軟基加固施工技術在市政道路施工中的應用探究

文／趙輝、呂艷玲 青島市黃島區市政公用事業發展中心 山東青島 266555

引言：

市政道路作為城市交通運輸的重要組成部分，其安全性和舒適性對城市居民的生活質量有著直接影響。然而，由于自然力和人為因素的影響，市政道路常常面臨不同程度的沉降、裂縫等問題，給道路的正常使用和維護帶來困難。在這樣的背景下，軟基加固施工技術應運而生，成為一種有效的解決方案。

1.軟基加固施工技術概述

1.1 概念

軟基加固施工技術是指通過改良和增強地基的能力，提高地基土的承載力和穩定性，從而減少地基沉降和變形的一種工程技術[1]。

1.2 技術類型

1.2.1 預壓排水法

預壓排水法是軟基加固施工技術中的一種常用方法，用于改善地基土的工程性質，增強地基的承載能力和穩定性。預壓排水法通過施加預壓荷載和排水措施來改善軟弱地基的力學性質，首先，在待加固的地基表面設置排水板或者鋪設排水材料，以提高地下水排出的通透性。然后，施加預壓荷載，使地基土發生初始壓實和變形。最后，隨著時間的推移，地基土逐漸排水并得到更好的固結。其主要步驟如下：第一，地基準備。清理地表雜物，確保基礎平整。第二，排水設施。設置排水板或鋪設排水材料，以提高地下水排出通道，保證水分的排出。第三，預壓施工。使用壓實設備對地基進行預壓荷載施加，可采用預應力錨桿、水平墻等設施。第四，固結和排水。在預壓荷載的共同作用下，地基土固結并排水，改善土體的承載能力。

1.2.2 深層加固法

深層加固法是軟基加固施工技術中的一種方法，用于加固和穩定地基土。通過在較深的地層中插入加固材料或構造物，以增強地基的承載能力和穩定性。深層加固法通過向較深的地下區域注入或插入加固材料、構造物等來改善地基土的工程性質。這些加固材料可以是鋼筋、鋼板、灌漿材料等。它們通過與周圍土體相互作用，形成更穩定的土-結構體系，提高地基的承載能力和穩定性。其主要步驟如下：第一，勘察和設計。根據地基的實際情況進行勘察，并制定相應的加固設計方案，包括深度、加固材料的選型等。第二，施工準備。清理地表雜物，確定插入或注入加固材料的位置和方向。第三，加固施工。將加固材料通過打孔、鉆孔或挖掘入土的方法插入地下，或者通過注漿等方式注入加固材料。第四，加固結束和后處理。根據設計要求完成加固施工，并進行必要的后處理工作，如強固固結材料的固化、施工現場清理等。

1.2.3 碎石樁法

碎石樁法是一種地基加固方法，常用于軟弱地基的處理。它通過在地基中嵌入碎石樁來提高地基的承載能力和穩定性。碎石樁法通過在地基中鉆孔或挖掘孔洞，并將預制的碎石樁填充到孔洞內，形成具有一定間隔和連續性的碎石樁體系。碎石樁與周圍土體相互作用，形成摩擦阻力和土體的側向支撐力，從而提高地基的承載能力和穩定性。其主要步驟如下：第一，勘察和設計。根據地基的實際情況進行勘察，并制定相應的碎石樁設計方案，包括樁的直徑、間距和深度等。第二，施工準備。清理地表雜物，確定打孔或挖掘孔洞的位置和方向。第三，樁基施工。通過鉆孔、挖掘或沖擊等方式形成孔洞，并將預制的碎石樁填充到孔洞中。第四，樁頂處理和后處理。根據設計要求對碎石樁頂部進行處理，例如修剪或加固，以及進行必要的后處理工作，如清理現場等。

