软土路基的市政道路施工技术分析

卢义琴

（池州建设投资集团有限公司，安徽池州247000）

0 引言

市政道路是我国重要的基础设施，在推动社会运输生产方面发挥着关键作用。但受软土路基因素的影响，导致市政道路在投入运营后，出现种种病害问题，不仅严重影响司机行车舒适度，严重时还可能引发交通安全事故。因此，必须加强对软土地基市政道路施工技术分析，有效解决软土路基问题，提高市政道路使用寿命。

1 软土路基特征

1.1 含水量大

软土路基有着比较高的含水量，且土质孔隙比较大，通常情况下，软土路基含水量在35%～70% 范围内，孔隙比范围为1～2e。

1.2 抗剪强度较弱

从土工试验结果来看，在我国，软土路基抗剪强度通常在20kPa 以内，有效内摩擦角也相对较小，具体范围在25～35o。对正常固结软土层而言，随着深度的提升，不排水抗剪强度也会变大，因此需要通过采取有效措施，提升软土层固结速率，更有利于软土路基强度增强。

1.3 渗透性相抵较弱

从具体数值来看，软土路基渗透系数范围在1×10-6～1×10-8cm/s 范围内，整体相对较弱。

1.4 流变性相对较为显著

软土路基受荷载作用的影响，本身承受的受剪应力也在变大，因此会逐渐出现剪切变形，同时还会致使出现软土路基抗剪强度衰减问题。因此，在完成主固结沉降后，软土路基还可能继续发生次固结沉降的问题，有着明显流动性[1]。

1.5 具有各向异性特点

从整体来看，尽管软土路基的结构较为软弱，但软土路基在形成过程中，本身需要一定时间的累积，形成了不同层次的软土路基结构。每一层软土路基结构均存在一定的差异性，这种差异性在地质条件方面体现较为明显。不同层软土结构形成，花费的时间不同，因此形成的土质结构也有所差异。从横向层面来看，软土路基结构处于同一层，具有同性特点，但从竖向层面来看，则存在明显差异。因此软土路基整体结构具有明显的各向异性特征。

2 软土地区市政道路路基常见病害及成因分析

2.1 路基承载力不足

软土路基的土层比较软弱，因此很难承受较强的荷载，容易出现失稳、滑移问题，尤其是在沿海地区，土质层较厚，土质较软，地基的含水率大，压缩性高，整体强度软弱。在实际开展市政道路施工过程中，如果不对上述问题进行改善，将会严重削弱路基承载力，导致市政道路出现各种病害问题，比如软弱路基边坡因为承载力不足，在车辆荷载作用下，会出现失稳问题，导致边坡滑动，随着时间的推移，政道路路基将会出现严重的变形，严重影响行车安全。

2.2 新旧路基拼宽处理不当

一些市政道路运行多年，路基处于老化状态，在经过长时间的沉降后，土体固结早已结束，此时如果选择进行路基拼接施工，新拼接的部分，将会出现新的沉降，这种沉降与老旧路基沉降存在明显差异性，尤其是在新老路基拼接处，这种差异性表现更加明显，导致市政道路内部应力失去平衡，从而在新老路基拼接位置处，发生较强的应力释放，导致路面发生开裂问题[2]。这一问题在后续进行道路维护方面解决难度较大，尤其是对市政道路而言，在早期的施工建设过程中，周边配套基础设施也随之建设完成，因此如果重新进行修复，需要带来非常大的施工变动，不仅增加整体修复施工成本，还会严重影响市政道路建设效率。

2.3 桥头跳车

在软土市政道路桥梁衔接位置处，经常出现桥头跳车病害问题。究其原因在于，市政道路路基相对较为“柔性”，而桥梁结构主要是以混凝土与钢结构组成，整体表现较为“刚性”，因此在两者连接处，缩胀性会有所不同，再加上两者组成的材料各不相同，因此很容易出现不均匀沉降，形成错台。当市政道路路基和桥台出现较高的错台高度时，很容易影响车辆正常行驶，导致车辆出现跳跃和冲击现象，不仅会对行车舒适性造成严重影响，严重时还会引发交通安全事故。

