市政道路施工中软土路基处理技术的应用

2022-08-20苏杭

运输经理世界 2022年15期

苏杭

（中交第二公路工程局有限公司，陕西西安 710000）

0 引言

市政道路是城市现代化发展中必不可少的基础设施，在促进城市持续发展中，起着关键性的作用。随着近些年的发展，城市中的车辆越来越多，相关的市政道路工程也变多，规模也较以往更大，实际进行施工建设时不可避免地会遇到一些问题，如软土路基施工建设，因为相关的施工工艺非常复杂，具有一定的施工难度，为确保道路施工的稳定性及安全性，需严格按照有关施工标准，强化对施工技术的控制，避免施工时产生安全隐患，进而增强路基强度，保证施工质量。

1 软土路基特点以及引发的公路病害

1.1 软土路基的特点

第一，透水性不好。软土路基的含水量较大，且透水性能差，垂直层面几乎不透水，甚至呈流塑状态，这对排水固结不利，会导致建筑物沉降速度降低、沉降过程延续时间长。软土路基中的水分往往不能正常通过排水管线，这样道路工程施工中，相关原材料可能会长时间被水浸湿，这会加快其腐蚀速度，极有可能导致道路后期产生大面积病害问题。除此之外，软土路基排水能力差，还会导致土质松软的问题。所以，在软土路基施工建设中，有必要落实好排水工作。

第二，压缩性比较高。软土路基较为特殊，其内部土壤是十分松软的，还有着非常大的间隙，在较大的外力作用下，软土路基极易出现压缩变形等问题，这会导致路面、沉降及开裂等病害。随着城市化进程的加速，市政道路网络持续发展，这在一定程度上促进了区域间的联系，使交通运输更加便捷，但也会提高道路交通的压力，增加道路的总承重，导致路基承受的压力越来越大，加大软土路基的安全隐患。严重的话，会超出市政道路的基本荷载能力，导致路基变形、路面坍塌等问题。

第三，结构不平衡。软土一般包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等，由于上述土质的特殊性，使得软土路基的土壤密度比较小、强度不高。市政道路在运行之后，在相似的荷载作用下，软土路基更容易出现受力不平衡的问题，进而导致路面开裂，甚至路基崩裂，对交通通行安全产生不良影响。

1.2 引发的公路病害

具体来看，因软土路基处理不当导致的市政道路病害包括三种形式。一是开裂病害，二是沉降病害，三是失稳病害。在这三种病害中，开裂病害一般是由于路基强度不足导致的，在荷载的作用下，造成路基变形，同时路面也会出现扭曲及开裂现象。另外，若是路面渗水以及路基内产生水分蒸发循环现象，也会造成路基收缩问题，进而导致开裂病害。沉降病害是路基长期受车辆影响，但路基的强度不能承受车辆施加的荷载，从而造成路基沉降病害。失稳病害，大多数是水流作用导致的，不管是路面渗水，还是自然雨水的作用，都会导致道路材料长时间被水浸湿，这便极易出现腐蚀及破坏问题，从而产生路基失稳病害。

2 软土路基在施工中的问题

第一，软土路基强度不高。就市政道路工程来看，对施工质量的要求非常高，想要全面降低道路安全风险，就需要有效保证路基强度，全面延长道路的使用寿命，使道路工程要满足相关的标准、要求。然而因为软土的强度普遍不高，在较大的挤压及震动下，会导致软土土壤的强度越来越低，容易对路面造成损坏，造成各种程度的变形问题，甚至出现路面沉降现象。想要有效避免路面沉降病害，在进行软土路基施工时，施工单位需要对软土进行取样及分析等，采取针对性的手段，有效提高土体密度，让路基土层的承载力能够达到市政道路的施工标准。

第二，边坡路基极易受雨水冲刷影响。进行市政道路建设时，需对边坡路基建设加以重视，由于其与路基的稳定性存在密切的关系，因此应采取科学的处理方案，对边坡路基进行处理，以免影响后续施工环节的正常开展。对此，施工单位应做到统筹全局，采取整体性策略，既要防止边坡路基受到雨水冲刷的影响，也要按照市政道路的总体规划，促进施工建设协调开展。

