市政道路软土路基稳定性处理方案研究

2023-11-07郑杏君李宝林张强飞

城市建设理论研究（电子版） 2023年30期

郑杏君李宝林张强飞

1.杭州瑞泉建设有限公司浙江杭州 310000

2.浙江中铁科工程咨询有限公司浙江宁波 315100

市政道路工程是各个城市的基础性工程，市政道路的质量、寿命、安全性历来社会各界关注的焦点。软土路基作为市场道路工程中非常常见的一种地质现象，软土路基一般具有较差的强度、低固结能力、较大的压缩性、较高的含水量等特点，不适合直接作为路基使用。市政道路工程施工必须要采取合理性的措施进行控制，才能有效保障市政道路的整体质量与后续使用寿命[1]。总之，为确保市政道路的安全性和长期稳定运行，必须寻求合适的软土路基加固方法，并根据实际情况进行规划和实施。

1 市政道路软土路基特征分析

市政道路软土路基是指由软黏土、淤泥等松散土壤构成的道路路基。由于软土路基的土质较为松软，其承载能力与稳定性较差，所以在设计和施工过程中需要进行特殊处理，以确保道路的使用寿命和安全性。从市政道路软土路基的特征来看，主要包含以下几种特征：土质松软：软土路基由于土壤含水量高、结构较为松散，因此承载能力和稳定性较差。水分敏感性强：软土路基对水分的敏感性较强，水分过多容易引起软化、液化等问题。容易变形：软土路基受到交通和自然荷载等压力时，容易产生大量变形，进而影响路面的平整度和使用寿命。微生物活动：软土中微生物活动较为活跃，容易引发地基沉降和变形等问题。其他特征：软土路基的厚度较大，可超过10米；且其水平面反应较大，易发生侧向移动、溃滑、全面液化等现象[2]。

对于软土路基稳定性来说，外界多种因素都会对软土路基稳定性造成影响，常见的影响因素主要包含以下几点：土质特征：软土的含水量、密实度、强度等参数会影响其承载力和稳定性。土层厚度：软土层的厚度对路基的承载力和稳定性有着重要影响，过于薄弱的软土层易受到变形和损坏。动荷载：交通载荷，尤其是车流量大的高速公路等，会给软土路基造成较大的影响，引起路基变形、沉降等问题。水分：过高或者过低的水分含量都会影响软土的稳定性，过高时会引起液化、软化，过低时则会造成干裂、收缩等问题。植被：若道路两侧植有大量树木和花卉等，根系会侵入路基，给软土路基造成负载和稳定性方面的问题。地下水：水位升高或者降低，都会影响软土路基的稳定性。地理环境：比如地震、滑坡、泥石流等，都可能对软土路基稳定性造成影响。

2 市政道路软土路基施工原则

对于市政道路软土路基来说，施工需要严格遵循以下原则，才能有效保障软土路基整体质量满足需求：

①优先选择承载力较好的土方：在施工前，必须对软土进行现场勘探和试验，根据其土质特点选择适当的土方作为路基材料，以保证路基的承载力。

②严格控制压实度：软土路基压实度与承载力、稳定性关系密切，过度压实或不足会导致路基表面沉降或塌陷。施工时必须根据土方特点和地质条件，控制一定的压实度，并结合和使用可行的施工方法，以提高土方的承载力和稳定性。

③保证路基排水通畅：保证软土路基排水通畅是提高承载力和稳定性的重要因素。施工时要根据地形地貌、降水情况和土方特性等因素，合理设置排水系统，以保持路基的排水通畅性。

④做好防水防腐：软土路基较为敏感，简单的雨水或地下水就会影响其稳定性。因此，防水、防腐处理显得至关重要。在施工前或施工后，必须根据具体条件，对软土路基采取必要防水措施，保持路基的稳定性。

⑤选用合适的路面材料：路面材料不仅能保护路基，还能提高道路的使用寿命。因此，在施工前必须优先选择适当的路面材料，以确保路面牢固、平整和耐久。

⑥因地制宜原则：公路工程本身的地理环境、地质情况不同，对于软土路基施工处理技术的要求自然也存在一定的差异性。这就需要充分结合公路工程软土路基实际情况，基于因地制宜的基本原则，科学合理地选择软土路基施工技术[3]。

⑦环境保护原则：社会各界环保理念的持续加强，对公路建设工程的环保要求自然越来越高。软土路基施工同样需要引起高度重视，即在充分考虑生态环境保护的基础上，软土路基施工避免污水随意排放、合理处理施工垃圾，避免对周边环境产生污染[4]。

⑧安全施工原则：由于软土路基的特性，对应的土体结构相对较为松散，非常容易发生滑移、坍塌等威胁，软土路径施工需要充分结合地区实际，将相关的危险因素纳入分析，并制定对应的保障措施，将安全隐患降到最低[5]。

综上所述，市政道路软土路基施工原则主要是以保证路基的承载力、稳定性、排水性和耐久性为目的，并在施工时严格按照统一标准进行操作，遵守各项规定，以确保道路的安全、舒适和持久[6]。

