淺論市政道路工程軟基加固技術

朱連利 朱辰辰

摘 要：隨著社會經濟的不斷發展，城市道路交通量日益增加，市政道路面臨前所未有的挑戰。如何延長市政道路的使用壽命，是市政工程設計及建設過程的重要任務。增加結構厚度，提高強度固然重要，然而，在市政道路建設過程中，經常會遇到軟基問題。因此，研究市政道路工程軟基加固技術，對提高市政道路質量具有重要意義。希望本文對市政道路工程中的軟基加固技術的研究，可以幫助解決道路軟基問題。

關鍵詞：市政道路；軟基；加固技術

引 言

我國地域遼闊，地質情況復雜，道路施工環境多樣，經常發生道路下沉、變形的現象。道路軟基問題嚴重影響城市道路的使用，阻礙社會經濟的發展和進步。市政道路建設對路基下降的要求嚴格，而路基下降是軟基處理的主要問題，所以在軟基上進行市政道路修筑[1]，如果軟基不進行適當處理，就會導致路基下降，縮短市政道路的使用壽命。對軟基的處理，需要綜合考慮工程場地地質情況和施工條件等狀況才能正確的確定軟基處理方案。下面就以軟基的特征、危害為切入點，全面分析市政道路軟基加固常用技術和方法。

1 市政道路軟基概述

1.1 市政道路軟基特征

在市政道路施工過程中，經常出現軟基問題（即軟土地基）。軟基的含水率比例高，在外力作用下容易出現變形，表現為很差的承載能力。軟基是由腐蝕類植物和淤泥的沉積等成份構成，含量比例在4～72%之間，大于一般路基的35～60%的比例。軟基的飽和度不僅高于95%，而且縫隙比在1.0～1.9之間。軟基是市政道路修筑過程中遇到的特殊形式，主要表現在兩個方面。一方面，軟基的形成類型，另一個是軟基的物理學因素。軟基的物理學測量指標出現變化，就會導致市政道路工程出現質的變化。因此，在市政道路建設過程中，軟基道路的建設難度比較大，既表現在含水量、壓縮性和承載能力等方面，又表現在土質的高靈敏性和分布不規則性等方面。

1.2 軟基的危害

軟基的土質比較復雜，對市政道路建設產生不利影響，降低道路的試用壽命。建設在軟基上的市政道路，其承載力和抗壓能力都很難滿足市政道路的要求，容易造成局部（或者整體）的地基損害。因此，軟基上的市政道路經常出現地基不穩，路面塌陷。軟基在外力的作用下，其自身承受能力不足，就會出現市政道路下沉、路面變形等現象，導致市政道路無法順利通行。如果道路路面承載力不足，就會出現偏差過大，出現道路斷裂和裂縫。因此在道路設計階段就需要找到合理的軟基加固方法指導施工，以達到延長市政道路的使用壽命的目的。

2 軟土地基的危害

軟基自身具有獨特的地理特性，所以在進行工程建設的時候，經常受到很多的不利影響。如果市政道路建設在軟基上，就會由于自身抗擠壓強度不夠，不能承擔高強度的外力，出現道路的整體損害，使得道理失去穩定性、路面下陷。另外，市政道路在外部荷載的作用下，承載能力持續下降[2]，就會出現路面變形甚至斷裂和裂縫的問題，影響道路的使用功能，降低道路的使用壽命。市政道路要保持自身的穩定性，延長道路的使用壽命，就要增強軟基的強度，使其能夠承受外界的重力。合理的軟基加固處理不僅可以提高軟基自身的承受能力，不出現市政路面的變形，還可以提高市政路面的使用年限。

3 市政道路工程常用軟基加固技術

根據軟基的深度，可將軟基處理加固技術分為表層軟基處理技術和深層軟基處理加固技術兩大類。下面將各自的特點和使用條件分別敘述如下：

3.1 表層軟基的處理技術

3.1.1 換填技術

換填技術簡單的說就是，清除掉軟基表層中適當量的軟土，并填裝強度高、價格低、壓縮性小、數量大、腐蝕性低以及性能穩定的材料，諸如，石塊、石粒、沙土和灰土等。通過對換填的材料進行逐層鋪墊，以及適當的夯實達到一定的密實度，可以將軟基層轉變成持力層。因此，換填技術可以增加市政路基的承載力，降低市政路面的下降量，減低路面熱脹冷縮率。換填技術適用于淤泥性土質，以及暗塘等淺層的軟基。

