市政道路施工中软土路基处理技术分析

2021-12-31管光灿

科技创新与应用 2021年20期

管光灿

（福建成森建设集团有限公司，福建龙岩364000）

市政道路工程作为每个城市的基础建设工程，不但从一定程度上反映出我国建筑工程的技术水平，也从另一方面代表了我国的整体形象。随着经济的迅速发展以及广大人民群众对建设成果的要求逐渐提高，市政道路工程的建设流程逐渐复杂，软土路基技术的应用越来越多，受各种外界环境因素以及人为因素的影响，相关企业对建设材料的选择、人员施工方法以及路基选择技术的应用都会直接影响市政道路施工工程的整体建筑质量。在实际的施工过程中，发生了诸多不可预测的软土路基建设问题，基于此，做出相应探究[1]。

1 软土路基的主要特点

软土路基是一种相对复杂、相对特殊的地区路基，即指强度较低、压缩性较高的松软土层，通常情况下，路基中存在一定的有机物质，在大江、大河、沿岸海洋、内陆湖泊以及盆地和多雨的洼地中广泛分布，渗透性强、含水量大以及天然强度低是其主要的特点。当软土路基超过了合理的临界高度，路基的稳定性就会逐渐下降。软土路基的处理目的是提高整段道路路基的承载能力和安全性、稳定性。其主要特点具体如下：

1.1 塑形体积应变

路基软土层的重要组成部分为絮凝形态的沉积物，当其没有受到外力冲击和遭到严重破坏时，它的结构强度是较高的，一旦遭到冲击，就会产生大量的稀释现象，降低整体结构的稳定性，在此种状态下，容易出现侧方滑动、挤压两侧不断溢出的情况。加上长期的过重负荷压力作用，会导致软土层的形态和结构发生巨大的变化，地基边坡失衡以及堤岸稳定性降低，最终导致地基沉降事件逐渐发生。经过大量的实践证明，在软土层路基施工建设过程中，如果进行一定的剪切实施技术操作，可以明显提高市政道路工程中地基的平稳性，优化施工建筑结构[2]。

1.2 结构不均匀

软土地基一般是指抗剪度低、压缩性较高的土质。由于在建筑施工过程中，地基中土壤的密度性和强度性都存在很大的差异，在受力不均且操作力较小的施工情况下，路基的承受能力不断增大，后期的工作人员没有对道路软土层进行及时的维修养护，就会出现大量的裂纹缝隙，为道路交通运行埋下了诸多安全隐患。

1.3 抗剪强度较低

对软土路基的结构进行分析，发现软土层密度较小容易发生变形，致使抗剪程度较低，针对此类建设情况，可能会直接导致路面的沉降现象不断发生，路面的承载重量能力也会明显低于其他正常的道路[3]。

2 软土路基在市政道路工程中的主要问题

2.1 软土路基结构不均匀降低施工工程的稳定性

在市政道路施工建设过程中，软土路基的土壤结构以及性质都各不相同，在不同地理位置下，不同地形的软土路基在密度、强度以及硬度等都相对较小，在道路施工的其他地段就突然加大，加上外力的不同作用，软土地基的结构就会出现各种不均匀情况，造成市政道路施工的建设质量始终得不到提升。

2.2 软土路基稳定性较差

孔隙较多、路基含水量较大是软土路基的主要特点，这就为市政道路施工建设的后期工作带来了一定的难度。在大雨冲刷以及相关环境因素的影响下，软土路基本身的稳定程度较差，强度较低，在长期的雨水侵蚀之下，路基坍塌现象加剧，这就使得大量道路的正常通行受到一定阻碍，这些施工建设问题不但降低了质量管理水平，也容易发生许多交通安全事故。对于此类施工建设问题，主要核心设计部门的施工人员应结合实际的施工建设技术情况，对建设工程的图纸进行周密分析，并重点对软土路基建设进行边缘工程加固维修，确保市政施工工程建设能够顺利开展[4]。

2.3 软土路基吸水性差

在市政施工工程的软土路基建设过程中，土壤结构的吸水性较差且图纸密度较大，当相关建设人员对地面进行加大载重时，就会出现土壤路基的沉降速度不断降低，软土路基的流塑现象时而发生。相关部门的人员应引起高度的重视，对软土路基的土质结构进行不断改造和优化，提升软土路基的强度和密度，确保其符合施工建设的合理范围。

2.4 软土路基使用耐受力低

含水成分较高也是软土路基的主要施工特点，在通常情况下，路基中的孔隙会大量出现，这样会直接降低道路使用的周期寿命，尤其是在施工路段缝隙较大且路面特别湿润的情况下，软土路基被压缩的情况经常发生，此时路面承载的耐受力较小，有可能直接损坏路基建设的整体结构[5]。

2.5 道路病害不断发生

软土路基不稳可以引发道路开裂、沉降和失稳等不良情况的发生。首先，道路开裂的主要原因是由于路基强度较差，在巨大的压力负荷之下，路面外部形态发生弯曲会导致路面产生大量缝隙；其次，在道路交通运输过程中，部分地区路政管理部门管理松懈，对负荷超载的大型车辆不予理会，在长期的碾压和车辆强烈激荡颠簸之下，降低路面强度，出现了路基沉降情况；最后，失稳情况主要是指在水流的外力作用下，自然界腐蚀和路面渗水情况会把路面的主要建设材料腐蚀，路基建设结构破坏。

