软土路基的市政道路施工技术研究

冯庆 曹波 胡金

湖北硚臻建设工程有限公司 湖北 武汉 430000

引言

市政道路工程对于城市的建设与发展十分重要，是加快城市经济建设的重要措施。但在具体的施工过程中会受到各种因素影响而导致无法顺利开展，软土路基便是其中的重点难题，因此应了解软土路基的基本特点，再根据具体情况选择合适的技术进行施工，确保市政道路质量，从而推动城市的经济发展。

1 软土路基的基本特点

1.1 塑性体机应变

通常情况下，软土地基当中的某区域会存在絮状物，这便是其成为软土层的主要成分与原因，其整体结构较为稳定，若没有遭受破坏，则拥有一定的强度，但若其结构被破坏，则会出现松垮稀释的情况，周围地基也会失去稳定性，出现挤压、沉降、滑动等现象，从而导致道路无法使用，在持续的外力作用下，还可能发生形变。因此应在施工过程中对其进行剪切试验，将该软土地基的数据进行全面的分析，并根据实际情况制定针对性的方案，选择最为合适的技术方法进行施工，以提高地基的稳定性。

1.2 结构上不均匀

软土地基内部的土质硬度差，相对松软，且在同一区域内的不同土层也存在着差异，因此在实际应用的过程中也容易受到外界因素的影响而产生受力不均的情况，引发各种断层的出现，若不及时进行处理，还可能会导致整段市政道路发生坍塌，进而引起各种安全事故的发生。

1.3 抗剪强度较弱

软土地基的抗剪能力较弱，更容易出现压缩或变形的情况，最大承载强度也低于传统路段，因此极易出现路面下沉或不均的情况。其整体的稳定性与强度较差，易被外界环境因素影响而发生断层现象，因此软土路基的抗剪强度要在现场作原位试验。

1.4 透水性低

由于软土路基的透水能力差，垂直层面几乎是不透水的，对市政道路施工排水固结不利，反映出较为明显的路基沉降延续时间长。常出现较高的孔隙水压力，影响地基的强度。

2 软土路基的市政道路施工技术应用

由于软土路基具有含水量大、渗透性差、天然强度低和压缩性高等特征。软土地基常用的处理措施有换土，排水砂垫层，反压护道，抛石挤淤，水泥土搅拌，用土木织物等进行表层加固以及砂井加固等。软土路基的处理的目的是提高该段公路路基的稳定性和承载能力。在公路工程中，软土地基的处理方法较多，主要包含：强夯法、添加剂法、换填垫层法、排水固结技术、真空预压法、加筋路基法、反压护道法等。

2.1 强夯法

强夯法，是指将十几吨至上百吨的重锤，从几米至几十米的高处自由落下，对土体进行动力夯击，使土产生强制压密而减少其压缩性、提高强度，主要适用于颗粒粒径大于0.05mm的粗颗粒土。强夯法具有施工工艺、操作简单的特点，适用的土质范围广泛，施工后的加固效果也较为明显，能够适用于多种环境。强夯法的工期短、工效高、施工速度快，较换土回填和桩基能够缩短一半工期。强夯法能够更好地节省加固原材料，能够起到降低施工费、减少投入资金的目的。比换填垫层法能够节省60%的费用，与预制桩加固地基相比可节省投资50%～70%，与砂桩相比可节省投资40%～50%，同时耗用劳动力少。强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与黏性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。对高饱和度的粉土与黏性土等地基，当采用在夯坑内回填块石、碎石或其他粗颗粒材料进行强夯置换时，应通过现场试验确定其适用性[1]。

