市政道路工程软土地基沉降加固技术分析

顾凌军

1.浙江安吉广和建设有限公司 浙江 湖州 313300

2.安吉县城市建设发展有限公司 浙江 湖州 313300

在城市道路建设中，软土路基强度不足是一个非常普遍的问题，严重影响着城市道路建设的质量。市政道路是城市建设的重要组成部分，为此，应采取相应的技术手段，在工程建设中加以处理。在市政工程建设中，必须加强对道路工程中各环节的管理，以确保质量满足有关工程的需要。针对这一问题，文章就有关处理过程作了较为详尽的阐述，以供同类工程借鉴。

1 市政道路中软基的特点以及危害

1.1 特点

为城市道路建设的顺利开展提供理论依据和技术支撑，同时加强对城市道路建设过程中的质量控制，需要重点关注市政道路工程中软土路基的处理方法，以减少城市道路建设过程中出现的各种不良后果。现阶段市政道路软土路基的特点主要表现出以下几点：

第一，城市道路软土地基表现出很高的流变特性。城市道路因其运营年限长，交通流量大，部分软土地基在长期荷载的影响下将发生沉降，使得道路的服务年限持续降低，而且道路变形情况也会逐渐加剧。同时，因在初期建设时，对路基处理方法的选用不够科学，未能达到固化的目的，造成路基在运营时可能会大量渗水，特别是当道路碾压太大的时候，甚至有可能发生道路坍塌，从而影响到行车的安全性。

第二，由于软土路基内部存在大量的气体，导致路基的可压缩程度高、剪切强度差，加之路基内部水分含量高，路基的抗压能力会因外部压力的改变而逐步降低，并伴随着路基局部的变形而产生沉降。从城市道路软土地基的特性中，我们可以看到，在没有对其进行有效的强化情况下，路面很可能会发生下沉乃至坍塌[1]。

第三，软土路基水分含量很高。相对于传统的地基，由于其具有更高的水分含量，当水分含量超过了一定的临界点时，路基的稳定性就会下降。另外，由于软土中含有较多的泥沙，在吸附大气中的水分后，会产生较大的孔隙，从而影响到道路的整体性能与稳定。而在城市道路建设过程中，若路面位于降雨密集区域，且大气中含有大量的水分，则还会进一步增加路基加固的难度。

1.2 危害

在市政道路工程中，由于软土地基的存在，会导致道路在使用中出现明显的病害，例如在道路的使用过程中会发生侧向滑动、边坡土体逐渐隆起、差异沉降等情况，从而给行车安全造成严重影响。造成该现象的主要原因一是受地基变形及地下水压力等因素的作用，沥青混凝土路面在后期服役过程中极易发生沉降，造成后期养护维修困难，进而影响到道路的安全运营。二是在软土地基的建设中，若选择不当的加固工艺，将难以完全保障道路建设的质量，且在以后的运营中，公路的变形和沉降将更加剧烈，长期受大型汽车的冲击作用将会使路基发生坍塌、大范围变形等病害，给道路安全运行带来更大的风险[2]。

2 软基加固施工技术应用的前提

2.1 一体化原则

市政道路施工应当是一体化的，从原理上讲软土并不适合用作道路施工的材料，然而伴随着科技的进步，更多施工技术得到创新，突破其物理特性的限制，比如软土加固技术，使原本不适合于道路施工的软土也可以被运用到道路施工之中，软土加固技术是通过物理手段对软土本身的物理性质进行改造，如今这种技术在生产和生活中得到普遍的运用。道路施工的一体化，要求施工者遵守道路施工的要求，保障施工质量。因此，在施工时不能以片面的概念来进行施工，而是要保证其道路的统一性。此外，一体化的原则，另一个优点就是，可以解决当前土地资源短缺的问题。由于硬土资源的广泛扩散，导致软土不得不承担起施工材料的责任，但由于其物理性质的限制，必须采用现代化施工技术来将其转化为硬土，因此软硬土搭配使用，不仅可以节省土地资源，还可以节省施工投资，可谓一举多得。