第三，无法有效掌控路基沉降及剩余沉降的比例。在城市发展中，市政道路施工非常关键，其中，在软土地段施工是一大难点。想要提升软土路基的强度，提高其承载能力，一般情况下，会在软土路基中增添硬质土，该方式的效果比较好，然而还是会产生诸多问题，如无法有效掌控路基沉降与剩余沉降的比例。对此，施工单位在软土路基填土作业过程中，需对二者之间的比例进行精准计算与科学控制，这样才能保证软土路基施工满足有关标准及要求。

3 软土路基处理的常用技术

3.1 置换技术

对软土路基进行处理时，置换技术是非常常见的，虽然普通的表层处理方式能够增强软土路基的强度，保证路基的稳定性，然而却会对路基使用期限造成影响。在软土路基施工中，借助置换技术，利用强度及稳定性都比较优异的材料，对之前的土壤进行置换，从根本上避免公路裂缝等问题的出现。置换技术一般有两种技术形式：一种是人工挖掘置换形式；另一种是爆破置换形式，在应用该技术时，应结合施工现场环境以及相关需求来选择置换形式。比如，采用人工挖掘置换形式，该形式的稳定性是比较好的，还有较高的安全度，可以运用于较大的范围，但是其不足之处是施工成本较高，且工程进度缓慢。而爆破置换技术的优势在于施工速度非常快，施工成本也不高，但是其稳定性及安全性却不如人工挖掘置换形式。

3.2 强夯技术

借助强夯技术可以改善软土路基存在的土壤比较疏松以及密度比较低等问题。该处理方式一般是借助机械外力，对路基土壤进行夯实处理，以进一步增强路基的强度，使其达到市政道路的施工标准。主要是借助专业机械设备，将重量为10～40t 的重锤，从一定的高度迅速落下，对软土路基造成一定的冲击，起到夯实的作用，其落高需要根据软土路基的属性以及相关道路施工标准等进行判断，通常建议将落高控制在10～40m 的范围，以保证形成较大的冲击力，从而有效夯实土层。强夯技术可以运用在粒土及碎石等软土路基施工中，能够形成明显的强化效果，在饱和度比较高的黏土路基中，该技术的加固效果就不是非常明显。

3.3 排水固结法

排水固结法，主要是对软土路基开展预压处理，这个方法一般会运用在黏性土壤的路基施工中，借助土壤排水固结方式，在路基内部构建排水系统，在此基础上增强其抗剪及承载性能。实际进行市政道路施工时，将该项技术和其他处理技术一起运用，可以显著增强加固效果，如将该项技术同加载法一起运用。从原理上，排水固结法主要是根据软土路基的土壤性质—土壤含水量较大，将土壤中多余的水分排出，进而增强土壤强度，提高路基的承载能力。但是从使用范围上，该项技术的使用存在一定的局限性，一般运用在含水量较高的路基施工中，应用在其他土壤类型中作用则不会特别明显。

3.4 回填土软基施工技术

回填软土路基方式可按照下述四个步骤来完成。首先，施工技术人员应结合设计方案，对软土路基进行分层回填。先对其铺设300mm 以下的土层，同时实施基层路面碾压作业，进一步增强路基的密实度，接着再开展第二次填筑作业，正式进行回填作业前，施工人员应先对所需填土的用量开展合理计算。其次，借助装载机开展软土路基碾平处理，当路基足够平整后，再通过压路机进行碾压处理，建议将碾压次数控制在八次左右，如此才能有效达到路基密实度标准。在借助压路机开展施工的过程中，应结合相关的操作流程，一方面，应对边缘部位进行碾压；另一方面，要对路基中间部分进行碾压。再次，应科学选取填料，填料主要运用粗砂，以保证足够的压实性，若是条件允许，还可以在其中添加一定的碎石，但是应对碎石进行合理分布。最后，应第一时间对软土路基沉降现象开展观测。结合有关的施工要求，监理方需定期开展施工地段检测工作，在实际检测过程中，应借助专业的测试仪器，对测点及转点进行固定处理，在这一过程中，要求合理设置沉降观测点，其前视距离应控制在15cm 以内，同时保证观测距离都在3m 以上。