在正式施工前，首先对施工区域进行深入勘察，要重点核实当前路基的地下环境，要严格的勘察，并参照城市规划图纸和工程设计图纸。由于地下的环境十分复杂，包含地下管道、建筑物、交通轨道等设施，要在保证施工不会对其造成损害的前提下，准备实施强夯法施工作业。然后准备好施工的机器设备，包括起重设备、重锤等，起重设备的起重能力要足够强，最好选择圆形重锤，能够保证在夯实过程中，地基的受力面积均匀。在施工前要保证施工现场干净整洁，应组织好清扫工作，若场所地表下有地下水，应及时扫除地下水，在夯坑点附近设有排水通道，场所周边区域进行外表碾压排水和抽水等方法。如果强夯过程中没有将土地中的空位水排出，会导致土体的空位率很高、密度很差，强夯后无法满足市政道路工程施工要求。对施工周围的区域做好抗震措加固施，以保护周围区域的土层结构。随后对施工路基进行清理工作，要除去表层土壤里淤泥、草皮等杂物后，对平整、松散的土层进行碾压，再使用推土机将施工场地整平。然后安排专业人员依照设计图纸进行测量与放线，埋设准点标桩、夯实标注，依照图纸开始正式施工。在进行夯实操作前应对设备进行一次完备的检查，确认工作人员资质，做好数据分析。最后，在夯实工作完成后应对施工成果进行检查，确定工艺参数，以确保施工效果。

在强夯法当中要保证三遍夯击施工，分别为分夯、副夯与满夯。在夯击过程中应对夯坑隔一点进行施工，对前次夯击进行填补处理，确保锤印能够相互搭接。夯击点与夯击次数应严格遵循设计方案，确保满足现场要求，避免周围出现孔隙，并防止夯坑过深而影响整体的施工效果。

若路面存在饱和细颗粒土，且地下水位较高时，应在表层铺设碎石，并根据实际情况控制碎石层厚度，保证软土地基能够承受夯击的冲击力。在进行夯击时，可以使用石灰对首夯位置进行标记，以控制夯击偏差值，并及时进行测量与记录。强夯法的成本低、难度低，但在黏土与高饱和土中的实际应用效果较差。

2.2 添加剂法

添加剂法是市政道路软土路基施工中的一项常用技术，由于软土地基主要以黏性土质为主，选择合适的添加剂应用在土壤中，能够大幅优化土质压缩性，提升市政地基的稳定性与强度，从而有效避免因外部压力而出现的塌方问题。在市政道路的施工中，添加剂的种类有许多，例如生、熟石灰和水泥等，都是较为常用的添加剂。在使用添加剂时，应结合土质与其他因素进行综合性的考虑，例如天气、地下水深度等，依据实际情况来选择合适的添加剂。确定好各种物质的配比，以提升软土地基市政道路的整体强度[2]。

2.3 换填垫层法

由于部分软土地基的持力层比较软弱、不能满足上部结构荷载对地基的要求，给市政道路工程中的软土路基施工工作增大了难度。可以采用换填垫层法，由于软土层厚度不足，可参照工程施工图和工程要求参数，将路基面积处理范围内的软弱土层部分或全部挖除，一般软土层挖掘深度不超过3m，然后换填强度较大的土或其他稳定性能好、无侵蚀性的材料。填充通常选用渗水性好的砾料，称为换填或垫层法。此法处理的经济实用高度一般为2～3m，如果软弱土层厚度过大，则采用换填法会增加弃方与取土方量而增大工程成本。在实际应用时，需将地基上的杂物清理干净，并挑选合适的施工材料，对软土地基进行填充。在选择材料时应依据技术标准，以确保施工效果，从而提高工程质量与路基承载力。现场施工人员应严格把控软土地基的压实度与换填量，并在施工完成后进行压实工作，以保证工程效果[3]。

2.4 排水固结技术

在处理市政道路软土路基的施工过程中，当遇到软土基地含水量较高的情况时，需要采用排水固结技术。排水固结技术是在地基中，设置竖向排水体例，如，排水砂井，按梅花形或正方形排列，用中粗砂灌注以加固深层软土地基的圆形砂柱。柱顶铺设砂垫层或砂沟将各个砂井连接起来，构成完整的地基排水系统。再进行加载预压等操作，可以提高软土地基的强度，保障软土路基受到外界刺激不会产生形变，避免软土路基的沉降等现象。如果软土路基的含水量较少，可采用热处理技术，通过对软土路基中水分蒸发，进行内部水分排出。通常情况下，排水固结法由加压与排水系统两个环节构成。通过排水系统将地基当中的水分排出，使其含水量达到正常范围内，常见排水体为排水带排水和砂井排水，其中通过塑料排水板能够有效改善淤泥软土路基[3]。