1.2.4 環保加固法

在軟基加固施工中，可以采用以下環保加固法：第一，深層加固法。利用鉆孔灌注樁或預制樁等深層加固技術來增加軟基的承載能力，在環保加固中，可以選擇使用環保型灌漿材料或可再生材料來填充樁內空隙，以減少對土壤和地下水的污染。第二，應用土工合成材料，如土工格柵、土工布、土工膜等，加固軟基。這些材料通常采用環保型的聚合物或可降解材料，以減少對環境的負面影響。第三，生物加固法。通過植物的根系形成植物材料土壤增強體，提高軟基的抗剪強度和穩定性。選擇適應當地氣候和環境條件的植物，并結合生態保護的原則進行種植和管理。第四，微生物改良法。利用微生物活動促進土壤顆粒間顆粒結合力的增加，改善軟基土壤的工程性能。選擇環境友好的微生物種類，并使用無害的改良劑，確保施工過程對環境無污染。第五，利用廢棄物材料。在軟基加固過程中，可以考慮利用廢棄物材料進行填充或加固。這些材料可以是可回收利用的建筑廢棄物、礦渣、煤矸石等，從而實現資源的循環利用。在軟基加固施工中采用環保加固法時，要注意選擇合適的環保材料和技術，并在施工過程中嚴格遵守相關環境保護法規和標準，減少對自然環境的不良影響。同時，定期監測和評估加固效果，確保工程質量和環境保護的雙重目標得以實現。

2.軟基加固施工技術在市政道路施工中的應用優勢

2.1 節約成本

軟基加固施工技術在市政道路施工中的應用具有以下節約成本的優勢：第一，延長使用壽命。軟基加固可以提高道路的承載能力、穩定性和抗沉降能力，有效延長道路的使用壽命。通過減少道路損壞和維修次數，可以節約長期運營和維護成本。第二，降低維修成本。軟基加固能夠解決路基松軟或沉降等問題，減少因軟基問題導致的道路破損和維修頻率。相比于頻繁維修，軟基加固施工的一次投資可以持久地改善路基的質量，從而降低維修成本。第三，減少施工時間。軟基加固施工技術通常能夠實現快速施工和迅速投入使用。相比于傳統的路基加固方法，軟基加固可以縮短施工時間，減少交通中斷帶來的經濟損失。第四，節約原材料。軟基加固施工通常可以利用現有土壤資源或廢棄物材料，減少新材料的使用。例如，通過土工合成材料的應用，可以減少對天然石材和填土的需求，從而節約原材料和開采成本。第五，提高工程效率。軟基加固施工技術通常能夠實現機械化和自動化作業，提高工程施工效率。快速、高效的施工可以減少人力資源的投入，降低勞動力成本[2]。

2.2 提高施工速度

軟基加固施工技術在市政道路施工中的應用可以提高施工速度，具有以下優勢：第一，快速施工。軟基加固施工通常采用機械化和自動化作業方式，能夠實現快速施工。相比于傳統的路基加固方法，軟基加固可以大大縮短工期，減少施工時間。第二，減少交通中斷時間。由于軟基加固施工時間較短，道路封閉或交通中斷的時間得以減少。這對于市政道路來說尤為重要，可以減輕交通擁堵，降低沿線居民、商戶和出行者的影響，提高城市交通運營效率。第三，減少工程階段對道路使用的限制。傳統的路基加固施工可能需要較長的養護期，而軟基加固施工技術通常能夠迅速投入使用。這意味著軟基加固后的道路能夠更快地恢復正常交通，減少施工對道路使用的限制。第四，提高工程效率。軟基加固施工通常利用先進的施工技術和設備，如土工合成材料的鋪設、樁基施工機械的應用等，可以大大提高工程施工效率。這樣不僅可以減少人力資源的投入，還能夠降低勞動力成本。

2.3 增加道路使用壽命

軟基加固施工技術在市政道路施工中的應用可以增加道路使用壽命，具有以下優勢：第一，提高承載能力。軟基加固施工可以通過增加路基的穩定性和承載能力，使道路更能承受交通荷載的壓力。軟基加固后的道路能夠更好地分散荷載，減少路面變形和損壞，從而延長道路的使用壽命。第二，改善抗沉降性能。軟基加固施工可以有效解決路基沉降問題，保持道路的平整度和水平標高。通過提高路基的穩定性和抗沉降性能，軟基加固可以減少由于路基下沉引起的路面裂縫、拱起等損壞現象，延長路面壽命。第三，減少維修頻率。軟基加固施工可以解決路基松軟、沉降等問題，從根本上減少路面破損和維修頻率。軟基加固后的道路能夠更好地分散荷載和抵抗變形，大大降低路面損壞的可能性，減少維修次數，延長維修周期。第四，抗龜裂和排水效果好。軟基加固施工通常采用土工合成材料等技術手段，可以增加道路的抗龜裂能力和排水性能。通過減少龜裂和水損傷，軟基加固可以保持路面的平整度和穩定性，延長道路的使用壽命。第五，可持續性發展。軟基加固施工通常能夠充分利用現有土壤資源或廢棄物材料，減少新材料的使用。這既符合可持續性發展的原則，也降低了施工成本，并且對環境友好。