2.4 路基不均匀沉降

市政道路建设与普通道路建设有所不同，在路基范围内，会存在一些地下管线措施，比如各种地下管线、管道、沉井等，上述这些构筑物通常局部埋深比较浅，且位置分布不规律，带有一定的随机性，为避免这些基础设施遭受损坏，会采用混凝土包管方式加以保护，这种保护措施会增加道路路基的局部强度，从而导致道路路基整体性强度不均，还会导致道路路面高度不平，甚至存在明显的高差，同样会影响司机驾车体验，严重时还会引发交通事故。

3 市政道路中软土路基施工技术

3.1 强夯施工技术

强夯施工技术是市政道路软土路基常见的加固技术，针对加固深度的不同，夯击能选择也有所差异，如果加固深度在6～7m，建议单位夯击能控制在2000kN.m/m2左右。

在夯锤选择方面，可采用图1所示的夯锤，该夯锤底面呈圆形，直径为2.3m，锤底静压力值47.5kPa，能够有效满足规范要求。在锤击点布设方面，如果路基地下水位较高，夯坑底部存在很多积水，应先做好排水措施，降低地下水位，然后，再进行场地平整，并通过吊机吊起夯锤进行夯击加固。先要将夯锤调至夯击能确定位置，随后夯锤脱钩，自行下落，利用重力完成夯击。在夯击前，应事先做好夯点设置，以保证夯击的准确性。在完成初次夯击后，需要在推土机的帮助下，填平夯坑，并对场地标高进行测量，随后，再进行新一轮夯击。此时夯击可采用低能量满夯方式，保证夯击充分全面。

图1 强夯法夯锤示意图

在夯击达到施工要求后，再进行场地整平。在夯击时，不同夯击点间距控制在3.5m 左右，注意采用跳夯方式，可提高夯击的均匀性，防止路基局部出现隆起问题。同时还应注意，加强夯击间隔控制，两次夯击时间间隔不宜过久。一般在完成第一次夯击后，结合实际施工经验，路床顶标高会下降0.5～1m 左右，然后及时做好场地平整，紧接着实第二次夯击。此时夯击注意更换夯锤，可采用低能量小夯锤，并结合实际，增加满夯次数，有利于提高路基夯击加固质量。此外，还应合理选择路基夯击加固施工的换填料。在夯击作用下，填料会成为路基一部分，因此注意选择的填料不宜过于软弱，应采用有棱角的石块，禁止采用淤泥或一些易膨胀的材料作为填料，否则会严重影响路基的强度。在采用石块材料时，注意不得选用盐化岩石石块，同时还要控制好石块的粒径，不得超出500mm。在路床填料方面，填料粒径应控制在100mm以内。

3.2 钉型水泥搅拌桩水泥土双向搅拌处理

在市政道路路基加固施工的过程中，也可以采用钉型双向水泥搅拌桩施工技术，该加固施工技术上部采用了扩大头桩，桩径高达1m，下部桩径为0.5m。在桩位布置方面，可采用等边三角形布置方式。在桩顶位置，应设置碎石垫层，通过这种垫层的设置，有利于路基均匀受力，避免市政道路路基出现不均匀沉降问题。在路基内，设置双向塑料土工格栅。在实际施工过程中，首先完成搅拌机安装，然后即可进行喷浆施工，在这一过程中，注意做好钻机的提升控制，配合完成搅拌施工。最后再伸展叶片，切土下沉，进行提升搅拌，如此循环往复，完成整个水泥搅拌桩施工。水泥搅拌桩采用的材料为普通硅酸盐水泥，水泥等级为42.5R。同时还应加强水灰比控制为1∶0.55。桩体强度要求在1MPa 以上，单桩承载力在140kN 以上。复合地基承载力在120kPa 以上。在完成搅拌桩施工后，注意将桩头凿除。同时在桩顶与路床间，先铺设碎石垫层。在这一过程中，注意加强碎石粒径控制，一般粒径＜20mm，同时注意控制好铺设厚度，一般不得＞50cm。在铺设土工格栅时，可采用钢塑复合双向土工格栅，更有利于提高路基的强度。水泥搅拌桩适合采用饮用水作为施工材料，如果实际施工条件不允许，无法采用饮用水，为保障施工质量，注意加强水质检查，尤其是要控制硫酸盐含量指标，一般每升水硫酸盐含量不得＞2600mg。除此之外，还应注意，钉型水泥双向搅拌桩土体搅拌对成桩质量有着非常大的影响，因此在实际施工时，针对桩底部关键位置，还应注重搅拌施工的落实，并加强搅拌转速控制，一般控制在25r/min 左右。在传统施工工艺过程中，在搅拌提升时，可以关闭送浆泵，即只搅拌，不喷浆，即“两搅一喷”，但遇到一些特殊的软土地质，比如土质比较软弱，采用上述施工方式很容易造成喷浆嘴堵塞，因此可以选择改进钉型双向水泥搅拌桩的工艺，采用“两搅两喷”方式，可有效解决浆液堵塞问题，提高成桩质量，保证路基土体加固效果。

