市政道路軟土路基穩(wěn)定性處理方案研究

鄭杏君 李寶林 張強飛

1.杭州瑞泉建設(shè)有限公司 浙江 杭州 310000

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市政道路工程是各個城市的基礎(chǔ)性工程，市政道路的質(zhì)量、壽命、安全性歷來社會各界關(guān)注的焦點。軟土路基作為市場道路工程中非常常見的一種地質(zhì)現(xiàn)象，軟土路基一般具有較差的強度、低固結(jié)能力、較大的壓縮性、較高的含水量等特點，不適合直接作為路基使用。市政道路工程施工必須要采取合理性的措施進行控制，才能有效保障市政道路的整體質(zhì)量與后續(xù)使用壽命[1]。總之，為確保市政道路的安全性和長期穩(wěn)定運行，必須尋求合適的軟土路基加固方法，并根據(jù)實際情況進行規(guī)劃和實施。

1 市政道路軟土路基特征分析

市政道路軟土路基是指由軟黏土、淤泥等松散土壤構(gòu)成的道路路基。由于軟土路基的土質(zhì)較為松軟，其承載能力與穩(wěn)定性較差，所以在設(shè)計和施工過程中需要進行特殊處理，以確保道路的使用壽命和安全性。從市政道路軟土路基的特征來看，主要包含以下幾種特征：土質(zhì)松軟：軟土路基由于土壤含水量高、結(jié)構(gòu)較為松散，因此承載能力和穩(wěn)定性較差。水分敏感性強：軟土路基對水分的敏感性較強，水分過多容易引起軟化、液化等問題。容易變形：軟土路基受到交通和自然荷載等壓力時，容易產(chǎn)生大量變形，進而影響路面的平整度和使用壽命。微生物活動：軟土中微生物活動較為活躍，容易引發(fā)地基沉降和變形等問題。其他特征：軟土路基的厚度較大，可超過10米；且其水平面反應(yīng)較大，易發(fā)生側(cè)向移動、潰滑、全面液化等現(xiàn)象[2]。

對于軟土路基穩(wěn)定性來說，外界多種因素都會對軟土路基穩(wěn)定性造成影響，常見的影響因素主要包含以下幾點：土質(zhì)特征：軟土的含水量、密實度、強度等參數(shù)會影響其承載力和穩(wěn)定性。土層厚度：軟土層的厚度對路基的承載力和穩(wěn)定性有著重要影響，過于薄弱的軟土層易受到變形和損壞。動荷載：交通載荷，尤其是車流量大的高速公路等，會給軟土路基造成較大的影響，引起路基變形、沉降等問題。水分：過高或者過低的水分含量都會影響軟土的穩(wěn)定性，過高時會引起液化、軟化，過低時則會造成干裂、收縮等問題。植被：若道路兩側(cè)植有大量樹木和花卉等，根系會侵入路基，給軟土路基造成負載和穩(wěn)定性方面的問題。地下水：水位升高或者降低，都會影響軟土路基的穩(wěn)定性。地理環(huán)境：比如地震、滑坡、泥石流等，都可能對軟土路基穩(wěn)定性造成影響。

2 市政道路軟土路基施工原則

對于市政道路軟土路基來說，施工需要嚴格遵循以下原則，才能有效保障軟土路基整體質(zhì)量滿足需求：

①優(yōu)先選擇承載力較好的土方：在施工前，必須對軟土進行現(xiàn)場勘探和試驗，根據(jù)其土質(zhì)特點選擇適當?shù)耐练阶鳛槁坊牧希员ＷC路基的承載力。

②嚴格控制壓實度：軟土路基壓實度與承載力、穩(wěn)定性關(guān)系密切，過度壓實或不足會導(dǎo)致路基表面沉降或塌陷。施工時必須根據(jù)土方特點和地質(zhì)條件，控制一定的壓實度，并結(jié)合和使用可行的施工方法，以提高土方的承載力和穩(wěn)定性。

③保證路基排水通暢：保證軟土路基排水通暢是提高承載力和穩(wěn)定性的重要因素。施工時要根據(jù)地形地貌、降水情況和土方特性等因素，合理設(shè)置排水系統(tǒng)，以保持路基的排水通暢性。

④做好防水防腐：軟土路基較為敏感，簡單的雨水或地下水就會影響其穩(wěn)定性。因此，防水、防腐處理顯得至關(guān)重要。在施工前或施工后，必須根據(jù)具體條件，對軟土路基采取必要防水措施，保持路基的穩(wěn)定性。