3.軟基加固施工技術在市政道路施工中的應用

3.1 基礎處理

軟基加固施工技術在市政道路施工基礎處理中具有重要的應用價值，市政道路的基礎處理是為了增強路面承載能力、提高道路使用壽命和穩定性，而軟基加固施工技術可以有效地解決軟弱地基導致的路面沉降、裂縫和變形等問題。軟基加固施工技術主要包括以下幾個方面的應用：第一，加筋土墻。通過在軟弱地基上建立加筋土墻，利用墻體的剛度和抗剪能力來增強地基的承載能力。加筋土墻可以有效地分散荷載、抵抗地基下沉，保證道路的平穩和安全。第二，地基改良。采用灌漿、加固樁等地基改良技術，對軟弱地基進行處理。這些技術可以改變地基的物理性質，提高地基的承載能力和穩定性，確保道路的平整和均勻。第三，樁基礎。在軟弱地基上設置樁基礎，通過樁基的承載能力來分擔和傳遞荷載，有效地提高地基的承載能力和穩定性。樁基礎可以采用鋼筋混凝土樁、預應力樁等形式，根據地質條件和荷載要求進行選擇。第四，加固層。在軟基上設置加固層，常用的材料有石灰土、水泥土等。加固層能夠提供更高的抗剪強度和承載能力，降低地基的變形和下沉。綜上所述，軟基加固施工技術在市政道路施工基礎處理中的應用能夠有效地解決軟弱地基導致的問題，提高道路的使用壽命和穩定性，保障道路的安全和順暢[3]。

3.2 路面維護

軟基加固施工技術在市政道路路面維護中也有重要的應用，主要包括以下幾個方面：第一，小面積修補。軟基加固施工技術可以應用于道路路面的小面積修補工作，對于出現局部沉降、裂縫或損壞的路面區域，可以通過加固層或其他修補材料來修復并加固，保證路面的平整和穩定。第二，路面加固。軟基加固施工技術可以用于整體路面的加固工作，當道路路面因為長期使用或其他原因導致疲勞、損壞或沉降時，可以采用軟基加固技術來提升路面的承載能力和穩定性。例如，在路面表層進行再鋪設或重新加固，利用加筋土墻、地基改良等方法，增強整體路面的承載能力。第三，防止軟化沉降。某些地區存在軟化沉降的問題，即地下水位上升導致軟基的變軟和沉降。在路面維護中，可以采用軟基加固施工技術來應對這一問題。通過加固層和合適的排水系統，有效控制地下水位和土壤軟化，防止路面因軟基問題而產生沉降。第四，預防斷裂和變形。軟基加固施工技術在市政道路路面維護中還可以應用于預防斷裂和變形，通過增加路面結構的強度和穩定性，可以有效減少路面的裂縫和變形情況，延長路面的使用壽命。綜上所述，軟基加固施工技術在市政道路路面維護中的應用可以提高路面的承載能力、延長使用壽命，并解決一些常見問題，保障道路的安全和便利性。

3.3 防止地基沉降

軟基加固施工技術在市政道路防止地基沉降中有關鍵的應用，以下是幾個常見的應用方式：第一，加固層的應用。通過在軟弱地基上設置加固層，可以提供更高的抗剪強度和承載能力，減少地基的沉降。加固層可以采用石灰土、水泥土等材料，通過合理的厚度和配比來增強地基的穩定性。第二，樁基礎的應用。利用樁基礎來分擔和傳遞荷載，減輕軟弱地基的荷載壓力，從而防止地基沉降。樁基礎可以采用鋼筋混凝土樁、預應力樁等形式，根據地質條件和設計要求選擇合適的樁基礎方案。第三，地基改良技術的應用。采用地基改良技術對軟弱地基進行處理，提高地基的承載能力和穩定性。例如，灌漿、加固樁等地基改良技術可以改變地基的物理性質，提高地基的抗沉降能力，有效防止地基的沉降現象。第四，加筋土墻的應用。在軟弱地基上建立加筋土墻，利用墻體的剛度和抗剪能力來增強地基的承載能力，從而減小地基沉降的風險。加筋土墻可以分散荷載，并提供額外的支撐和穩定作用。綜上所述，軟基加固施工技術在市政道路防止地基沉降中的應用可以通過加固層、樁基礎、地基改良技術和加筋土墻等方式來提高地基的穩定性和承載能力，有效預防地基沉降問題。這些應用可確保道路的安全性、穩定性和可持續使用[4]。