3.1.2 土工編織物技術

土工編織物技術就是在軟弱地基上鋪設土工編織物。土工編織物作為聚合物，可以被用于制造平面土工編織物。土工編織物具有重量輕、耐腐蝕、使用方便和整體性好的優點。同時，土工編織物抗拉強度高、抑制微生物的腐蝕作用。土工編織物的一種演變材料是土格柵欄，其具有其他材料所不具有的優點，諸如，排水性好、反過濾性強、互補性強以及隔離性好等。土格柵欄和土工編織物技術不僅可以改善軟基表層，還可以提高土層的承受能力。

3.1.3 使用添加劑

如果軟基層的土壤由粘土構成，可以使用添加劑的方法來增加軟基的強度。通過在粘土表層中增加添加劑，可以提高土壤的強度和壓縮性，增強土壤的穩定性。添加劑方法是將熟石灰和生石灰或水泥按照合理的比例進行配比，同時增加一定量的添加劑，使其與軟基土壤進行相互作用。添加劑方法不僅可以降低軟基中的含水量，使其成為土壤團粒，還可以通過土壤與添加劑之間的化學反應，改變軟基表層的粘土性，進而提高軟基土壤的穩定性。

3.1.4 淺層排水法技術

部分軟基土質比較好，僅僅是含水量比較高，導致土質比較松軟。針對這類土質來說，需要進行表層挖掘，讓表層水分蒸發，降低土壤中水分的含量。軟基中水分的流失，可以增強軟基的承受能力[3]，保證施工過程中大型機械化設備的使用。另外，在軟基中裝填透水性好的沙石和石子，以此發揮溝槽中的盲溝作用（如圖1所示）。

3.1.5 砂墊層技術

砂墊層技術就是在軟基土層上增加一些厚厚的砂墊，約為0.5～1.2m之間（如圖2所示）。在軟基上增加砂墊層不僅可以排除表層的水分，而且可以增加表層軟土的粘性。另外，砂墊層可以充當填土層的排水層，降低軟基層的水位。當對軟基進行砂墊處理后，可以保證大型機械設備在基層上的正常通行。

3.2 軟基深層處理技術

3.2.1 強夯技術

法國Menxrd公司首創的強夯技術，采用8～30t重的大錘，從距地面8～20m高空落下，直接作用于地基表面，以此來夯實路基。強夯技術具有原理簡單、操作容易、效果明顯和經濟效益好等優點，但其噪聲比較大，施工過程中對周圍建筑產生很大的振動，所以一般適用與新區及人口密度相對較少的地區，不適合建設人口密集城市的中心城區市政道路。強夯技術處理過的地基，其承載能力能提高1～5倍，有效加固深度為5～10m，甚至可以加固深度在10m以上。同時，強夯技術適合多種類型的土壤，但是不適合飽和度高的粘土。

3.2.2 預壓法技術

預壓法技術（又稱為排水固結技術），經常作用于高速公路建設，適用于粘土軟基。預壓法技術具有價格低廉、實施效果好等優點。預壓法技術利用軟基土壤自身的透水性特點，或者建筑在地基上的豎向排水體，通過增加地表（建筑物）的自重，利用重力的壓力將空隙中的水分排出，進而增加地基的強度。雖然預壓法技術可以增加地基結構的土壤密度，但是施工時間長，填土速率的計算復雜。如果填土用料不當，就會出現市政路面坍塌現象。同時，豎向排水管的深度不足，或者排水管受阻，排水時間不充足，就會降低預壓法技術的效果，出現后期地基的沉降。一般市政道路大都工期較緊，所以較少使用預壓法技術。

3.2.3 復合技術

復合技術就是在軟基的土壤中添加增強樁，進而改變軟土地基中著力的結構，使得土壤中樁體能夠承擔大部分的重載力。目前，比較常見的復合技術主要為，混泥土攪拌樁技術、固土樁技術、高壓旋噴技術、石灰樁技術、CFG技術以及散體樁法等。下面就詳細闡述：