3 软土路基常用技术应用概述

3.1 置换技术

在软土路基建设中，置换技术是现实生活中常用的处理技术之一[6]，最常用的施工技术处理方法就是通过一定的操作手段来改变土壤建设结构，提高土壤软土路基的稳定性、强度和密度，进而延长道路使用周期。这时施工建设人员如果能够很好地运用置换技术，就可以有效提高软土路基的土壤结构强度和稳定性程度，防止道路坍塌、裂缝等不良现象的发生。

常见的置换技术主要包括人工挖掘置换和爆破置换两个技术层面，核心建设人员应该结合具体的施工状况对工程场地进行基础性的适当改造。例如，在人工设备挖掘过程中，可以利用相关设备稳定程度较高、应用范围较广等特点，发挥其内在施工作业进度较快等优势，并不断摒弃建设成本较高等缺点。另外，爆破置换恰恰与人工挖掘置换相反，其主要优势为施工速度较快、建设成本较低，但其稳定性和安全性和人工挖掘爆破相比较弱一些，有关部门应该将两者有机协调起来，充分提高软土路基建设管理水平。

3.2 强夯技术

3.2.1 施工技术简介

强夯技术施工法又可以称为强力夯实技术法，也被业内人士称为动力固结法，其主要应用机理是相关建设人员通过大型履带式强夯机的操作，把重量为9-31t的重锤从6.5-30.5m的高度自由落下，并对土壤进行强力夯实，最后迅速加强软土路基的承载能力和压缩模量，形成比较紧密的路基软土层[7]。

3.2.2 适用范围

在施工建设结构的不断研究中，随着建筑技术的日渐更新以及生产建设设备的不断升级，强夯技术施工法已经被广泛应用于高速道路、铁路、机场、核电站以及大型工业园区建设，对一些地质情况较为复杂、含水量较高的路基建设地段也存在着重大影响。另外，强夯技术法还适用于碎石处理、砂土饱和与粘性土壤等地基建设。

3.3 排水固结

排水固结法是针对天然地基，在建设地基中设置砂井等竖向结构的排水体，相关工作人员对建筑物的本身重量进行相应加载，或者在建筑物的工程场地上进行加载预压，把路基中的孔隙水分不断排出，在逐渐固结的基础之上，使得地基不断沉降，强度逐渐增加。为了加速固结，有效的解决方法即可以在建设土层中增加适量的排水途径，并不断缩短排水距离，进而加速地基固结，减少预压工程的预期时间，将沉降工作提前完成。另外，有关部门人员还可以增加地基抗剪的长度，确保施工负荷率的增长速率明显小于地基承载力的运行速率，提升软土路基的稳定性。排水固结法主要适用于处理饱和以及软弱土层建设中，对于那些渗透性相对较低的泥炭土应该慎重对待，采用合理的方法提升地基安全性。

排水固结法由排水系统和加压系统两部分共同组成，其中，竖向排水体构成和平排水垫层构成了完整的排水系统。竖向排水体主要由袋装砂井、普通砂井以及塑料排水板构成；加压系统指通过固结作用的荷载，对施工工程的地基形成一定的凝结压力进而达到凝结效果。

3.4 其他常用技术

3.4.1 振动水冲技术

又可以称为“振冲法”，该种施工技术在软土路基建设中不适用于没有超过20kPa的软黏土地基建设，施工建设人员在比较松软的地基中，利用振冲器的振动和水流喷射作用进行地基内部打孔，再向孔内回填一定数量的碎石或者砂土石料对地基进行紧密加固处理，最后有关施工作业人员通过分层振实强化路基建设，添加一定数量的粉煤灰等生产材料来吸收含水性较强的土层，挤压建设结构的土层，加强软土基的稳定程度。除此之外，如果将不同桩体进行结构组合，可以明显提升软土路基的抗强度效果，再配合相应的排水减压系统，也可以避免孔内的水压升高，避免液化土壤，加快软土路基的排水固结[8]。

3.4.2 高压旋喷技术

高压旋喷技术是施工建设人员利用高压旋转的喷嘴、将大量水泥浆喷土层和土壤不断融合的一种技术，在此过程中，要充分利用生产材料的抗压承载能力，确保使用此种施工技术后能够达到与之相应的理想效果。值得注意的是，在施工建造期间，建筑企业的有关部门应密切关注渗漏问题的管理，例如，可以利用连锁桩工艺生产操作流程，结合定向喷射施工技术，在土壤内部结构中形成一定的连续墙进行安全防护，避免路基出现漏水等不良现象。经过大量的实践表明，在砂性土、淤泥土以及黄土等软土路基建设中，采用此种施工技术较为普遍，可以确保相关建筑物体不会受到外界的影响发生振动，但是此种施工技术方法容易造成环境污染，并且实施的建设成本较高，不能为建筑企业带来更大的经济效益和社会效益，有关部门应合理规划并使用[9]。

3.4.3 真空堆载联合预压技术

这是目前为止应用较为新兴的一种软土路基处理技术，它的实质是相关建筑人员通过真空预压和堆载预压的迭加，并利用达西定律在软土路基的土体中确保孔隙水的渗透速度和水力坡度成正比，通俗地讲就是利用加固机通过降低水压力；而堆载预压法是由于堆载产生的超静孔隙水压力，通过孔压的消散效果提高土体强度，在两者有机结合的情况下，提高软土路基的加固程度。