通过外部力量对软土路基施加压力，让其通过布置好的竖向排水井，将土壤当中的孔隙水慢慢排出，减少孔隙比，让软土地基整体发生固结变形，从而增强地基的整体强度。排水固结法主要应用于饱和土壤和软弱土层，若遇到泥炭土地基则需要谨慎对待。

2.5 真空预压法

真空预压法是在需要加固的软土地基内设置砂井或塑料排水板，然后在地面铺设砂垫层，其上覆盖不透气的密封膜使其与大气隔绝，通过埋设于砂垫层中的吸水管道，用真空装置进行抽气，将膜内空气排出，因而在膜内外产生气压差，气压差即转变成作用于地基上的荷载，地基不会产生剪切破坏，这对软土地基是有利的。该方法不需要堆载，省去了加载和卸荷工序，缩短了预压时间，省去了大量堆载材料，所使用的设备及施工工艺均比较简单，无须大量的大型设备，便于大面积施工。

2.6 加筋路基法

对于沉降量不大的路堤，高路堤填土适当采用土工布垫隔，限制了软基和路基的侧向位移，增加了侧向约束，从而降低应力水平，加强了路基刚度与稳定性，提高了路基的水平横向排水，使荷载均布。采用土工布覆盖摊铺，既提高路基刚度，也使边坡受到维护，有利于排水，增加地基稳定性。加筋路堤的施工原则要遵循土工合成材料加筋效果的充分发挥。合成材料连接应牢固，在受力方向处的连接强度不得低于该材料设计抗拉强度，其叠合长度不应小于150mm。铺设土工合成材料时，土层表面应干净整齐，不得存在石块等坚硬凸出物。土工合成材料摊铺后宜在48h以内填筑填料，以避免其过长时间受阳光直接暴晒。填料不应直接卸在土工合成材料上面，必须卸在已摊铺完毕的土面上；卸土高度不宜大于1m，以防局部承载力不足。卸土后立即摊铺，以免出现局部下陷。采用轻型压路机压实第一层填充材料，填筑层厚度要超过600mm，才能使用重型压路机，要与边坡防护同时进行。

2.7 反压护道法

反压护道法是为防止软弱的地基产生剪切、滑移，保证路基稳定。公路施工过程中，针对积水路段和路基填方较高等薄弱路段，实行路段外侧填筑2m宽的反压护道，使路堤下的软土向外侧隆起的趋势得到平衡，以提高路堤在施工中的滑动安全系数，达到路堤稳定的目的。对积水路段和填土高度超过临界高度路段在路堤一侧或两侧填筑起反压作用的具有一定宽度和厚度的土体在路堤两侧，用透水性、稳定性均较好的沙性材料，填筑一定宽度、高度的护道，以平衡使路堤下的淤泥或泥炭向两侧隆起的张力，从而保证路基的整体稳定性。施工时要求，软土地基处理按一次全宽施工，然后铺砂垫层路堤与反压护道视为一体，整体分层摊铺压实，以提高两者的整体性，最后填筑路堤填料[4]。

3 结束语

市政道路工程建设是加快城市建设和提升居民生活质量的重要工程，完善城市路网建设对于经济的发展起到重要的作用。在市政道路工程施工中，针对软土地基的施工，要根据施工计划要求，结合软土地基的实际情况，充分利用各项软土地基施工技术，满足市政道路工程对地基的要求。要加强施工技术规范，以提高整体的工程质量，延长市政道路工程的使用寿命，从而推动城市化建设与经济发展。