（1）混泥土攪拌樁技術。混泥土攪拌樁技術以水泥為固化劑，通過專門的攪拌設備向地基中注入水泥砂漿。同時，攪拌轉軸進行不斷的旋轉，讓水泥漿和土壤進行緊密結合，使其充分混合在一起。混泥土攪拌樁技術處理后的土壤發生了各種化學變化，其自身的土壤結構也發生變化，進而形成一個水泥樁柱（如圖4所示）。混泥土攪拌樁技術使得土壤具有良好的穩定性，而且不會對周圍環境造成污染。混泥土攪拌樁技術具有振動小、噪聲低等優點，不僅可以縮短施工工期，而且可以降低工程造價。

（2）固土樁。固土樁又稱為粉噴樁，通過專業的噴粉鉆機使得粉體固化。例如，水泥，通過專業設備噴進軟基土壤中，并使其與固化劑進行攪拌形成新的地基。在攪拌過程中，兩者產生化學、物理變化，形成具有高強度的樁體。固土樁普遍應用于市政交通道路、高速公路和橋梁等工程項目中，具有適用性強的特點。

（3）高壓旋噴技術。高壓旋噴通過鉆機設備將比例配置好的固化劑漿液，直接噴注到土壤中。同時，通過高壓設備對土壤進行切割，使固化劑與土壤進行融合。隨著鉆機設備的不斷升級，已經形成固定的圓形樁體。高壓旋噴技術具有占地小、噪音低和振動小等優點，但工程造價成本高，對周圍環境污染嚴重。

（4）石灰樁技術。石灰樁技術讓石灰石與土壤發生化學變化，進而達到加固軟基的目的。石灰樁技術通過大型機械設備進行施工，在機械鉆進過程中向軟基土壤中噴射壓縮空氣，進而達到松動土壤的目的[4]。機械鉆進深度達到預定標準后，鉆探鉆頭進行反向旋轉，并注入生石灰劑，充填鉆頭與土壤之間的縫隙。石灰樁技術讓土壤與生石灰充分接觸，形成一個牢固的整體。石灰樁技術的加固深度一般為20m左右，所以適用于市政道路的軟基加固。

（5）CFG技術。CFG技術屬于混凝土形成樁體技術，可以滿足對軟基承受力要求高的地基加固，特別是軟土層厚的高速路段地基加固，或者是橋梁的地基加固。

（6）散體樁法。散體樁法（或者碎石樁）是通過高壓水槍在軟性土壤中進行鉆洞，然后將碎石填入到洞中，并進行不斷的震動、攪拌。在碎石攪拌過程中，石頭向周圍進行擠壓，與周圍土壤形成一個整體，實現對土壤加固的目的。

4 總 結

綜上所述，本文主要對市政道路工程設計中經常遇到的軟土基礎加固的幾種常用的技術進行了較為詳盡的分析和介紹，還對市政道路工程中軟土具有的幾個主要特征等進行了分析闡述。市政道路工程中軟基的處理方法各式各樣，每一種方法都有各自的特點，主要的效果和適用條件也有所不同。市政道路工程設計過程中遇到軟基情況要針對不同的土壤環境、路面要求，工程場地附近環境和地基承載力等因素，采用不同的軟基加固方法。在軟基加固過程中，只有采用適當的技術進行軟基加固，才能達到節約投資、縮短工期、減少施工難度同時又能保證工程質量的目的。

參考文獻

[1]青曉偉.市政道路施工中軟基加固技術的應用分析[J].城市建設理論研究2013，（5）：50～51.

[2]向波.市政道路施工中軟基加固技術的應用分析[J].城市建設理論研究2013，（20）：78～79.

[3]張琦.論述市政道路施工中軟基加固技術[J].科技創新家2013，（17）：98～99.

[4]王利民.水泥土深層攪拌樁在工程中的應用及質量控制[J].山西建筑，2010，（24）：151～152.

作者簡介：朱連利（1965-），男，1988年畢業于合肥工業大學土木工程系，現主要從事市政工程設計工作，現任阜陽市城鄉規劃設計研究院副總工程師，國家注冊造價工程師，監理工程師，咨詢工程師，一級建造師。

朱辰辰（1990-），2013年畢業于黑龍江科技大學，現從事市政工程設計工作。