谈市政道路施工中软基加固技术

尹伟

摘 要：软土地质自身缺陷较大，对市政道路的路基施工形成了很大的干扰。其承载力差、触变性、流变性以及抗剪强度低的特性会造成路基质量差。当施工路段上存在软土地质时，必须根据软土的类型、特性等采取科学的处理方法来对其实现有效的加固。本文比较全面地分析了软土地质加固技术，并结合实际案例讲解其在工程实践中的应用。

关键词：市政道路;软土地基;加固技术

中图分类号：U416.1 文献标识码：A

0 引言

市政道路施工要求地基具有承载力高、稳定性好、抗剪切破坏性能优异等一系列特点，而软土地基在以上各个方面都存在很大缺陷，非常不利于市政道路路基施工的质量控制。在工程实践中通常要采用换填法、加筋法、灌浆法等技术措施来加固软土地质，使其符合道路路基施工的要求。

1 软土地基对市政道路工程的负面影响

第一，高孔隙比和高含水量。软土从物理结构上看具有孔隙比高的特点，这一参数可反映出软土地基的密实程度，数值越高代表其越是疏松，越容易收集水分，因而这种地质大多含有较高的水分，主要分布在河流、湖泊以及富含地下水的区域。并且高孔隙比和高含水量的特点还在很大程度上改变了土质的性能，导致其不满足工程建设的需求。

第二，压缩性大。在市政道路工程的路基施工中，出现频率较高的一种质量缺陷是地基的不均匀沉降，由此带来的问题是市政道路的路基、路面容易出现开裂和沉陷，其使用寿命较短且维护成本高昂。软土地基具有压缩性大的特点，作为市政道路的路基，这一特性可能会转变为沉降期长、沉降量大、沉降不均匀等一系列不利因素。并且车辆的载荷作用会进一步加剧软土路基的沉降，质量难以保障。

第三，触变性和流变性。市政道路的路基施工要求地基具有良好的可塑性，而软土地质主要为软弱黏土、粉土、淤泥质土壤以及泥炭土，其中淤泥质土壤和泥炭土呈现出比较明显的流变性，而所有的软土地质在外力或者载荷的作用下都会发生较大程度的变形，不利于地基的成型。道路施工过程中会进行路基夯实、碾压等操作，这种流变性和触变性的地质特点将严重制約大型机械设备的应用。

第四，抗剪强度低。根据大量的统计事实，市政道路工程以及其他各种建筑物的地基损坏大多为剪切破坏，市政道路路基的抗剪强度对其稳定性具有非常大的影响，软土地质的抵抗剪强度也会降低市政道路路基的性能[1]。

2 软土地基加固方法

（1）换填法。当软土地基的厚度比较浅、范围比较小时，可直接将软土层开挖至一定的深度，然后使用适宜的材料（常用矿渣、级配碎石、素土、片石）填充在开挖的位置。1）挖出一定厚度的软土层。这一施工程序类似于鱼塘清淤，当软土层的厚度低于2 m时，可直接使用挖掘机等机械设备将其开挖至预定的深度，利用车辆将这些淤泥运送到其他位置，如果软土层的厚度较大（超过2 m），可采用由端部向中央分层挖除的方法来处理;2）分层换填。在开展换填施工之前需严格检查基底的宽度、高层以及平整度等是否满足工程需要，填筑的宽度要比市政道路路基的设计宽度略大，两侧各延展50 cm，填筑的厚度也要有所控制，厚度过大将会造成路基标高超出规定范围，为了避免这一情况，采用分层填筑、分层夯实碾压的作业方法[2]。

（2）灌浆法。这种施工技术在路基软土地质的施工中具有广泛应用，具体可分为三个核心步骤。1）钻孔。注浆之前要先在相关的作业区域内制作出专门的注浆孔，可采用螺旋钻或者回转式钻机来完成这一工序，前者适合厚度较浅的软土地基，后者适用于厚度较大的软土层。钻孔时还要注意控制好孔径的大小，总体上不宜过大，否则容易产生冒浆的问题。通常将其控制在75～110 mm的范围之内。2）制浆。按照科学的配比控制好水泥、添加剂以及级配碎石之间的比例，利用自动化程度较高的拌和站来准确地称量每一种原材料的质量，在浆料运输的过程中要控制好时间，尽可能缩短运输的时长，防止其离析。3）注浆。在注浆泵的作用下通过预先设置的管路系统将浆料填充到钻孔中，孔口形成封闭效果，注浆可采用自上而下或者自下而上的方式。总体而言，自下而上的方式运用更多。

（3）加筋法。软土地质的主要缺陷在于抗拉强度差、易变形、承载力差等，在工程实践中还经常在软土地质中设置土工格栅、碎石桩等可显著提高其抗拉性能和承载力的加筋材料。由于加筋材料具有多种类型，具体的施工方法也因此而存在差异，以土工格栅为例，其刚度、抗拉强度等都远远强于普通的土壤层，将其置于软土层时可有效提高承载力和稳定性。在施工时先将场地平整好，如果施工区域存在积水，也要清理掉。场平之后将10 cm厚度的砂垫层铺设在上部，然后再将土工格栅按照设计好的形式铺设在地基上。在保持足够松紧度的情况下检查其表面是否存在碎石、硬块等容易造成破坏的异物，及时清理掉[3]。