2.2 考虑实际情况

并非是每一种市政道路施工都适用于使用软基加固技术改良后的软土作为路基，施工者必须在项目策划书的基础上加以综合考虑。此外，当前的软基加固技术的发展还存在着一定的局限，并不一定能够达到市政道路施工的要求，即便达到了施工的要求，该技术还是要消耗更多的人力、物力、财力，在投资中所占的比重也会更大，因此施工者必须对实际的施工情况进行全面的分析，并按照项目规划书中的资金投入条件、实际情况来对施工材料和施工计划进行调整。为了在施工之前减少困难和损失，需要施工者在施工之前，多花费一些时间，对施工中的实际施工条件与计划书中的差异进行分析，并按照合同管理规定与委托方进行谈判修改。比如，在一个缺水的区域，要考虑到道路施工是否需要大量的水、施工用水如何保障、是否需要向当地政府提出申请等问题[3]。

2.3 实地考察

在修建市政道路之前，施工者要进行现场调查，由于地域特点的差异，很有可能会引起施工材料和进度的变化，进而影响对软土加固技术的选择与使用。比如，在周围的土壤比较松散的条件下，由于自身的土壤环境比较松散，所以对软土加固技术的投资会比较大。在易水土流失区域，采用软土加固技术，不仅要耗费大量的财力，还要时刻防患于未然，因此在承包商和施工方签订的合约中，都要对可能出现的情况做出一个大致的预估，预估的能力是每一位施工者都要具备的一项技能。因此，这就需要施工人员提前做好充分的准备，以免造成人力物力和财力上的巨大浪费[4]。

3 市政道路施工中软基加固技术的具体应用

3.1 表层软基加固技术

在具体的市政道路工程施工中，有关的施工人员要根据具体的施工条件，选用合适的技术方案，有目的地处理好软土地基所带来的各种问题，以达到市政道路的建设需求，提升整个工程的质量。在多数市政道路工程软土路基及处理中，会使用表层软基加固技术进行软土路基处理。在实际的施工中，有关施工人员要通过相关方法来减少软土中的水分含量，比如可以建立起几条固定的沟渠，以此方式加速将软土中的水分排出，保障沟渠的深度要控制在50～90 cm之间，具体规格要根据实际情况来精确地设定，从而提升表层软基加固技术的使用效果。同时，还可以选取适当的地点开挖几口较深的沉降井，以达到减少软土地基含水量的目的，并注意要与地下渗流相结合，使地表软粘土地基的强化施工技术得到最大程度的发挥。另外，还可以使用表土加固换填方法，将软基表面的土层挖去，用灰土、砂或砂石等回填，并经过分层夯实，从而达到增加地基承载力的目的。在市政道路建设中，通过对软土地基的合理应用，可以有效地改善路基的稳定性，达到市政道路建设的需要。有关工作人员要在整个施工过程中，对其进行全程监管，以确保软土地基加固技术的顺利进行[5]。

3.2 水泥搅拌桩施工技术

水泥搅拌桩施工技术同样属于一种常用的软基加固技术，它适用于对埋深较深的软土进行处理，其主要是以水泥为固化剂，使用搅拌机械将水泥混合物与软基土进行强行搅拌，在其凝固后软土路基与桩间土共同形成复合地基。该方法是一种新型的软土路基的加固设计方法，在施工之前必须对钻孔的尺寸及深度进行实测，以保证其能够完全填充钻孔，满足要求的承载能力，并且在混合料的搅拌中，要对搅拌速度、搅拌时间进行适当的调节。若不能充分地进行搅拌，则会导致浆液的均匀度及品质得不到保障，从而对桩身的稳定及承载能力产生较大的影响。

3.3 排水处理法

排水处理方法可以解决软基中含水率和孔隙比较大的问题，从而获得良好的软土路基处理效果。对于含水率较大但土质较好的软基，可采用表层排水法进行有效的处理。在进行施工时，首先在路基的两边挖出一定深度的排水沟，然后采用透水性能较好的碎石回填到沟中形成盲沟，从而迅速将基础中的地表水清除干净，增强土层的坚固性，进而提升路基的承载能力。针对含粉砂、冲填土等含粘稠、杂填土的地基，常使用塑料垫层进行地基加固，可显著降低地基的固结周期。目前在工程中采用的塑料排水板种类比较多，有波浪型、口琴型等，应根据具体的工程条件来选用，才能保证工程的顺利进行。在具体的施工中，将塑料板嵌入到软基中，然后利用上部的预压载荷作用将软基中的水排出，并设置塑料的排水管加速排水施工，能够加速软基的固结，从而能够有效的满足软基加固施工的要求[6]。

