建設后的維護成本可以降低，道路交通進程的社會經濟效益可以用來促進運輸業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

1.3 道路路基路面軟基處理原則

施工前，應掌握軟土的地質條件，特別是復雜地質條件下的軟土，應區(qū)別不同情況,依據不同地區(qū)軟基地質和項目的實際情況，選擇合適的施工方案，制定最經濟合理的措施，并把施工所需的材料、機械、人員等詳細資料整理成一組文字材料備用。工程建設應選擇適當?shù)氖┕ぜ竟?jié)，盡可能避免雨季，以確保整個施工期間的天氣條件符合施工要求，并密切監(jiān)測氣候變化[2]。施工過程中，施工人員應嚴格遵守軟基施工的相關施工技術規(guī)范和作業(yè)規(guī)程，合理安排施工程序，避免事故，科學使用施工機械和設備，減少應嚴格控制軟土路基的填埋場，以確保填方高度大于3米，且軟土地基的殘馀物只能在至少6個月的預壓期內運輸。

2 當前軟土地基處理技術存在的問題分析

2.1 未能做到選擇方案最優(yōu)化

處理軟土地基有許多技術選擇，但都不是萬能的。在大多數(shù)情況下，方案優(yōu)化不是通過多種綜合比較和選擇來實現(xiàn)的。例如，在選擇軟土地基處理技術時，需要列出各種適用的現(xiàn)代技術解決辦法，同時考慮到軟土地基處理解決辦法的范圍和要求[3]。

2.2 地基處理技術的范圍沒有得到很好的理解

不同的地基技術有一定的范圍，但在具體的技術應用中可能會混淆。以替代建筑技術為例。替代工藝的處理工藝比較簡單，軟土代替。但是，如果所處理的地基深度大于3m，替代方法的工作量太重，資本費用和工作時間都不理想。在這種情況下，有必要考慮到項目的特點，找到一種更具成本效益的技術處理辦法[4]。

2.3 市政建設工程技術水平參差不齊

在我國，市政建設單位的技術水平參差不齊，在一定程度上對建設效率有很大影響即使采用同樣的靈活處理技術，對道路質量的影響也可能大不相同。執(zhí)行單位的技術水平和機械設備是影響軟土地基處理質量的主要因素。許多建設單位缺乏專業(yè)技術人員和管理人員，也缺乏對人才的技術培訓和現(xiàn)代化管理概念，導致缺乏對現(xiàn)場建設質量控制和檢查的力度管控。此外，軟土地基處理的質量效果與機械設備密切相關，需要加固對先進機械設備的參考，同時注意機械設備的規(guī)范操作，以促進軟土地基處理的效果。

3 地基處理的考慮因素

3.1 地基構成

在市政道路建設中，由于地基土層構成的相對復雜性，應根據土層的實際構成選擇適當?shù)奶幚矸椒āＲ皇峭翆咏Y構較厚，軟土較淺的，可以高壓注漿處理；第二，如果軟土較淺，整層較薄，則可以采用表面處理技術；同樣，如果地基設施的土層較厚，沒有砂層，則可以將其固化。如果地基未得到快速處理以達到預期強度，則還可以使用垂直排水[5]。

3.2 道路的性質

市政道路的不同性質也極大影響著軟土地基的實際處理能力和效果。修建高品質道路時，處理方法應著重對地基和結構層做加強處理。一般對于寬填方道路，施工時應注意地基結構的局部病害整治。不同施工類型應采用不同的方法，在實際施工期間，必須對地基設施進行實地調查，以避免因土地不規(guī)則而造成的橫向移動，并影響市政道路工程的正常使用。

3.3 施工條件

在道路施工過程中，施工條件因設計和最終處理工藝而異。在選擇軟土路基處理技術方案時，應充分考慮到項目所在地工程的施工期、機械設備和施工材料、天氣、地質條件等諸多因素，并根據工程施工的具體要求制定切實有效的施工方案指導實施[6]。

3.4 周圍環(huán)境

處理軟土地基時，施工現(xiàn)場容易受到垃圾和噪音的污染。因此，正式開工前，有必要認真分析工程的實際情況，選擇合適的處理方案，如果有大量軟土地基，有必要對施工場址周圍的環(huán)境進行科學觀測，合理降噪和環(huán)境保護。

4 市政道路施工中軟基加固技術的應用

4.1 軟基加固表層處理技術

軟基加固表層處理技術主要組成部分包括:建筑結構層、軟土排水和地基處理。例如開挖溝渠的寬度為0.5米，深度為0.5至1.0m，溝渠中的填方是含水量非常低的沙子。施工過程中，排水管道的鋪設應與水文地質環(huán)境結合進行，以保證排水流量[7]?；A表面處理主要是隔離和收集水。地基通常由片石組成，灰土可以防止坑底積水。由于進行了系統(tǒng)處理，結構層及換填基層區(qū)域含水量大大減少，其地表逐漸硬化，達到城市道路建設的需要。

4.2 強夯法

在現(xiàn)代公路建設中，強夯是軟基處理的主要方法，其加固效果也非常明顯。一般來說，這種方法不適合市政道路建設。市政道路下有大量的市政管線系統(tǒng)，強夯對其有一定的破壞作用。但施工時間短，成本低。如果路基土質較差，成本較低，必要時可以使用。在軟土路基施工中，重力是最主要的驅動力，可使殘樁堵塞軟土路基施工，徹底破壞路基原有結構。由于活塞的沖擊，形成一個斜坡，大大提高了地下結構的密實度。對于靜壓路基的施工，應根據路基的實際情況采用強夯法。一般路基每沉降0.5-1.0m，承載力可提高2-3倍。