（4）堆载预压法。水力冲击所形成的充填土以及含水量大的淤泥质土壤应该采用先排水后固结的方法，堆载预压法是其中的典型代表。平整场地、测量高程之后在软土地基上层铺设土工膜，然后按照计算好的载荷在土工膜上方堆载一定厚度的土、砂、石料。软土层中事先已经布设了塑料排水板，上方载荷的作用使软土层中的水分从这些排水板中流出，并且土层逐渐沉降下来，其强度、承载力也将大幅提升[4]。施工人员要根据沉降观测桩分析软土层固结的效果，当其不再发生沉降之后，即可判断载荷作用达到极限。为了提升固结效果，还可采用超载预压的技术，原理上基本一致。

（5）真空预压法。实际上这种方法与堆载预压排水固结法在原理上具有很大的相似性，二者均属于排水固结法这一大类。这种加固技术的原理是事先在软土地基中埋设好竖向的排水板，在软土地基的表层铺设一层水平的排水砂垫层。将聚乙烯材料制成的塑料薄膜铺设在砂垫层上方，做好四周的密闭处理。软土地基中提前埋设了管道，在抽真空装置的作用下将软土层内的空气排出来，并形成负压[5]。此时大气压力会在软土层上产生强大的压强，进而借助其挤压作用将软土地基中的水分从排水通道中大量排出，原本的软土层在水分流失之后会逐渐固结和沉降，承载力、抗剪强度等都会大幅度的提升，达到市政道路路基施工的要求。在具体实施的过程中一定要加强密封沟的控制，密封不严密时会造成抽真空失效。

（6）强夯置换法。在处理塑形变形大的软弱黏土或者粉土时可采用强夯置换法，施工时遵循以下步骤。1）使用推土机、装载机等施工机械将施工区域的软土层平整均匀，由于强夯法使用重锤夯击地面，直接作用于软土层时容易产生粘黏的问题，因而可在软土路基的表层铺设一层砂石层，作为重锤施工的夯击点，其厚度可控制在1～2 m的范围;2）由于强夯置换法使用的重锤的体积和重量都非常大，在施工之前要根据路基的宽度设置好夯击点的具体位置，为了有效判断夯击的程度，在施工前还要测量出场地的高层，作为后续对比的依据;3）待机械设备准备就绪，前期的基础测量完成作业后，计算好重锤提升的高度以及锤击地面上产生的能量，按照事先设计的点位逐步完成夯实置换，确保夯击次数达到设计要求;4）强夯置换法实际上是在路基上形成了一系列强度极大的墩体，当设计的夯击点完成施工后再将场地推平，以低于强夯时的能量满夯，控制好标高[6]。

3 软土地基加固技术工程应用

（1）工程概况。某城市主干道设计全长为1 663.84 m，设计最高车速为每小时50 km，路幅为三幅，宽度达到了50 m。该项目在地质勘察阶段发现部分路段由于地势比较低洼，在降雨后会产生非常多的积水，长期的浸泡导致这一路段的含水量非常大，形成了软土地质，以淤泥质的软土基为主。经严格的地质勘察，获得基础的地质数据，具体可参考表1。

（2）加固措施。该项目的不良地质范围较小，仅仅为低洼路段，因此，主要采用换填法来处理，整体的施工思路是先清除软土地质路段的淤泥，然后综合运用改良土、片石以及土工格栅等措施来填筑开挖后的区域，具体施工步骤如下。

第一，排水清淤。使用水泵将积聚在低洼路段上的水清理出来，然后利用挖掘机开挖软土地质，由于表层为淤泥，开挖时要将淤泥层完全清理出来，直至漏出深层的不含淤泥的土体，测量好高程。第二，填筑片石。该项目在施工中采用直径不低于300 mm、抗压强度不低于35 MPa的片石来填筑软土地基路段，机械车辆將片石卸料在现场，然后利用推土机将其推平，为确保片石的压实度，使用振动压路机处理片石。整个填筑过程分层实施，每填筑一层就使用压路机先处理一遍，然后再借助填筑上层的片石，每一层的厚度控制在50 cm以下。第三，换填改良土。该项目中使用的改良土为粗粒土、黏土以及石灰搅拌而成的混合物，与片石一起填筑，作为填充片石的材料。同样按照分层填筑和压实的方法来处理。

4 结束语

市政道路施工中对路基的地质条件具有较高的要求，地基要具有沉降稳定、承载力高、抗剪强度高等一系列优点，而软土地质在这些性能上都具有很大的缺陷。在工程实践中要依据软土地质的特点采用有效的加固措施来提升其性能指标，使其满足路基施工的技术要求，典型的如加筋法、换填法等。

参考文献

[1]张赟.市政道路工程软土地基处理技术措施分析[J].环球市场，2017（24）：5.

[2]朱永华.市政公路工程软土地基处理技术研究[J].工程技术（文摘版），2016（4）：20.

[3]刘佳.市政道路软土地基处理方案比较与应用[J].河南建材，2017（4）：198-199.

[4]张宽.分析市政道路软土地基的常用施工技术[J].电子乐园，2019（12）：392.

[5]吴勇晴.浅谈市政道路软土地基处理技术与应用[J].江西建材，2014（23）：151.

[6]宋成礼.市政道路工程软土地基处理技术措施分析[J].商品与质量，2017（22）：131.