市政道路路基施工中的软土地基处理问题浅析

2023-01-10徐耀辉

工程建设与设计 2022年17期

徐耀辉

(广东省交通规划设计研究院集团股份有限公司，广州 510507）

1 引言

市政道路工程作为我国的基础设施，对于促进社会经济发展有着十分积极的作用，但现阶段，市政道路工程的建设质量提升一直是一个亟待解决的问题[1]。软土路基施工技术作为市政道路工程地基建设中的重要技术，能够有效改善软土地基的使用性能，使之符合市政道路对地基的要求。如何通过科学的处理方法，优化软土路基施工技术流程，是当前市政道路工程建设过程中的重要任务。

2 软土地基概述

软土地基是一种较为特殊的路基类型。软土是强度较低同时压缩量较高的一种土层。因为软土地基含水量过高和有机物质过多，导致软土地基与正常地基之间存在着明显的不同，其稳定性极差，如果不对它进行及时处理，将会导致道路工程施工产生困难或使用过程中出现问题。除了稳定性较差之外，软土地基还具备着低透水性。因为透水性较差，无法将土质中的水分顺利排出。受自身结构的影响，软土地基内部经常存在着非常多的空隙，可通过压缩空隙使软土地基内部结构变得更加紧密，防止后续施工时出现变形问题。一般来说，道路工程建设过程中地基的压缩性与液限指数成正比。软土地基具备明显的压缩性，导致软土地基一旦受到挤压，整体结构将会产生破坏，无法恢复到原有的路基状态，很难进行二次更改，进而降低整体结构强度，影响道路实际使用效果与安全性，所以施工时必须要严格按照相关标准与要求进行[2]。

3 软土地基特点

软土地基是市政道路建设施工中比较常见的路基土质之一，因为软土地基土质具备特殊的特点，为市政道路建设也带来了很多问题。从具体角度来看，其特点表现为：一是流动性和触变性较强。在道路建设施工之后，软土地基土质在较大压力的影响下会发生形变，严重时还会导致路面发生坍塌。二是承载能力不足。因为软土地基土质孔隙非常大，地面承载能力较低，对市政道路工程使用寿命带来了直接影响。三是其含水量较高。而这一特点也会直接导致孔隙增大，很容易就吸收了空气当中的水分。

4 市政道路路基施工中的软土地基处理问题

4.1 地质勘查工作不到位

市政道路路基设计过程中，应加强对于软土地基的处理，避免软土地基对市政道路路基的稳定性产生影响。市政道路路基设计前期，需要对路基所在区域进行全面的地质勘查，但是地质勘查过程中，会消耗大量的人力、物力和时间，如果勘查效率较低，会对路基建设进度产生一定的影响，导致路基施工难以按照预期时间开展。同时，地质勘查往往需要结合水文与地质相关数据信息来进行地质勘查，勘查过程中容易受到勘查人员专业水平的影响，导致地质勘查不够全面，难以准确发现市政道路路基建设区域存在的软土地基。

4.2 软土地基处理不当

市政道路路基设计过程中，应对于软土地基处理方法提出明确要求，选择合适的方式处理软土地基，保证市政道路路基的稳定性。但是，由于设计人员对于软土地基处理方式了解不够，未能选择合适的软土地基处理方法，施工人员如果按照路基设计中所要求的方法对软土地基进行处理，就容易导致软土地基处理不当的情况出现。对软土层进行处理的过程中涉及问题较多，其中包括有处理方式的选择、机械设备的选择、施工材料的购买等，若是没有合理的处理方案，将会导致各工序衔接十分混乱，出现不同程度的施工问题[3]。

5 市政道路路基施工中的软土地基处理技术

5.1 高压旋喷法

利用高压技术将水泥等物质喷射到软土当中，不断喷射过程中能够将软土地基变成混合固体，从而保证地基的整体强度。这种方法能够更方便地进行施工，加快施工的进度。但是这种化学加固手段会造成一定的生态污染，且投入资金高，对土壤要求高，同时也对技术人员的业务能力有较高的要求，不适合长久投入使用。一旦工程技术人员决定采用这种方式进行地基的加固，一定要注意在施工前对施工地理环境进行全面调查，并在施工的过程当中不断提出下一步施工的最优化方案，同时更要注重对环境的影响，做好保障措施[4]。

5.2 硅化加固法

硅化加固法是将硅酸钠注入事先准备好的灌注管当中，通过灌注管转移到软质土中，再把氯化钙也注入软土当中，两种化学元素在土壤中进行充分的反应，从而达到加固的目的。这种方法能够起到的效用范围与土壤的整体环境有关，加固深度平均可以达到4～5 m。这一加固法对灌注技术的要求十分严格，硅的成本也相对较高，但能够在短时间内将软质土壤固化，能够加快施工的进程。

5.3 换填法

换填法主要用于软土厚度小于0.5 m的软土路基。使用这种方法来对软土地基进行处理，一方面能够提升处理效率，另一方面也能够降低人力、物力的损耗，从而提升道路路基压实度[5]。

