软基加固施工技术在市政道路施工中的应用探究

2023-11-27赵辉吕艳玲青岛市黄岛区市政公用事业发展中心山东青岛266555

中国房地产业 2023年33期

文／赵辉、吕艳玲青岛市黄岛区市政公用事业发展中心山东青岛 266555

引言：

市政道路作为城市交通运输的重要组成部分，其安全性和舒适性对城市居民的生活质量有着直接影响。然而，由于自然力和人为因素的影响，市政道路常常面临不同程度的沉降、裂缝等问题，给道路的正常使用和维护带来困难。在这样的背景下，软基加固施工技术应运而生，成为一种有效的解决方案。

1.软基加固施工技术概述

1.1 概念

软基加固施工技术是指通过改良和增强地基的能力，提高地基土的承载力和稳定性，从而减少地基沉降和变形的一种工程技术[1]。

1.2 技术类型

1.2.1 预压排水法

预压排水法是软基加固施工技术中的一种常用方法，用于改善地基土的工程性质，增强地基的承载能力和稳定性。预压排水法通过施加预压荷载和排水措施来改善软弱地基的力学性质，首先，在待加固的地基表面设置排水板或者铺设排水材料，以提高地下水排出的通透性。然后，施加预压荷载，使地基土发生初始压实和变形。最后，随着时间的推移，地基土逐渐排水并得到更好的固结。其主要步骤如下：第一，地基准备。清理地表杂物，确保基础平整。第二，排水设施。设置排水板或铺设排水材料，以提高地下水排出通道，保证水分的排出。第三，预压施工。使用压实设备对地基进行预压荷载施加，可采用预应力锚杆、水平墙等设施。第四，固结和排水。在预压荷载的共同作用下，地基土固结并排水，改善土体的承载能力。

1.2.2 深层加固法

深层加固法是软基加固施工技术中的一种方法，用于加固和稳定地基土。通过在较深的地层中插入加固材料或构造物，以增强地基的承载能力和稳定性。深层加固法通过向较深的地下区域注入或插入加固材料、构造物等来改善地基土的工程性质。这些加固材料可以是钢筋、钢板、灌浆材料等。它们通过与周围土体相互作用，形成更稳定的土-结构体系，提高地基的承载能力和稳定性。其主要步骤如下：第一，勘察和设计。根据地基的实际情况进行勘察，并制定相应的加固设计方案，包括深度、加固材料的选型等。第二，施工准备。清理地表杂物，确定插入或注入加固材料的位置和方向。第三，加固施工。将加固材料通过打孔、钻孔或挖掘入土的方法插入地下，或者通过注浆等方式注入加固材料。第四，加固结束和后处理。根据设计要求完成加固施工，并进行必要的后处理工作，如强固固结材料的固化、施工现场清理等。

1.2.3 碎石桩法

碎石桩法是一种地基加固方法，常用于软弱地基的处理。它通过在地基中嵌入碎石桩来提高地基的承载能力和稳定性。碎石桩法通过在地基中钻孔或挖掘孔洞，并将预制的碎石桩填充到孔洞内，形成具有一定间隔和连续性的碎石桩体系。碎石桩与周围土体相互作用，形成摩擦阻力和土体的侧向支撑力，从而提高地基的承载能力和稳定性。其主要步骤如下：第一，勘察和设计。根据地基的实际情况进行勘察，并制定相应的碎石桩设计方案，包括桩的直径、间距和深度等。第二，施工准备。清理地表杂物，确定打孔或挖掘孔洞的位置和方向。第三，桩基施工。通过钻孔、挖掘或冲击等方式形成孔洞，并将预制的碎石桩填充到孔洞中。第四，桩顶处理和后处理。根据设计要求对碎石桩顶部进行处理，例如修剪或加固，以及进行必要的后处理工作，如清理现场等。