3 市政道路软土路基稳定性处理方案

3.1 置换技术

市政道路软土路基置换技术是一种目前比较新颖的处理软土路基的方法，它主要是通过取出原有软土路基，将其置换为更加密实的高强度土方，从而提高路基承载力和稳定性。市政道路软土路基置换技术主要有以下几个步骤：首先，去除原有软土路基：在施工前，需要将原有的软土路基挖掉，以露出基岩或深层土壤。挖掘深度和面积会根据不同情况而不同。其次，加固路基基底：挖掘完成后，需要在基础部位进行加固，以承载道路所需的荷载。加固方式通常是使用水泥、石灰等材料调配混凝土，通过浇注、压实等方式固定在基底上。再者，装填高强度土方：在上述基底部位，需要填充新的高强度土方，以替代原有的软土路基。高强度土方的选择将根据具体情况决定，可以使用沙砾、碎石、砂岩等材料，而重要的是保证土方的密实度和稳定性[7]。最后，压实和修平：高强度土方覆盖原有土层后，需要进行压实和修平，以确保路面整体平整牢固。市政道路软土路基置换技术是在取代原有软土路基的同时，增加了路基的密实度和稳定性，采用该技术不仅可以提高路基的承载能力和使用寿命，还能降低施工难度和成本。

3.2 强夯技术

市政道路软土路基强夯技术是通过机械将夯锤和振动锤向软土路基施加高频、大振幅地冲击和振动力，压实或改良土体，并提高土体的密度和承载能力的一种工艺技术。市政道路软土路基强夯技术的应用，首先需要针对基础进行处理，在开始进行强夯施工前，必须对接触土层进行处理，消除表面的松散土层，在不断向下施加力的过程中，振实土层，增强承载能力。然后进入到强夯施工环节，采用不同强度、规格的振动锤进行强夯，每次应选择合适的开振频率和振幅参数进行操作。强夯时应分批进行，每次施工面积不宜过大，以便对强夯效果进行评估。强夯加固后，需要对土体的密实效果和均匀性进行检验和评估，以便更好地确定下一步工序和控制施工质量。市政道路软土路基强夯技术有利于提高路基承载能力和稳定性，同时也能够合理利用现有土层的材料。但是需要注意的是，施工前必须对施工土层进行现场、实验室等各种形式的勘测和检测评估，对不同类型、不同属性的软土路基采用不同的振动锤技术。此外，强夯施工后应及时进行场地检查、评估并进行后续的维护和修补。

3.3 排水固结

市政道路软土路基排水固结技术通常也称为“卸载排水共固结法”或简称“排水固结法”，是一种目前较为常用的软土地基处理技术。该方法主要是通过降低水平面下软土路基的水位，使软土中的孔压力得到释放，通过实际固结和地基固结来达到增加路基承载力和稳定性的目的。市政道路软土路基排水固结技术包括以下几个步骤：①进行地基评估：在开始进行排水固结时，必须对软土路基进行综合地基评估和现场测试，以确认适合采用排水固结技术的软土层位置和深度，确保工程可行性和效果实际性[8]。②施工排水井：还需要进行施工排水井。排水井的布置应根据路基跨度和土地性质合理安排，并确保排水网结构合理、通畅和密实。③排水井降水：开挖排水井后，对软土路基下的水位进行降低，使软土中的孔隙水逐渐向陆地或现有排水井排出，实现加固的目的。④处理基底和使用加固材料：降水后，需要对取出的软土路基进行处理，然后在原位中倒入加固材料，并通过适当的振动压实控制。最后，通过加硬、夯实加固基底，增加路基的承载能力和稳定性。总之，市政道路软土路基排水固结方法可使软土路基达到一定的固结效果，从而提高路基承载力和稳定性。排水固结技术是一种较为可靠、经济且效果显著的软土路基处理技术，可广泛应用于市政、建筑、水利、交通等行业领域。

3.4 振动水冲技术

振动水冲技术（图1）是一种通过高压水流和振动结合，对软土路基进行处理和加固的方法。该技术的主要原理是先利用水枪将软土路基的表层强力冲刷，再通过振动把水分通过土层排除以达到加固目的[9]。振动水冲技术在市政道路软土路基稳定性处理中的应用，在施工前，必须对软土路基进行现场勘查和检测，以确认可行性和确定处理方案。施工时，先使用振动锤或振动板等工具形成振动阵列，再通过振动弹性传递到软土路基。振动过程中，需要适当控制振幅和频率，防止对现有基础造成损害。然后采用高压水流冲刷，即利用高压水枪，对软土路基进行冲洗，使土壤内部的松散层被冲刷出来。将随水流排出的泥浆随时清理干净，保持施工现场清洁和卫生。最后进行压实土钉加固，完成振动水冲工作后，可以使用钢筋或钢丝网等材料在软土层中钉入，形成土钉加固，以达到提高路基承载能力和稳定性的目的。总之，振动水冲技术是一种有效的软土路基处理技术。与传统方法相比，该方法工程周期短、污染少、施工效率高，具有较强的适应性和应用前景。

图1 振动水冲技术示意图

3.5 高压旋喷技术

软土路基高压旋喷技术（High-pressure rotary jetting technology for soft soil subgrade）（图2）是一种用于改善软土路基地质条件的施工技术。该技术通过高压水枪在软土中进行旋转，将软土表层土颗粒剥离，形成细小的孔隙和低密度的土体结构。经过高压旋喷后，软土地基的自重应力可有效提高，同时土体的排水能力也得到了增强。这些变化使得软土地基更加坚实，稳定性更好，从而可以更好地支持公路等建筑物结构，减少路面沉降等问题。值得注意的是，软土路基高压旋喷技术虽然对软土地基质量有一定提升作用，但其效果也仅限于软土地基表层，无法对软土地基深部产生明显的作用[10]。因此，在具体施工时需要根据实际情况合理选择技术并加以运用。