3.4 预应力管桩加固技术

科学使用预应力管桩加固技术，首先要对加固区域展开详细的勘察和分析，要清楚地知道加固的目标和需求，还要根据具体的条件来进行设计，从而决定对其进行加固的数量和位置。在预应力管桩加固的前期工作中，要对施工现场采集地质数据进行整理，对现场的安全性、施工设施进行全面的检测，并按照工程设计及技术规范，做好各类管线的迁移及调试工作，以确保工程的正常进行。在制作预制管桩和锚具的时候，必须按照施工设计的规定和规范来进行作业，同时还要对管桩和锚具的品质进行检验，以保证它们的强度和其它性能都能够满足施工的要求。为了确保管桩的强度与稳定，需要保障在安装过程中避免出现磕碰，在工程建设中，必须严格按照市政道路工程的建设要求进行施工，以防止工程建设中发生的安全事故[7]。

3.5 强夯法加固技术

强夯法加固技术具有造价低廉、适用面广的特点，它的原理是利用吊车等起重装备，将重型夯锤提升到一定的高度让它掉落下来，然后以自由落体的方式撞击被加固的软土路基，利用它所造成的巨大冲击力，将土壤中的空气和水分排除，从而实现对土壤进行挤压。此方法加固质量受软土的沉渣厚度、沉渣重量、沉渣间距及软土层的排水状况等因素影响。这种方法的实施步骤比较简便，但是它也有缺点。

第一，它的设备体积和重量都很大，在场地和场地之间的交通工具都很昂贵，所以要想利用这种方式，必须要有充足的工作量来降低交通工具的成本；第二，由于机械难以在山间移动，所以采用这种方式之前，需要确认工地的交通状况；第三，由于振动冲击引起的振动会对周边环境造成很大的冲击，因此需要在工程开始之前做好隔离和缓冲工作，调节振动冲击能量，制定出一套科学的施工计划，从而保证工程的正常进行[8]。

3.6 加固合成材料

(1)在对市政道路的软土地基等不利的地质情况进行改进时，施工方也可应采用复合材料对软土地基进行强化。总体而言，处理市政道路软土问题的重点是如何有效地控制地基加固的质量，对此在市政道路施工中，可合理地选用复合填料进行治理。在采用复合材料之前，工程经理要安排专门的工作人员对软土的内部特性进行合理的调查，借助专业检测仪器测出数据，并对周围软土的资料进行及时的整理。

(2)在使用复合增强剂的过程中，工人们要注意到软土中的特殊震动状况，并将专用的仪器和复合增强剂结合起来，利用复合增强剂的震动频率，通过这种方式，可以有效的提升软土地基的使用品质，增强加固的效果。

(3)在进行复合材料治理之前，施工人员需要在适当的时机，确定本工程的建设所处的环境特点，并注意施工地点的特殊条件，通过对各种影响因子的合理调控，来提高对软基的强化作用[9]。

3.7 换填加固

引起软土地基使用问题的根本因素是由于市政道路地基承载力低，硬度差，因此可以采用换填式强化技术来处理这种地基固有的问题。首先，采用机械和手工两种方法，将软土地基的表层进行科学地开挖，然后把事先选择好的优质换填物放置到相应的土层中，然后对其进行分层压实，已达到提高软土路基强度的目的。在采用换填技术时，应对换填材料的品质进行检查，并对碎石、砂砾等物质的内在特性进行检查，在采用时能够保证道路的施工质量。当采用换填加固方式的时候，施工人员需要对路基的强度进行检测，出现问题后及时对软土路基的内部结构进行改造，从而保障市政道路工程软土路基的整体承载力处于良好水平，解决当前软土路基在实际应用中可能出现的问题[10]。

4 结语

在对市政道路软地基进行处理的过程中，有关的施工人员要根据具体的条件，选用适当的处理方式，贯彻精细的工作思路，保证相应的施工工艺能够被科学性地执行，从而可以将软地基对市政道路工程建设所造成的不良影响降至最低。此外，还要加强现场的品质控制，对各个施工步骤进行科学地安排，从而可以更好地提升整个施工过程的效率，达到延长市政道路使用年限的目的。