1.2.4 环保加固法

在软基加固施工中，可以采用以下环保加固法：第一，深层加固法。利用钻孔灌注桩或预制桩等深层加固技术来增加软基的承载能力，在环保加固中，可以选择使用环保型灌浆材料或可再生材料来填充桩内空隙，以减少对土壤和地下水的污染。第二，应用土工合成材料，如土工格栅、土工布、土工膜等，加固软基。这些材料通常采用环保型的聚合物或可降解材料，以减少对环境的负面影响。第三，生物加固法。通过植物的根系形成植物材料土壤增强体，提高软基的抗剪强度和稳定性。选择适应当地气候和环境条件的植物，并结合生态保护的原则进行种植和管理。第四，微生物改良法。利用微生物活动促进土壤颗粒间颗粒结合力的增加，改善软基土壤的工程性能。选择环境友好的微生物种类，并使用无害的改良剂，确保施工过程对环境无污染。第五，利用废弃物材料。在软基加固过程中，可以考虑利用废弃物材料进行填充或加固。这些材料可以是可回收利用的建筑废弃物、矿渣、煤矸石等，从而实现资源的循环利用。在软基加固施工中采用环保加固法时，要注意选择合适的环保材料和技术，并在施工过程中严格遵守相关环境保护法规和标准，减少对自然环境的不良影响。同时，定期监测和评估加固效果，确保工程质量和环境保护的双重目标得以实现。

2.软基加固施工技术在市政道路施工中的应用优势

2.1 节约成本

软基加固施工技术在市政道路施工中的应用具有以下节约成本的优势：第一，延长使用寿命。软基加固可以提高道路的承载能力、稳定性和抗沉降能力，有效延长道路的使用寿命。通过减少道路损坏和维修次数，可以节约长期运营和维护成本。第二，降低维修成本。软基加固能够解决路基松软或沉降等问题，减少因软基问题导致的道路破损和维修频率。相比于频繁维修，软基加固施工的一次投资可以持久地改善路基的质量，从而降低维修成本。第三，减少施工时间。软基加固施工技术通常能够实现快速施工和迅速投入使用。相比于传统的路基加固方法，软基加固可以缩短施工时间，减少交通中断带来的经济损失。第四，节约原材料。软基加固施工通常可以利用现有土壤资源或废弃物材料，减少新材料的使用。例如，通过土工合成材料的应用，可以减少对天然石材和填土的需求，从而节约原材料和开采成本。第五，提高工程效率。软基加固施工技术通常能够实现机械化和自动化作业，提高工程施工效率。快速、高效的施工可以减少人力资源的投入，降低劳动力成本[2]。

2.2 提高施工速度

软基加固施工技术在市政道路施工中的应用可以提高施工速度，具有以下优势：第一，快速施工。软基加固施工通常采用机械化和自动化作业方式，能够实现快速施工。相比于传统的路基加固方法，软基加固可以大大缩短工期，减少施工时间。第二，减少交通中断时间。由于软基加固施工时间较短，道路封闭或交通中断的时间得以减少。这对于市政道路来说尤为重要，可以减轻交通拥堵，降低沿线居民、商户和出行者的影响，提高城市交通运营效率。第三，减少工程阶段对道路使用的限制。传统的路基加固施工可能需要较长的养护期，而软基加固施工技术通常能够迅速投入使用。这意味着软基加固后的道路能够更快地恢复正常交通，减少施工对道路使用的限制。第四，提高工程效率。软基加固施工通常利用先进的施工技术和设备，如土工合成材料的铺设、桩基施工机械的应用等，可以大大提高工程施工效率。这样不仅可以减少人力资源的投入，还能够降低劳动力成本。

