市政道路软土地基加固技术分析

李 强 中国电建集团山东电力建设第一工程有限公司基础设施（广宇置业）公司

1 软土的工程特性

软土包括粉质土、平原粉土、沿岸淤积土、杂填土、冲水填土等。软土的工程特性主要有：①高含水量。软土含水量占土体质量的30%～65%，地基承载力下降较大。②高空隙率。软土的高孔隙率使其能够通过多个连通较差的孔隙来储水，但由于连通的孔隙几乎不存在，大孔隙的特性并不能提高其透水性。③高压缩性。由于孔隙水饱和度大，使得软土的液体极限增大，从而导致软土的可压缩体积和可压缩性。④低密度。由于存在大量的孔隙和水分，土壤的密度明显低于一般土壤。⑤低透水性。在软土中，大量封闭半连通的孔隙和过多的有机物质造成的气泡孔进一步占据了孔隙体积，降低了渗透性。

2 市政道路工程软土地基的工程问题

由于软土的工程特性，如高含水量、高空隙率、高压缩性、低密度和低透水性，软土的初始结构不如其他正常条件下的土壤基础，这就增加了施工难度和完成项目留下安全隐患。软土地基的工程问题主要表现在。

2.1 稳定性差

由于高含水量和低渗透率，软土在状态类似于浸泡在水里，容易在车辆荷载的长期影响下逐步下沉，如果不均匀沉降会直接导致路面结构的底部裂缝成水，地下水，造成行车荷载的反复作用下抽泥泵，直接破坏路面结构，大大削弱了强度和承载能力，带来安全风险和经济损失[1]。

2.2 承载力弱

在重载车辆的作用下，由于无法承受大载荷，整个路基可能产生侧滑或隆起，容易变形；如果桥梁建在软土地基上，桥墩的巨大荷载会导致桥梁垮塌。因此，市政道路工程软土地基处理的核心是改善土质，解决稳定性不足、承载力低的缺陷，以保证基础稳固稳定，为车辆或其他构筑物提供稳定的基础。

2.3 对于软土地基修复

在保证周围建筑物不受影响的前提下，应在软土地基周围进行开挖，以保证基础修复工作的高效进行，这在一定程度上阻碍了道路交通。因此，维修项目时间紧迫，不能很好地制定维修工作的一系列计划。由于前期准备工作不到位，软土地基稳定性差、承载力差等问题未能得到有效解决，给后期修复工作带来了一定的困难。因此，路面后期需要进行两次修复，更加严重地阻碍了人们的交通出行，形成了恶性循环[2]。

3 市政道路工程软土地基处理技术

市政道路工程软土地基的处理主要有水泥搅拌桩加固法、高压旋喷注浆桩法、喷粉搅拌桩法、换土法、砂垫层法等。

3.1 水泥搅拌桩加固方法

钢筋水泥搅拌桩法作为一种常见的软土地基处理技术,是利用水泥搅拌桩机作为固化剂软土地基,完全混合与软土与水泥生产特定的物理和化学反应,包括水解和水化反应,水泥、水泥水化物和粘土颗粒之间的相互作用,使原本软土固结硬化,从而提高软土地基的整体强度和稳定性。在确定水泥标号和掺入比后，还需要根据市政道路所在路段的实际情况确定水泥搅拌桩的桩长、置换率、桩径和桩距。

（1）首先采用二分法计算一定置换率下的“最佳桩长”，取置换率为0.2 计算最佳桩长，然后确定不同置换率下的最佳监测。

（2）根据不同置换率下满足沉降要求的最短桩长，绘制置换率与控制沉降的水泥掺量之间的关系曲线;根据水泥搅拌桩的机械结构和施工条件所引起的桩长最大极限(一般为22m)，可绘制出限制桩长置换率与水泥掺量之间的关系曲线。当二者在同一坐标系下绘制时，交点表示水泥掺量、桩长和位移率的最优值。

3.2 高压旋喷注浆桩法

通过钻孔机的喷嘴、高压旋喷注浆桩将注入水泥浆的软土地基,并使其与原混合软土和水化等有一系列的反应,离子交换和冷凝,直接改变原始土壤的性质,提高土壤的承载力的基础。钻机的选择应根据现场的实际情况，认真确定钻机的位置，并按照规范的要求进行施工。高压旋喷注浆桩与体积小、重量轻、振动小,噪音低,和桩与水泥含量高和足够的强度接近混凝土桩,可用于高承载力的情况下要求很多市政道路的位置,但与此同时,其成本高,环境污染大的。而水泥土搅拌桩体积大、水泥含量低、强度低、造价低，适用于较好的一般路段地质条件。

3.3 粉喷搅拌桩法

采用粉末灌注桩，通过放样、搅拌、喷粉、控制钻孔深度等施工措施，在软土地基上喷粉，提高地基的强度和承载力。其优点是：（1）粉状喷淋法使固化剂颗粒更容易吸附，与软土充分接触，产生完整、高效的化学反应，使软土地基的密度达到最大；（2）喷嘴处颗粒凝固速度较快，有利于地基快速处理项目；（3）施工过程更方便，流量相对较短；（4）周边环境污染程度小，有利于后续环保工作；（5）施工前期响应速度快，后期地面沉降速度慢；土地资源利用率高。在使用该技术的过程中，应注意其适用范围。同时，应根据工程实际和规范要求，合理选择固化剂强度、钻速和喷粉压力。一般来说，钻井速度为0.8m/min～1.0m/min，提升速度为0.8m/min～1.2m/min。内钻杆转速不小于40r/min，外钻杆转速不小于70r/min。钻井时喷粉压力为0.2MPa～0.7MPa。喷粉搅拌桩施工机械如图1所示。

