市政道路中软基加固技术的应用

王 毅

（三门峡职业技术学院，河南 三门峡 472000）

市政道路软基加固施工中，要根据当前该技术的类型和软土层的特点，采用专业化的加固方法以提高地基承力性能。通常情况下，软土层存在的特点较为相似，如含水量较高、土层承力性能不足、土层厚度较大等，加固技术的应用，一方面是提高该土层的强度，另一方面是降低路面对路基施加的压强。只有两项要求同期落实时，才可提高该系统工作水平。

1 软土层的特点和对道路系统的负面影响

1.1 含水量较高

通常情况下，软基土层中有较高的含水量。一方面，水资源在道路系统的运行中会在遭受外力的情况下，出现水体外渗问题，导致路面的稳定性下降；另一方面，含水量较高的重要原因是土壤对水的吸附能力较高，这样即使对原有土层进行了含水量的调整工作，在后续的运行中依然会出现含水量逐渐提高的问题。可以说，软基土层的含水量处理工作并非短时间内可以完成的工作任务，而是要长期监测和处理，这对于道路的维护成本控制、施工成本控制、修复成本控制工作不利[1]。

1.2 突变性较强

市政道路的运行中，要严格防止出现结构突变问题。当路基的突变性较强时，会在长期的运行中出现严重凹陷，影响车辆的行驶安全。此外，当该问题出现之后，路基系统会在出现降水、排水管道泄漏等问题时处于高效率响应该负面影响状态，严重时会导致该过程中路基强度不能满足整个系统的安全稳定运行要求，最终会大幅度提高路面运维成本的投入量，导致市政管理部门的资金管理难度提高。

1.3 抗剪力性能较差

市政道路需要支持大量车辆同时或分时段正常运行，由于车辆对于路面的压力较大，只有路基系统具有符合运行标准的抗剪力性能时才可以满足道路的正常稳定运行要求。软土层中的土壤颗粒之间通常含有较大的空隙，该空隙中容易存储水资源，导致土壤颗粒之间的摩擦力下降，大幅减小其抗剪力，同时土壤颗粒本身的间隔较远，抵抗压力的能力自然会下降，在系统的长期运行中容易出现断裂、凹陷等问题。

2 市政道路中常用的软基加固技术

2.1 强夯法

当前，市政道路软基加固工程中强夯法使用频率最高，其是通过夯实土层的方式来提高土壤的密度，一方面可以降低土壤中的含水量，另一方面可以减小土壤颗粒之间的缝隙，从而使得土壤具有更强的环境抵抗能力。强夯法的优势在于其可以实现大范围同时工作，即单次夯实过程的覆盖面积较大，提高了工程施工效率，而且该方法使用中需要的成本总量较低、施工难度不高，更适合应用于短期工程项目。目前，该技术应用已较为成熟，在使用中可以按照已经形成的操作管理规范展开施工，提高了施工安全性和质量水平。当然，该方法也存在一定的问题，即不可在淤泥层较厚的土层中使用。通常情况下，该技术的有效淤泥夯实厚度为10m左右，超出这一范围则不可采用，需要借助其他方法。另外，该方法的应用原理是破坏原有的土壤应力框架，会挤压出土壤中含有的水，若对土壤中水资源的处理水平不高时，则原有的水资源只是单纯转移到其他区域的土壤中，这对市政道路的全生命周期低成本运维工作不利。

2.2 换填法

换填法即采用高承力性能的土壤替代原有的低承力水平的土壤，通过该方法可以利用土壤的自重、能量爆发取代原有的低承力水平土壤。换填法的子技术包括爆破换填法、挖掘换填法和强制换填法，其中挖掘换填法在当前的使用频率最高。挖掘换填法，即首先使用挖掘设备去除原有土层中的软弱土壤，然后往其中填入高强度的人造土壤，以提高路基承力性能。该方法的优势在于路面的处理范围、处理方法和工作形式方面具有更高的灵活性，同时在施工工期控制方面也可以根据工程项目的紧急程度选择技术手段。比如，要求在短时间内实现对软土层的高质量处理，则可采用爆破换填法，通过短时间释放的能量挤压被处理区域。该方法也存在缺陷，即工程量相对较大，会大幅度增加市政道路软基加固工程中的投入成本，而且爆破换填法释放的能量方向难以控制，若未能全面科学处理，会对周边的硬件设备造成严重负面影响。

2.3 管桩法

目前，管桩法技术应用较为成熟，开发的子技术类型包括预应力管桩法、现浇混凝土法和拌和桩加固法。其中，预应力管桩法作为当前使用频率最高的技术类型，施工难度较小，确定软基土层的覆盖面积后，在该区域上设置指示桩体，之后在此技术上压入承力管桩即可。现浇混凝土管桩法的使用过程中，同时具备振捣桩体的高承力性能和隔水性能，在市政道路软基加固中具有良好的使用价值[2]。管桩法在具体的使用过程中，优势在于可以缩短市政道路软基加固工程的时间，同时压入的桩体可以起到良好的承力作用，尤其是在软基面积较大的区域，采取强夯法和换填法都会产生较高的成本，相比之下管桩法的投入成本更低。该方法也有一定的缺陷，即在长期运行中由于土层本身的承力性能较差，容易导致埋设的桩体沉降，另外也容易因施工不当导致桩体的铺垫质量不足，最终导致该路面的强度不足。