2.3 增加道路使用寿命

软基加固施工技术在市政道路施工中的应用可以增加道路使用寿命，具有以下优势：第一，提高承载能力。软基加固施工可以通过增加路基的稳定性和承载能力，使道路更能承受交通荷载的压力。软基加固后的道路能够更好地分散荷载，减少路面变形和损坏，从而延长道路的使用寿命。第二，改善抗沉降性能。软基加固施工可以有效解决路基沉降问题，保持道路的平整度和水平标高。通过提高路基的稳定性和抗沉降性能，软基加固可以减少由于路基下沉引起的路面裂缝、拱起等损坏现象，延长路面寿命。第三，减少维修频率。软基加固施工可以解决路基松软、沉降等问题，从根本上减少路面破损和维修频率。软基加固后的道路能够更好地分散荷载和抵抗变形，大大降低路面损坏的可能性，减少维修次数，延长维修周期。第四，抗龟裂和排水效果好。软基加固施工通常采用土工合成材料等技术手段，可以增加道路的抗龟裂能力和排水性能。通过减少龟裂和水损伤，软基加固可以保持路面的平整度和稳定性，延长道路的使用寿命。第五，可持续性发展。软基加固施工通常能够充分利用现有土壤资源或废弃物材料，减少新材料的使用。这既符合可持续性发展的原则，也降低了施工成本，并且对环境友好。

3.软基加固施工技术在市政道路施工中的应用

3.1 基础处理

软基加固施工技术在市政道路施工基础处理中具有重要的应用价值，市政道路的基础处理是为了增强路面承载能力、提高道路使用寿命和稳定性，而软基加固施工技术可以有效地解决软弱地基导致的路面沉降、裂缝和变形等问题。软基加固施工技术主要包括以下几个方面的应用：第一，加筋土墙。通过在软弱地基上建立加筋土墙，利用墙体的刚度和抗剪能力来增强地基的承载能力。加筋土墙可以有效地分散荷载、抵抗地基下沉，保证道路的平稳和安全。第二，地基改良。采用灌浆、加固桩等地基改良技术，对软弱地基进行处理。这些技术可以改变地基的物理性质，提高地基的承载能力和稳定性，确保道路的平整和均匀。第三，桩基础。在软弱地基上设置桩基础，通过桩基的承载能力来分担和传递荷载，有效地提高地基的承载能力和稳定性。桩基础可以采用钢筋混凝土桩、预应力桩等形式，根据地质条件和荷载要求进行选择。第四，加固层。在软基上设置加固层，常用的材料有石灰土、水泥土等。加固层能够提供更高的抗剪强度和承载能力，降低地基的变形和下沉。综上所述，软基加固施工技术在市政道路施工基础处理中的应用能够有效地解决软弱地基导致的问题，提高道路的使用寿命和稳定性，保障道路的安全和顺畅[3]。

3.2 路面维护

软基加固施工技术在市政道路路面维护中也有重要的应用，主要包括以下几个方面：第一，小面积修补。软基加固施工技术可以应用于道路路面的小面积修补工作，对于出现局部沉降、裂缝或损坏的路面区域，可以通过加固层或其他修补材料来修复并加固，保证路面的平整和稳定。第二，路面加固。软基加固施工技术可以用于整体路面的加固工作，当道路路面因为长期使用或其他原因导致疲劳、损坏或沉降时，可以采用软基加固技术来提升路面的承载能力和稳定性。例如，在路面表层进行再铺设或重新加固，利用加筋土墙、地基改良等方法，增强整体路面的承载能力。第三，防止软化沉降。某些地区存在软化沉降的问题，即地下水位上升导致软基的变软和沉降。在路面维护中，可以采用软基加固施工技术来应对这一问题。通过加固层和合适的排水系统，有效控制地下水位和土壤软化，防止路面因软基问题而产生沉降。第四，预防断裂和变形。软基加固施工技术在市政道路路面维护中还可以应用于预防断裂和变形，通过增加路面结构的强度和稳定性，可以有效减少路面的裂缝和变形情况，延长路面的使用寿命。综上所述，软基加固施工技术在市政道路路面维护中的应用可以提高路面的承载能力、延长使用寿命，并解决一些常见问题，保障道路的安全和便利性。