5.4 深层搅拌法

深层搅拌法在软土地基处理过程中的应用，主要是将泥浆注入软土中，从而提升软土的整体稳固程度，降低了软土中含水量过高所带来的影响。一般来说，在加入泥浆的过程中，还需要使用高质量的固结剂来保证泥浆能够与软土路基发生物理反应与化学反应，随之与整体软土共同凝结。通过搅拌机与加压设备，能够将泥浆与软土进行充分的搅拌与融合，达到对软土路基的加固作用。除此之外，在进行注浆搅拌的过程中，要求相关人员能够严格遵守操作工艺要求，避免出现安全事故。

5.5 强夯法

强夯法主要是利用机械设备反复夯实地基。施工人员需要将重量在80～300 kN的夯锤调至6～30 m的高度，并让夯锤自由下落，进而给软土路基带来一定的冲击力，从而达到夯实软土地基的目的。夯锤下落后会使软土路基出现较为强烈的振动，使得夯面下方的土层能够得到夯实，进而提高软土路基的整体稳固性。强夯法使用较为方便，施工速度较快，成本相对较低，可以在较多类型的土壤类型中进行使用。一般情况下，在使用该种方法进行软土路基加固后，可以使软土路基的强度提高到2～5倍，压缩性可以减小2～10倍，加固影响深度可以达到6～10 m，使软土路基中的土地呈现为紧密结合的状态[6]。在此技术实施之前需要对软土地基的周边进行夯实，采取由外向内的方法，施工中要做好相应的记录工作，为后续施工提供参考依据，保证软土地基压缩性可以得到有效降低并控制在合理范围之内。

5.6 加筋土法

加筋土法是利用土工织物或者栅格对软土地基进行加固处理，将上述材料加入软土地基当中，能够增加软土路基的压力扩散角，提高软土路基负荷能力。加筋土法主要应用在由于回填土所形成的路堤，能够适应多种不同类型的土壤，包括软土、砂土或者黏性土。使用土工栅格的过程中，可以将其和砂垫层进行共同使用，将其作为路基中的一层，利用这一层传递堤身荷载力，由于这一层的高度和其他层面存在差异，可以将这一层作为路堤搭建的柔性基础，也可以将其作为软土固结时的排水层。垫层处理能够提高软土路基的整体均匀性，并且施工速度较快，能够提高软土路基的施工效率，缩短加固工期[7]。

5.7 土层置换处理技术

土层置换技术的主要目标是通过对工程场地进行土体结构的改造，将基础中不稳定的土层剔除，并以高稳定土层取代，以达到最佳的承载力，以确保整个地基的稳定。此技术在浅地层中经常应用，当地下水水位太低时，可以采取此技术。目前，土壤置换技术有两种方法，一是人工置换法，二是强制置换法。其中，采用人工置换法，通过对工程场地的土体及周围环境进行人工测量，从中选出最适合的替代土，以增强治理效果。一般比较实用的土料是渗透能力好、抗压能力强的粗颗粒，但为了充分利用原材料本身的优点，增加基础强度，必须进行压实操作。强制置换法主要有开挖置换和爆破排淤两种方法。在淤泥较厚、较稠的情况下，应采取爆破技术，而较软的地表则采用开挖置换法，这一技术可以方便地进行处理。此外，抛石挤淤技术也是一种土层置换技术，它主要用于地势较低的地区，可以将积水排出。在施工过程中，为了排出路基内的泥沙，必须首先将路基中央部分的砂石排出。在软土中，如果有横坡，应从高处开始处理，然后是低处，适当加大低处的抛石量，然后在内侧添加稳定的土层，以避免地基坍塌。

5.8 排水固结处理技术

采用排水固结处理技术，其主要目标是处理含水率高的软土地基，从而提高其稳定性。若无法达到此目的，则应根据工程实际情况，选用适当的技术措施，将管道埋在地基中。在施工过程中，尽可能地垂直或横向进行，把管道制成排水井型，使软土地基的边界条件得到最优，从而保证了不同孔隙的水分能够从对应的管道中排出。排水固结处理技术有3种：（1）砂井堆载预压法。该技术主要应用在透水性较差的饱和黏性软土地基上，它可以将土壤中的土粒压实，从而从根本上改善地基的强度，进一步提高土壤的固结率。（2）真空排水预压法。该技术利用砂井、砂垫层对已固结的土壤进行安放，然后利用真空泵抽吸土壤中的所有气体，确保砂垫层在塑料膜下始终处于真空状态。同时，还能将孔隙中的水分排出，从而获得良好的固结预压效果。由于真空预压法施工工艺相对简单，技术支持不强，不适合于高强度的地基施工，目前国内尚无大规模推广。（3）降水预压法。该技术的工作原理是利用井点抽水，以降低地下水位，增大土的自重和应力，以取得良好的预压力。采用这种方法，既能有效地防止孔隙水压力的改变，又能提高地基的施工速度。