市政道路工程軟土路基施工技術(shù)探析

魏國

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摘要：本文闡述了市政道路施工過程中道路軟基施工遇到的主要技術(shù)問題，闡述了對道路軟基處理的常用方法以及軟土基路堤填筑的關(guān)鍵工序，并對這些方法進(jìn)行評價。

關(guān)鍵詞：市政；道路工程；軟土路基；施工技術(shù)

軟土地基的處理質(zhì)量直接影響到路基的基礎(chǔ)承載力，也是保證道路建成后安全、高效運(yùn)營的關(guān)鍵。軟土地基處理的目的是增加地基穩(wěn)定性，減少施工后的不均勻沉陷，所以施工技術(shù)人員必須意識到軟土地基的危害性。

1.軟土地基路基病害類型

軟土，是指淤泥和淤泥質(zhì)土的總稱。主要特點(diǎn)是天然的含水性比較大、承載能力比較低、壓縮性比較高等。在我國，軟土主要分布在沿海平原以及內(nèi)陸湖泊河川周圍地區(qū)。軟土地基的天然孔隙比較大，大約在1.0 左右，容易因外界因素而變大，不能滿足現(xiàn)代市政道路建設(shè)的要求。處理軟土地基的主要方式是加固，如果處理不當(dāng)，回到道路產(chǎn)生沉降、斷裂等病害。如軟土地基出現(xiàn)滑動時，會導(dǎo)致路基失穩(wěn)，路面扭曲；在填土荷載的作用下，軟土地基產(chǎn)生不均勻的沉降，導(dǎo)致路面不平，結(jié)構(gòu)破壞，在與橋梁等的連接處容易出現(xiàn)差異沉降，影響行車的安全。

2.軟土路基具有的特點(diǎn)

2.1土壤分層.

軟土的形成是碎屑物在沉積作用下，經(jīng)過多年的外力作用影響而形成的，軟土層中存在著各種各樣的土質(zhì)，在沒有發(fā)生地殼上升下移運(yùn)動時，軟土層中在同一水平面上的土壤類型是相同的，但縱向上的土壤性質(zhì)卻各異，而且隨著年代的推移其分層化愈加明顯。

2.2極易下沉

軟土層中土壤松散，當(dāng)軟土路基承受車輛往來時，上房了面上的擠壓和重力作用就會在此時共同發(fā)揮作用，使原本就極不穩(wěn)定的軟土層下降，軟土路基的下降深度與所施加給它的重量有關(guān)，當(dāng)施加力越大時，它的下降幅度越大，而施加力減小時，它的下降幅度就會減小。

2.3 地基破壞后恢復(fù)難度大

軟土層與其他土質(zhì)相比，還有一個不同就是，在其上鋪設(shè)的地基一旦遭到破壞就很難恢復(fù)。普通的泥質(zhì)土壤可塑性較強(qiáng)，也比較穩(wěn)定，一旦一部分路基有所破壞，在修建的時候可以只針對破壞的這一部分開展恢復(fù)工作；而軟土的性質(zhì)就不同，土粒之間的空隙很大，水分含量較大，可塑性極差，要想在其上建設(shè)路基，就要達(dá)到是加載軟土上的力的平衡，平衡力之間相互壓制，相互制約，提高軟土的密度和承受能力，使得軟土得以固定成形，可是如果建設(shè)軟土路基技術(shù)不到位，或是軟土路基建成后遭到了破壞，就打破了原來的力量平衡，軟土路基也就隨之土崩瓦解，在修復(fù)時，也不能夠像處理普通土質(zhì)路基一樣只要減小路面施加力那樣簡單，而是要對整塊軟土路基重新規(guī)劃建設(shè)，這就對軟土路基的建設(shè)技術(shù)提出了更高的要求。

2.4 軟土層之間牽連性大

將普通土壤固定成型后，從中挖取的一塊，剩下的部分可以依舊保持不變。而將軟土固定成型后，也挖取一塊，剩下的部分就會隨之潰散，同樣的操作，將普通土壤換成軟土就會產(chǎn)生不一樣的效果，這是因?yàn)檐浲恋男纬煞绞脚c普通的泥質(zhì)土壤不相同，軟土的關(guān)聯(lián)性大使得一旦觸發(fā)某一點(diǎn)機(jī)制就會引發(fā)連鎖反應(yīng)，造成整個的軟土層結(jié)構(gòu)混亂，在觸發(fā)點(diǎn)過于嚴(yán)重的情況下還可能會是軟土形成流沙狀態(tài)。也就是說，在軟土之上進(jìn)行路基建設(shè)最為忌諱的就是“動作過大”，盡量減少對軟土的大規(guī)模操作。

3.主要的道路軟基處理技術(shù)

為了更好地進(jìn)行道路軟基處理，工程技術(shù)人員加強(qiáng)了相關(guān)技術(shù)的研究。在實(shí)踐過程中不斷驗(yàn)證和發(fā)展各種理論，逐步形成了較為完善的技術(shù)處理理論和工程實(shí)施方法。目前，道路軟基處理所采取的主要技術(shù)措施，概括有以下幾點(diǎn)。

3.1堆載預(yù)壓法

堆載預(yù)壓法是指在道路修筑之前，用等于或大于設(shè)計荷載能力的填上荷載實(shí)行預(yù)壓處理。這種方法可以使得軟土地基發(fā)生固結(jié)和沉降，有效提高地基強(qiáng)度。在軟土地段固結(jié)沉降后的地基強(qiáng)度指標(biāo)達(dá)到預(yù)計值后，再進(jìn)行道路工程路面建設(shè)。