3.3 防止地基沉降

软基加固施工技术在市政道路防止地基沉降中有关键的应用，以下是几个常见的应用方式：第一，加固层的应用。通过在软弱地基上设置加固层，可以提供更高的抗剪强度和承载能力，减少地基的沉降。加固层可以采用石灰土、水泥土等材料，通过合理的厚度和配比来增强地基的稳定性。第二，桩基础的应用。利用桩基础来分担和传递荷载，减轻软弱地基的荷载压力，从而防止地基沉降。桩基础可以采用钢筋混凝土桩、预应力桩等形式，根据地质条件和设计要求选择合适的桩基础方案。第三，地基改良技术的应用。采用地基改良技术对软弱地基进行处理，提高地基的承载能力和稳定性。例如，灌浆、加固桩等地基改良技术可以改变地基的物理性质，提高地基的抗沉降能力，有效防止地基的沉降现象。第四，加筋土墙的应用。在软弱地基上建立加筋土墙，利用墙体的刚度和抗剪能力来增强地基的承载能力，从而减小地基沉降的风险。加筋土墙可以分散荷载，并提供额外的支撑和稳定作用。综上所述，软基加固施工技术在市政道路防止地基沉降中的应用可以通过加固层、桩基础、地基改良技术和加筋土墙等方式来提高地基的稳定性和承载能力，有效预防地基沉降问题。这些应用可确保道路的安全性、稳定性和可持续使用[4]。

3.4 岩土边坡加固

岩土边坡加固是软基加固施工技术在市政道路施工中的重要应用之一，在岩土边坡加固过程中，可以采用以下措施：第一，地质勘察与分析。进行详细的地质勘察和岩土力学分析，确定边坡的稳定性问题和加固需求。了解边坡的土层结构、地下水位、土壤性质等信息，为后续的加固设计提供依据。第二，加固层设置。在岩土边坡的表层设置加固层，常见的加固材料包括钢筋混凝土、钢板桩、加筋土等。加固层的设置可以增加边坡的抗剪强度和承载能力，提高边坡的稳定性。第三，地钉锚喷加固。通过在岩土边坡中安装地钉，并进行锚喷加固，提供边坡的抗拉强度和支撑作用。地钉可以采用各种材料，如钢筋、预应力锚索等。锚喷材料可以根据实际情况选择水泥浆、注浆材料等。第四，加筋土墙。在岩土边坡上设置加筋土墙结构，通常采用钢筋混凝土或混凝土面板加固。加筋土墙能够分散边坡的荷载，并提供额外的支撑和稳定作用，有效防止边坡滑动。第五，排水系统设置。加固过程中应考虑排水系统，确保岩土边坡的排水畅通。通过设置排水沟、排水管等措施，减少地下水对边坡稳定性的影响，防止水分引起的边坡变形和沉降。其中，某岩土边坡排水结构就具有防塌方的功能，详情见图1。岩土边坡加固是保障市政道路安全和稳定的重要环节，施工前需充分了解边坡的地质环境，经过合理设计和施工，使用适当的加固材料和技术，确保边坡在长期使用中不会发生滑坡、塌方等事故，维护道路安全运行。

图1 防塌方的岩土工程边坡排水结构示意图

3.5 草坪加固

软基加固施工技术在市政道路施工中的另一个重要应用是草坪加固，草坪加固旨在提高绿化带的稳定性和使用寿命，减少草坪维护和管理的成本。在进行草坪加固时，可以采用以下措施：第一，根据实际需求和环境条件，选择适合的草坪材料，例如人工草坪或混凝土草坪。人工草坪具有良好的耐用性和抗压性，且不需要经常浇水和修剪；混凝土草坪则可以提供更坚固的基础支撑。第二，对于土壤质量较差的地区，可以进行土壤改良。采用适当的方法，如加入有机质、施加土壤调理剂等，改善土壤的结构和水分保持能力，增加草坪的生长条件。第三，在土壤表面铺设加固网格，它由高强度材料（如HDPE 或玻璃纤维）制成。加固网格可有效分散草坪上的荷载，增加草坪的稳定性和承载能力，防止草坪产生凹陷或磨损。第四，在草坪加固过程中，合理设置排水系统是必要的。通过设置排水沟、排水管道等，确保雨水能够迅速排除，防止积水对草坪造成损害，并提供良好的生长环境。第五，进行草坪加固后，定期进行养护和管理十分重要。包括浇水、修剪、施肥以及检查加固网格的状况，及时处理破损部分并进行维修[5]。