3.3 高压旋喷桩地基加固技术

在以往进行市政道路路基加固施工时，采用的高压旋喷桩以单重管旋喷为主，但如今针对高压旋喷桩地基加固技术的应用，多采用双重管旋喷施工工艺。相较于传统单重管旋喷，双重管进行旋喷在高压泥浆泵等高压喷射装置的帮助下，可显著提高浆液的喷射压力，一般泥浆喷射压力可高达20MPa 以上，与此同时，从外喷嘴中，做好将压缩后的空气喷出[3]，如此一来，在高压浆液流和压缩气流双重作用下，通过一边旋转，一边喷浆，最终可显著提高成桩质量，增强地基的加固效果。在市政道路工程路基加固中应用高压旋喷桩施工技术，注意先开展施工试桩工作，要求试桩数量在5 根以上。

同时采用开挖检查的方式，做好施工孔数的检验，在这一过程中，应加强检验点数量控制，一般不低于施工孔数的5%。在施工过程中，还应注意做好高压旋喷桩布设工作，可采用三角形布设方式。针对高压旋喷桩喷射的浆液，可采用普通硅酸盐水泥，水灰比控制在1∶1.05。

与此同时，水泥浆压力控制在22～25MPa 范围内。在进行旋喷施工时，还应注意控制好钻杆提升的速度，通常提升高度为150mm/min。在实际进行旋喷施工过程，一旦发现压力异常下降，或者周边泥土发生了冒浆现象，应及时停止施工，找出问题原因所在，避免影响整体施工质量。另外，由于在采用高压旋喷桩施工工艺时，通常设置的喷射直径相对较大，喷射压力也非常高，因此在软土路基内部，将会产生较大的瞬时压力，为避免这种压力对路基内周围管线造成破坏影响，在正式开展施工前，应提前做好地下管线调查工作，尤其是要详细了解市政道路路基范围相关的地下管线位置分布信息，从而在施工前，提前做好设计规范，绕开地下管线。还可以采用跳打的方式，降低高压旋喷施工对地下管线带来的影响。如果施工区域临近河道、基坑，在实际施工过程中，很容易出现冒浆问题。因此，需要提前做好地质勘查工作，并做好地下排水施工，有效降低孔隙水压力，然后再进行路基加固施工，从而更好地保证整体路基加固施工质量。

除此之外，在市政道路路基加固施工中，采用高压旋喷桩施工技术，还应考虑到污水管、雨水管问题，由于上述两种管道埋深通常比较深，尤其是对污水管而言，本身还是重力流管，平均埋深在0.8～5m 不等[4]，因此在进行高压旋喷桩施工时，还应考虑加强施工时序的控制。一般情况下，若先进行雨污水管埋设施工，那么在管道所在区域内，将无法进行深度地基加固处理，为有效解决这一问题，在市政道路工程路基加固区域中，针对管道所在区域，可以先进行空喷施工处理，即先采用其中一个喷管进行空喷，只喷气，不喷浆液，待标高达到雨污水管底时，再进行喷浆施工。

与此同时，面对局部浆液冒出超过管底标高的情况，可以先采用人工或者机械施工方式，挖除超出标高的部分，再开展管道地基施工。除此之外，还应注意严格按照相关给排水构筑物和管道规范做好科学合理规范回填压实处理，从而有效确保沟槽与市政道路软基处理区域路基沉降均匀一致性，避免后续出现严重病害问题。

4 结语

在市政道路施工过程中，针对软土路基的处理非常关键，否则很容易引起各种道路病害问题，严重影响市政道路使用寿命。基于此，必须要在深刻认识到软土路基特点与危害的基础上，加强对软土路基加固施工技术的实践应用，有效解决相应问题，提高市政道路建设质量水平。