3.2換填墊層法

換填墊層法指的是用強(qiáng)度高的粘性土、砂、礫、卵石或石屑等滲水性材料，將一定深度范圍的軟土層進(jìn)行換填。并通過夯實(shí)處理，做成低壓縮、高承載的墊土層。依據(jù)不同的換填方式，該方法又可細(xì)分為換填土法、拋石擠淤法和爆破擠淤法。

3.3強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法是指為提高軟弱地基的承載力，用重錘自一定高度下落夯擊土層使地基迅速固結(jié)的方法，稱動力固結(jié)法。利用起吊設(shè)備，將 10～25t 的重錘提升至 10～25m 高處使其自由下落，依靠強(qiáng)大的夯擊能和沖擊波作用夯實(shí)土層。這種方法一般僅僅適用于粗顆粒含量較高、非飽和的軟土土質(zhì)，對飽和度較高的粘性土質(zhì)處理效果不顯著，而對淤泥和淤泥質(zhì)土處理效果更差。

3.4排水固結(jié)法

排水固結(jié)法指的在軟土上設(shè)置豎向排水井，例如砂井、塑料排水袋等，使得天然土層中的孔隙水被慢慢排出，降低土壤孔隙比，軟土固結(jié)變形、強(qiáng)度增大，這種辦法主要用于解決地基沉降及穩(wěn)定性問題。為了加速土層的固結(jié)進(jìn)程，最簡單最有效的辦法就是增加土層的排水途徑，縮短土層的排水距離。因此，可以通過設(shè)置豎向排水井（砂井或塑料排水袋），加速地基固結(jié)過程，短期內(nèi)達(dá)到固結(jié)效果，縮短預(yù)壓工期，提前完成沉降處理。同時，這種方法也加速了地基土抗剪力的增長。使地基承載力的增長率始終大于施工荷載增長的速率，從而保證了地基施工的穩(wěn)定性。

3.5深層攪拌法

深層攪拌法是指通過深層攪拌機(jī)械設(shè)備將軟土和水泥等固化劑進(jìn)行強(qiáng)制攪拌，利用軟土和固化劑在攪拌過程中所產(chǎn)生的一系列物理反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)，從而形成具有高強(qiáng)度特性的加固體。依據(jù)固化劑形態(tài)的不同，可將深層攪拌法進(jìn)一步細(xì)分為噴漿攪拌法和噴粉攪拌法。需要注意的是，該方法處理過的地基應(yīng)視為復(fù)合地基，應(yīng)力應(yīng)該由樁和土共同承擔(dān)。

4.軟土基路堤填筑的關(guān)鍵工序

在對軟土地段進(jìn)行軟基處理之后，還需要經(jīng)過加載處理。逐漸消散超孔隙水壓力，降低孔隙比，固結(jié)地基，提高軟土密度，增強(qiáng)抗剪力。同時，為了防止堆載速率大于軟基抗剪力增速，損害路基的整體穩(wěn)定性，在加載預(yù)壓時需要逐級處理。即等這一級的沉降趨勢穩(wěn)定后，再施加下一級荷載，促進(jìn)軟土地基的固結(jié)和路基的穩(wěn)定。為了保證填筑路基的穩(wěn)定，需要采取的措施主要有兩種。

4.1通過沉降速率控制填筑速率

路基填筑的速率與地基沉降速率應(yīng)保持一致。在地基條件相同的情況下，填筑速率越大，沉降速率就越大，危險性就越高。因此，用沉降速率控制填筑速率是保證填筑路基是否穩(wěn)定的關(guān)鍵因素。

4.2增設(shè)反壓護(hù)道

增設(shè)反壓護(hù)道指的是抬高原設(shè)計護(hù)坡的位置，使其達(dá)到路堤高度的一半。由于軟基的抗剪性弱，因此護(hù)道要與路基上方同步施工，形成一個整體，增設(shè)反壓護(hù)道可以使得路基承載力擴(kuò)散至一個較大的范圍。雖然增加了一些土方使用，但對增加施工的連續(xù)性、均衡地基受力和縮短工期都有利。

此外，考慮到軟土地段往往是水位較高的地段。與普遍地段相比，做好排水處理顯得尤為重要。因此，加深排水溝、完善排水系統(tǒng)也是增強(qiáng)填筑路基穩(wěn)定性的有效方法。

在軟基路段實(shí)施道路工程建設(shè)時，需要考慮路基加載所造成的地基沉降，特別是修建通道、涵洞，越接近中線的地方沉降就會越嚴(yán)重。對此，涵洞、通道處的施工方法通常有兩種：一是填土預(yù)壓法，即在挖槽施工之前先進(jìn)行填土堆載，使地基沉降到位；二是預(yù)留沉降量法，即通過計算合理設(shè)定有關(guān)部位的預(yù)留沉降量，同時設(shè)置施工縫處理管節(jié)接頭。在施工過程中嚴(yán)格控制，避免出現(xiàn)沉降導(dǎo)致的錯位。

總結(jié)：

總之，在道路施工之前，應(yīng)該針對施工要求和軟土特性找到合適的處理方法，提出并實(shí)施軟基處理的具體施工技術(shù)，為市政道路工程建設(shè)的順利進(jìn)行打下堅實(shí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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