3 市政道路中软基加固技术的选用原则

当前，市政道路软基加固工作中已经开发出了多种新型技术，不同方法对应的工程技术类型和工作目的有所差别，要根据专业化思想从中选择最佳技术类型。实际分析中，要优先考虑强夯法，之后分析管桩法，只有确定这两种方法无法满足市政道路软基加固要求时才考虑换填法。比如，在某工程项目中，经过地质勘探确定淤泥层的厚度为18m，超出了强夯法的使用范围，为了提高市政道路软基加固工程水平，分析管桩法的使用方式，最终发现整个地下区域的承力性能严重不足；若采用管桩法提高路基强度，在道路运行甚至压实阶段中，设置的管桩结构会出现过大的沉降量。在确定施工成本较低以及施工量较小的方法无法使用之后，再决定采取换填法，同时考虑该区域的工期相对较短，软土层的覆盖面积较大，最终采取的方法为爆破换填法，并根据相关技术规范解决施工过程中可能存在的缺陷和问题，在保证施工质量的同时防止出现安全事故。

4 市政道路中常用软基加固技术的使用方法

4.1 强夯法的使用方法

强夯法在当前的使用中已经开发出了多种技术原理，要根据该区域的土层实质情况，确定强夯法的具体作用形式，并分析该系统的运行原理，在此基础上确保已经建成的专业化工作体系可以处于稳定安全运行状态。

强夯法的使用原理有三类，分别如下：（1）动力置换原理。该方法需要往被处理的土层中加入碎石材料，在设备运行之后，可以直接向加入的碎石施加冲击力。在该力量的作用下，碎石之间会出现碰撞和融合现象，自主形成碎石挤密桩结构。从本质上来看，该方法属于一种置换方式。（2）动力密实原理。该方法在当前的使用率最高，相关设备在运行过程中会向土层施加压力，在该力学参数的作用下会缩小土壤颗粒的间距。该方法属于土层直接处理工作形式。（3）动力固化原理。该方法会在动力情况下破坏整个土层的原有框架，在缩小了土壤颗粒间隙的同时，也可以挤压出空隙之间的水资源[3]。市政道路软基加固工作中，动力固化方法具有最高使用价值，具体操作阶段要在路面的周边区域建设集水井结构。比如，在某工程中，道路整体上呈现上坡结构，坡度为10°，坡面长度为30m，其中淤泥层厚度为5m，地下水深度为8m，需要采用合理工作方法减少该区域的土壤含水量。采取的工作方案为在整个施工区域建设3个集水井，底端设置数量为2个，距离底端10m处设置1个，在强夯过程采用水泵从集水井中抽出渗入的水。

4.2 换填法的使用方法

换填法中爆破换填法的安全风险最高且难度最大，因此文章主要研究爆破换填法的使用模式。首先分析地下空间中是否含有断裂层，若存在，则不可使用，以免影响整个周边空间的地质环境，然后分析土质的自身状况，最后是保障设施的设置。比如，在某工程项目中，确定该区域的市政道路软基加固中，换填土壤的深度＞3m，同时确定地下空间不存在自然裂缝，但是周边建筑物和该施工区域的直线距离仅60m。在施工过程，在建筑和爆破区域中设置2条吸能缝，第一道防护是以爆破中心为圆心的直径20m圆，由直径10cm、深度4m、间距20cm的孔洞组合构成；第二道防护是以爆破中心为圆心的直径40m圆，设置的吸能系统相似，但是设置的孔洞要对应第一道防护墙的非孔洞区；之后在路基区域上设置爆破装置。需要注意的是，对于软土稠度较大的区域，可以先爆破再填土作业，反之则需要先填土作业再爆破。

4.3 管桩法的使用方法

管桩法的使用，要根据市政道路软基加固工作的自身环境和软土层的覆盖范围确定管桩布设的位置。通常会按照该施工路线的延伸线在中心线上设置警示标识，之后按照该道路的实际宽度，分析是否需要沿着该道路从道路中心线向两旁扩展设置管桩，要求需要埋设管桩时做好标识，在桩体定位并预埋之后，采用桩体压入装置完成施工任务[4]。

5 结论

综上所述，市政道路软基加固工作中常用的方法包括管桩法、强夯法和换填法，实际的施工阶段要通过分析和探测施工区域，研究当前该项工作可以采用的施工方法。另外，后续工作中也要详细分析各项工作的落实方法，让选择的方法可以被合理实施。