3.4 巖土邊坡加固

巖土邊坡加固是軟基加固施工技術在市政道路施工中的重要應用之一，在巖土邊坡加固過程中，可以采用以下措施：第一，地質勘察與分析。進行詳細的地質勘察和巖土力學分析，確定邊坡的穩定性問題和加固需求。了解邊坡的土層結構、地下水位、土壤性質等信息，為后續的加固設計提供依據。第二，加固層設置。在巖土邊坡的表層設置加固層，常見的加固材料包括鋼筋混凝土、鋼板樁、加筋土等。加固層的設置可以增加邊坡的抗剪強度和承載能力，提高邊坡的穩定性。第三，地釘錨噴加固。通過在巖土邊坡中安裝地釘，并進行錨噴加固，提供邊坡的抗拉強度和支撐作用。地釘可以采用各種材料，如鋼筋、預應力錨索等。錨噴材料可以根據實際情況選擇水泥漿、注漿材料等。第四，加筋土墻。在巖土邊坡上設置加筋土墻結構，通常采用鋼筋混凝土或混凝土面板加固。加筋土墻能夠分散邊坡的荷載，并提供額外的支撐和穩定作用，有效防止邊坡滑動。第五，排水系統設置。加固過程中應考慮排水系統，確保巖土邊坡的排水暢通。通過設置排水溝、排水管等措施，減少地下水對邊坡穩定性的影響，防止水分引起的邊坡變形和沉降。其中，某巖土邊坡排水結構就具有防塌方的功能，詳情見圖1。巖土邊坡加固是保障市政道路安全和穩定的重要環節，施工前需充分了解邊坡的地質環境，經過合理設計和施工，使用適當的加固材料和技術，確保邊坡在長期使用中不會發生滑坡、塌方等事故，維護道路安全運行。

圖1 防塌方的巖土工程邊坡排水結構示意圖

3.5 草坪加固

軟基加固施工技術在市政道路施工中的另一個重要應用是草坪加固，草坪加固旨在提高綠化帶的穩定性和使用壽命，減少草坪維護和管理的成本。在進行草坪加固時，可以采用以下措施：第一，根據實際需求和環境條件，選擇適合的草坪材料，例如人工草坪或混凝土草坪。人工草坪具有良好的耐用性和抗壓性，且不需要經常澆水和修剪；混凝土草坪則可以提供更堅固的基礎支撐。第二，對于土壤質量較差的地區，可以進行土壤改良。采用適當的方法，如加入有機質、施加土壤調理劑等，改善土壤的結構和水分保持能力，增加草坪的生長條件。第三，在土壤表面鋪設加固網格，它由高強度材料（如HDPE 或玻璃纖維）制成。加固網格可有效分散草坪上的荷載，增加草坪的穩定性和承載能力，防止草坪產生凹陷或磨損。第四，在草坪加固過程中，合理設置排水系統是必要的。通過設置排水溝、排水管道等，確保雨水能夠迅速排除，防止積水對草坪造成損害，并提供良好的生長環境。第五，進行草坪加固后，定期進行養護和管理十分重要。包括澆水、修剪、施肥以及檢查加固網格的狀況，及時處理破損部分并進行維修[5]。

結語：

軟基加固施工技術在市政道路施工中具有重要的應用價值，它通過加固和改良地基，提高路基土的承載能力和穩定性，減少地基沉降和變形等問題。軟基加固施工技術不僅具有經濟、高效的優勢，同時也能夠提高市政道路的使用壽命和安全性。因此，在市政道路建設和維護中，推廣和應用軟基加固施工技術具有重要的意義。