⑤選用合適的路面材料：路面材料不僅能保護路基，還能提高道路的使用壽命。因此，在施工前必須優(yōu)先選擇適當?shù)穆访娌牧希源_保路面牢固、平整和耐久。

⑥因地制宜原則：公路工程本身的地理環(huán)境、地質(zhì)情況不同，對于軟土路基施工處理技術(shù)的要求自然也存在一定的差異性。這就需要充分結(jié)合公路工程軟土路基實際情況，基于因地制宜的基本原則，科學合理地選擇軟土路基施工技術(shù)[3]。

⑦環(huán)境保護原則：社會各界環(huán)保理念的持續(xù)加強，對公路建設(shè)工程的環(huán)保要求自然越來越高。軟土路基施工同樣需要引起高度重視，即在充分考慮生態(tài)環(huán)境保護的基礎(chǔ)上，軟土路基施工避免污水隨意排放、合理處理施工垃圾，避免對周邊環(huán)境產(chǎn)生污染[4]。

⑧安全施工原則：由于軟土路基的特性，對應(yīng)的土體結(jié)構(gòu)相對較為松散，非常容易發(fā)生滑移、坍塌等威脅，軟土路徑施工需要充分結(jié)合地區(qū)實際，將相關(guān)的危險因素納入分析，并制定對應(yīng)的保障措施，將安全隱患降到最低[5]。

綜上所述，市政道路軟土路基施工原則主要是以保證路基的承載力、穩(wěn)定性、排水性和耐久性為目的，并在施工時嚴格按照統(tǒng)一標準進行操作，遵守各項規(guī)定，以確保道路的安全、舒適和持久[6]。

3 市政道路軟土路基穩(wěn)定性處理方案

3.1 置換技術(shù)

市政道路軟土路基置換技術(shù)是一種目前比較新穎的處理軟土路基的方法，它主要是通過取出原有軟土路基，將其置換為更加密實的高強度土方，從而提高路基承載力和穩(wěn)定性。市政道路軟土路基置換技術(shù)主要有以下幾個步驟：首先，去除原有軟土路基：在施工前，需要將原有的軟土路基挖掉，以露出基巖或深層土壤。挖掘深度和面積會根據(jù)不同情況而不同。其次，加固路基基底：挖掘完成后，需要在基礎(chǔ)部位進行加固，以承載道路所需的荷載。加固方式通常是使用水泥、石灰等材料調(diào)配混凝土，通過澆注、壓實等方式固定在基底上。再者，裝填高強度土方：在上述基底部位，需要填充新的高強度土方，以替代原有的軟土路基。高強度土方的選擇將根據(jù)具體情況決定，可以使用沙礫、碎石、砂巖等材料，而重要的是保證土方的密實度和穩(wěn)定性[7]。最后，壓實和修平：高強度土方覆蓋原有土層后，需要進行壓實和修平，以確保路面整體平整牢固。市政道路軟土路基置換技術(shù)是在取代原有軟土路基的同時，增加了路基的密實度和穩(wěn)定性，采用該技術(shù)不僅可以提高路基的承載能力和使用壽命，還能降低施工難度和成本。

3.2 強夯技術(shù)

市政道路軟土路基強夯技術(shù)是通過機械將夯錘和振動錘向軟土路基施加高頻、大振幅地沖擊和振動力，壓實或改良土體，并提高土體的密度和承載能力的一種工藝技術(shù)。市政道路軟土路基強夯技術(shù)的應(yīng)用，首先需要針對基礎(chǔ)進行處理，在開始進行強夯施工前，必須對接觸土層進行處理，消除表面的松散土層，在不斷向下施加力的過程中，振實土層，增強承載能力。然后進入到強夯施工環(huán)節(jié)，采用不同強度、規(guī)格的振動錘進行強夯，每次應(yīng)選擇合適的開振頻率和振幅參數(shù)進行操作。強夯時應(yīng)分批進行，每次施工面積不宜過大，以便對強夯效果進行評估。強夯加固后，需要對土體的密實效果和均勻性進行檢驗和評估，以便更好地確定下一步工序和控制施工質(zhì)量。市政道路軟土路基強夯技術(shù)有利于提高路基承載能力和穩(wěn)定性，同時也能夠合理利用現(xiàn)有土層的材料。但是需要注意的是，施工前必須對施工土層進行現(xiàn)場、實驗室等各種形式的勘測和檢測評估，對不同類型、不同屬性的軟土路基采用不同的振動錘技術(shù)。此外，強夯施工后應(yīng)及時進行場地檢查、評估并進行后續(xù)的維護和修補。

3.3 排水固結(jié)