4.3 片石換填施工方法

采用片石換填方法時，必須注意以下幾點:首先，換填段的軟土層應徹底清理，并在路基底部地基上向下延伸一定深度，這部分土也應清理干凈，以保證結構松散的土的充分挖掘，防止因回填不完整造成換填效果不明顯[8]。其次，用于換填的片石應進行篩選，不同級配的片石應分類堆放，并按有關要求分層填筑，以保證填筑片石的路基結構具有一定的穩(wěn)定性。最后，換填片石施工時，應分層碾壓所有片石，以提高地基承載力。在超過一定深度施工時對超深部分可結合拋石擠淤來擠壓加強地基承載力。(1)在做好換填片石工作前，首先要做好準備，調查現(xiàn)場地質情況，根據具體情況制定施工方案。然后，通過測量放樣，可以確定道路路徑和道路的大致方向。(2)根據測量放線確定的路基位置，用挖掘機挖掘所有淤泥和土方，用裝載機和渣土機將提取的礦渣全部運出施工現(xiàn)場。(3)在換填段現(xiàn)場隨機確定點位進行地基承載力檢測，并將最終檢測結果上報相關部門核實確認。待檢測報告確認合格后方可進行下一步工序。(4)所有準備工作完成后，方可開始換填該段片石，在指定位置填好不同級配的片石，換填片石時分層堆放，具體厚度、碾壓遍數(shù)、碾壓速度根據實際計算結果確定。(5)根據施工設計圖紙和相關施工規(guī)范，檢查碾壓結果，確保碾壓結果符合公路施工的具體要求。經監(jiān)理工程師確認試驗結果后，方可進行以下施工。

圖1 軟基片石換填

圖2 施工現(xiàn)場

4.4 土工編制物強化技術

土工織物是一種基于現(xiàn)代技術的軟土地基處理技術。土工織物可以提高地基的排水能力和結構強度。如果城市道路是在軟基上建造的，則必須在軟基上安裝相應的土工布。為了提高區(qū)域地基的結構強度和耐蝕性，并確保城市道路在一段時間內的穩(wěn)定，當城市道路基礎較厚時，城市道路的實際建設活動必須是穩(wěn)定城市道路的地質構造，鋪設一層加強地質層[9]。

4.5 加載技術

軟土地基結構不穩(wěn)定，滲透性差，其內部結構的含水量往往超過正常建筑標準。地下水的長期侵蝕進一步降低了其承載能力，并在壓力超過可接受限度時導致局部沉積。為了進一步減少道路工程中的不定期存款問題，必須在正式開工前更換和加固地基設施。地基荷載處理方法主要包括地下水荷載處理和填方荷載處理。地下水補給方法主要是通過調整地下水水位來自然沉降軟土地基，通常用于含砂性地基較多的軟土地基結構。使用填方加載方法時，需要建立動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，實時監(jiān)控整個工程的變化，然后選擇合適的填方材料進行加載，以控制道路工程的沉降，控制沉降差。

4.6 水泥攪拌樁法

使用深層攪拌樁將地基和水泥攪拌均勻，最終形成具有良好強度和穩(wěn)定性的水陸腳。這種混合水泥樁的技術通常用于道路結構，如黃土、淤泥和回填。對于硬土層或酸性土層，應在使用過程中進行試驗，以確保該方法適當。如果軟土地基的含水量超過70%，則不能使用該方法。在實際應用中，請考慮以下幾點:首先，進行樁基定位時，應控制鉆頭、鉆桿和樁位置的中心點保持在同一垂直線上并做垂直度檢查觀測。其次，施工中選用的水泥漿不能結塊；再次，在預攪拌過程中，鉆桿不得傾斜，當鉆桿的輸入深度達到1.5m時，應適當加快輸入深度。最后，再次更換鉆頭位置后，應拆卸和清洗鉆頭[10]。直到清潔工作完成后，方可移動到下一個堆位置。

4.7 加筋路堤加固施工技術

在處理城市道路軟土地基時，工程師必須科學地應用加固結構。目前，地理信息網、網格等已成為加固軟土地基的共同結構。它們不易變形、抗老化和具有一定強度，可用作加固軟土地基的加固材料。在地質構造和網格的科學參數(shù)下，將大大改善軟土地基可能的不規(guī)則沉降，地基的總體承載能力也將大大提高。在混凝土加固施工過程中，工程師應嚴格保護加固材料，即在土工布或格柵上放置厚度在0.2mm至0.3m之間的砂蓋。加固工作還需要分幾個階段完成。第一充填層應在機械上以輕壓進行壓實。達到0.6m壓實厚度后，應用重型機械振動碾壓，確保壓實度達標。

5 結束語

在城市道路建設中，對于軟土地基，工程人員應進行詳細的地質研究，了解地質結構，加深對各種加固施工技術的理解，并制定加固軟土地基的施工計劃。與此同時，在處理軟土地基的過程中，需要借鑒實際工程條件，利用先進技術手段，切實提高市政道路上軟土地基的處理水平。