图1 粉喷搅拌桩的施工机械

3.4 填土方式的改变

置换法是将软土全部或部分置换为比软土强度更高、渗透性更好、稳定性更好的优质土。例如，粗粒土和砂砾土作为替代土，可以有效地避免被水浸泡。该方法可适用于软土地基较厚、粘性较强、工期较急的情况。在条件许可的情况下，可移走及更换路堤区域内的所有软土;在时间和费用有限的情况下，只能更换路基上部的软土。由于下层软土承受的应力较小，可以在一定程度上减少后期的沉降量。

4 市政道路软土地基加固技术的应用

4.1 工程概况

以某工业园区坪岔路道路工程为例，某工业园区位于北方城市某经济开发区，路线全场3km，按双向六车道进行设计，设计时速为40km/h，道路修建的标准宽度为36m，包括西行车道2.4m，人行道3.6m，车行道11m，中央分隔带2m，车行道11m，人行道3.6m，自行车道2.4m。

4.2 工程加固

本工程的沿线为河谷地带，基本走向与河沟平行，局部有一定的交叉，有丰富的地下水系，路基填放量大，软土地基处理方式主要采用抛石挤淤和砂垫层置换两种地基加固技术。

抛石压实技术主要采用沿河道河谷每隔15m左右作为现场施工的处理单元。施工材料为相对均匀的砌块，颗粒尺寸为5cm～40cm，抗压性要求严格，应在15MPa 以上。砌块的堆放应全部堆放在软基一侧进行施工。抛石过程中，应从软土地基一侧或中部开始填筑，有利于软土地基中的粉土完全挤压，提高工作效率，使建设项目顺利进行。乱石过程,需要人力和技术人员密切合作,扔掉一堆的过程中,必须严格的要求,将抛出的制服,如果扔掉的块超出了这本书的范围需要技术人员使用推土机和其他机械拆除,再次使用辊进行二次破碎,碾压混凝土的同时,添加适量的一块平整工作。一系列操作后,检查软土地基,以确保乱石达到预定高度,对铺筑的反滤层进行反复碾压,确保压实的滚动,起到了一定的铺路的作用后期工作的顺利发展。砂垫更换技术中使用的字段,字段位置铺平道路,为砂应完全统一和淤泥砂和砾石含量 3%,砾石粒径应 70毫米,如果铺平道路的过程中,巢开发砂或砂砾桩现象,应立即停止施工,砾石或小石头清理,然后将铺好的砂和砾石。

施工过程中应注意砂石铺装厚度应保持在20m～30cm。施工过程中需采取日晒或浸泡等措施，以保证砂石含水率符合铺装标准，并根据现场实际天气情况达到最佳。一般情况下，砂土含水量以8%～12%为最佳。沙基金会铺平道路的过程中,保持铺平道路的底部在相同的高度,如果砂地基的深度不均匀,要及时治疗,联合表面制成一种步骤,构建的一部分反复压实,以保证顺利后续项目。在施工过程中，应遵循先深后浅的施工原则，分阶段处理。各层接缝水平距离应保持在0.5m～1.0m，并保证充分的压实。对于无法机械压实的地方，需要人工压实，以高质量的完成工作，避免错误。市政道路工程,有一些软土地基处理技术广泛应用于建设单位,所以在市政道路软土地基处理的过程中,结合实际情况,尽可能控制投入成本,同时确保施工质量,为其他市政工程过程创造良好的条件,有利于建设效率高。

4.3 对路面交通进行合理化处理

由于市政道路软土地基的修复工作需要大量的时间，阻碍路面交通，不利于基础改造的顺利进行，因此加强路面交通的畅通势在必行。首先，招募大量的志愿者作为督导员，指导道路交通，促进道路交通，保证道路畅通。其次，开展实时路网路况管理，实时更新养护路段，保证拥堵路段的通行，有利于出行的便携性。然后，在养护路段设置路障，使标志醒目，使司机可以绕道避开早晚高峰期的交通堵塞。最后，结合相关设施和专业能力，充分参与维修工作，以知识的力量为维修工作提供有力的支持，增加自己的生活经验，为自己积累宝贵的生活经验。

5 结束语

总而言之，随着我国经济的发展和基本运输设施的改善，城市道路的建设正在加快，道路质量控制也加强。在城市道路建设方面，必须解决加强软土的问题。软地面的特点是水分高，剪切抵抗力低，压力很大。不适当的地面处理方案往往会导致重新设计、设计质量低和工作延误等问题，从而造成巨大的人力和经济损失。目前，国内外的科学家就解决城市道路松软基础问题开展了一些研究。例如，Leo Shanging 项目(城市道路项目)概述了基于软地面基础的常规做法，并通过内部模型测试，利用软地面基础进行替换后，研究了扭曲模式和沉淀因素。