3.5 表层处理技术

表层处理技术一般都是运用在路基比较松软的部位，利用排水及铺设等方式，增强地表的强度，最大程度地降低路基局部变形及沉降的问题。实际施工建设时，应确保机械作业效率，保证填土的均匀性。采用表层处理技术时，一般是对软土表层开展处理，要求施工人员对施工部位的土层情况有一个全面的认识，如了解土壤的含水量等情况。同时，应对这些数据参数进行整理及归纳。若是条件允许，可利用试验检测的方式，分析土壤的实际状况，在这一过程中，相关技术人员可借助科学的技术方法及手段来完成。但是表层处理技术也有一定的缺点，虽然该项技术能够全面增强表层强度，但还是不能确保路基的运用时间。所以，道路施工建设结束后，必须落实相关的维修及养护工作，尽可能延长公路的使用寿命。另外，需加强对该技术手段的研究，使其更加完善、成熟。

3.6 加载技术及喷桩技术

加载技术，通常情况下是借助人为压制的方式，对软土路基土质进行优化处理，如借助重型压路机，对软土路基进行压实处理，有效控制软土的空隙及水分，让软土土质可以达到相关设计标准。加载技术的操作是比较简单，还有着显著的效果，不但可以满足施工建设标准，还能全面降低施工成本，该技术被普遍运用在软土路基工程施工中。此外，在开展软土路基施工时，借助喷浆及粉喷技术，能够对软土路基进行加固，构建出强度大的桩体，保证其良好的稳定性，构建稳定的负荷路基。采用喷桩技术时，应根据市政道路的具体建设情况，科学选择相应的粉喷及喷浆技术，第一时间加固软土土层，从而确保路基的稳定性。

3.7 袋装砂井法及挤密法

袋装砂井法有着极好的便利性，且该技术的施工成本相对较低，能够在软土路基的土层上，构建固结的排水面。在正式进行施工建设前，应根据相关的施工要求，在软土路基中构建若干个砂井，同时在其附近增设砂土层，接着增设土工布。在软土路基处理中运用袋装砂井法，能够全面缩短软土中的排水距离，提高排水量，进一步提高排水速度，提高软土路基的承载能力，进而增强路基的稳定性。挤密法一般是借助挤密桩间土、实施分层夯实的形式进行处理，该方法有着较大的适用范围。在实际施工建设时，由于土质类型存在较大的区别，所以采用的挤密方法也存在一定的区别。若是采用素土进行处理，该方式可称作土桩挤密法，若是采用灰土进行处理，该方式可称作灰土挤密法，它们都可以运用在具有一定厚度的软土路基中。

3.8 其他常用技术

第一，振动水冲技术。该项技术一般运用于软土路基的打孔操作环节，在孔中增添砂石等材料，利用分层振石方式，对路基进行强化。桩体借助石灰灌注方式实现，同时还会在其中增添粉煤灰等，因为该类材料有非常强的吸水能力，遇水还会膨胀，可对附近土体进行挤压，从而提升软土路基的稳定性。

第二，高压旋喷技术。该项技术主要是借助高压旋转喷嘴，在土壤中灌注水泥砂浆，将其同土体进行全面融合，从而最大程度地实现固化土壤的作用，有效利用材料自身的荷载能力及承压能力，保证软土路基可以满足道路建设要求。在运用这项技术的过程中，需重视防范渗漏问题。比如，借助连锁桩施工工艺，通过定向喷射技术，在土壤中构建连续墙，增强路基防渗漏能力。该项技术一般运用在砂性土及黄土等软土路基中，该技术具有占地小、噪音低等优势，但却会导致环境污染问题，同时施工成本相对较高。因此，在施工过程中应结合实际状况，科学分析是否选用该项技术。