市政道路軟土路基排水固結(jié)技術(shù)通常也稱為“卸載排水共固結(jié)法”或簡稱“排水固結(jié)法”，是一種目前較為常用的軟土地基處理技術(shù)。該方法主要是通過降低水平面下軟土路基的水位，使軟土中的孔壓力得到釋放，通過實際固結(jié)和地基固結(jié)來達到增加路基承載力和穩(wěn)定性的目的。市政道路軟土路基排水固結(jié)技術(shù)包括以下幾個步驟：①進行地基評估：在開始進行排水固結(jié)時，必須對軟土路基進行綜合地基評估和現(xiàn)場測試，以確認適合采用排水固結(jié)技術(shù)的軟土層位置和深度，確保工程可行性和效果實際性[8]。②施工排水井：還需要進行施工排水井。排水井的布置應(yīng)根據(jù)路基跨度和土地性質(zhì)合理安排，并確保排水網(wǎng)結(jié)構(gòu)合理、通暢和密實。③排水井降水：開挖排水井后，對軟土路基下的水位進行降低，使軟土中的孔隙水逐漸向陸地或現(xiàn)有排水井排出，實現(xiàn)加固的目的。④處理基底和使用加固材料：降水后，需要對取出的軟土路基進行處理，然后在原位中倒入加固材料，并通過適當?shù)恼駝訅簩嵖刂啤Ｗ詈螅ㄟ^加硬、夯實加固基底，增加路基的承載能力和穩(wěn)定性。總之，市政道路軟土路基排水固結(jié)方法可使軟土路基達到一定的固結(jié)效果，從而提高路基承載力和穩(wěn)定性。排水固結(jié)技術(shù)是一種較為可靠、經(jīng)濟且效果顯著的軟土路基處理技術(shù)，可廣泛應(yīng)用于市政、建筑、水利、交通等行業(yè)領(lǐng)域。

3.4 振動水沖技術(shù)

振動水沖技術(shù)（圖1）是一種通過高壓水流和振動結(jié)合，對軟土路基進行處理和加固的方法。該技術(shù)的主要原理是先利用水槍將軟土路基的表層強力沖刷，再通過振動把水分通過土層排除以達到加固目的[9]。振動水沖技術(shù)在市政道路軟土路基穩(wěn)定性處理中的應(yīng)用，在施工前，必須對軟土路基進行現(xiàn)場勘查和檢測，以確認可行性和確定處理方案。施工時，先使用振動錘或振動板等工具形成振動陣列，再通過振動彈性傳遞到軟土路基。振動過程中，需要適當控制振幅和頻率，防止對現(xiàn)有基礎(chǔ)造成損害。然后采用高壓水流沖刷，即利用高壓水槍，對軟土路基進行沖洗，使土壤內(nèi)部的松散層被沖刷出來。將隨水流排出的泥漿隨時清理干凈，保持施工現(xiàn)場清潔和衛(wèi)生。最后進行壓實土釘加固，完成振動水沖工作后，可以使用鋼筋或鋼絲網(wǎng)等材料在軟土層中釘入，形成土釘加固，以達到提高路基承載能力和穩(wěn)定性的目的。總之，振動水沖技術(shù)是一種有效的軟土路基處理技術(shù)。與傳統(tǒng)方法相比，該方法工程周期短、污染少、施工效率高，具有較強的適應(yīng)性和應(yīng)用前景。

圖1 振動水沖技術(shù)示意圖

3.5 高壓旋噴技術(shù)

軟土路基高壓旋噴技術(shù)（High-pressure rotary jetting technology for soft soil subgrade）（圖2）是一種用于改善軟土路基地質(zhì)條件的施工技術(shù)。該技術(shù)通過高壓水槍在軟土中進行旋轉(zhuǎn)，將軟土表層土顆粒剝離，形成細小的孔隙和低密度的土體結(jié)構(gòu)。經(jīng)過高壓旋噴后，軟土地基的自重應(yīng)力可有效提高，同時土體的排水能力也得到了增強。這些變化使得軟土地基更加堅實，穩(wěn)定性更好，從而可以更好地支持公路等建筑物結(jié)構(gòu)，減少路面沉降等問題。值得注意的是，軟土路基高壓旋噴技術(shù)雖然對軟土地基質(zhì)量有一定提升作用，但其效果也僅限于軟土地基表層，無法對軟土地基深部產(chǎn)生明顯的作用[10]。因此，在具體施工時需要根據(jù)實際情況合理選擇技術(shù)并加以運用。

圖2 高壓旋噴示意圖

4 結(jié)語

綜上所述，對于市政道路軟土路基來說，應(yīng)當充分結(jié)合市政道路工程的整體環(huán)境情況，系統(tǒng)分析區(qū)域地質(zhì)信息，在嚴格遵循軟土路基施工原則的基礎(chǔ)上，靈活使用軟土路基穩(wěn)定性處理方案，才能有效保障軟土路基的穩(wěn)定性，提升市政道路的整體質(zhì)量與安全性。