軟土路基的市政道路施工技術研究

馮慶 曹波 胡金

湖北硚臻建設工程有限公司 湖北 武漢 430000

引言

市政道路工程對于城市的建設與發展十分重要，是加快城市經濟建設的重要措施。但在具體的施工過程中會受到各種因素影響而導致無法順利開展，軟土路基便是其中的重點難題，因此應了解軟土路基的基本特點，再根據具體情況選擇合適的技術進行施工，確保市政道路質量，從而推動城市的經濟發展。

1 軟土路基的基本特點

1.1 塑性體機應變

通常情況下，軟土地基當中的某區域會存在絮狀物，這便是其成為軟土層的主要成分與原因，其整體結構較為穩定，若沒有遭受破壞，則擁有一定的強度，但若其結構被破壞，則會出現松垮稀釋的情況，周圍地基也會失去穩定性，出現擠壓、沉降、滑動等現象，從而導致道路無法使用，在持續的外力作用下，還可能發生形變。因此應在施工過程中對其進行剪切試驗，將該軟土地基的數據進行全面的分析，并根據實際情況制定針對性的方案，選擇最為合適的技術方法進行施工，以提高地基的穩定性。

1.2 結構上不均勻

軟土地基內部的土質硬度差，相對松軟，且在同一區域內的不同土層也存在著差異，因此在實際應用的過程中也容易受到外界因素的影響而產生受力不均的情況，引發各種斷層的出現，若不及時進行處理，還可能會導致整段市政道路發生坍塌，進而引起各種安全事故的發生。

1.3 抗剪強度較弱

軟土地基的抗剪能力較弱，更容易出現壓縮或變形的情況，最大承載強度也低于傳統路段，因此極易出現路面下沉或不均的情況。其整體的穩定性與強度較差，易被外界環境因素影響而發生斷層現象，因此軟土路基的抗剪強度要在現場作原位試驗。

1.4 透水性低

由于軟土路基的透水能力差，垂直層面幾乎是不透水的，對市政道路施工排水固結不利，反映出較為明顯的路基沉降延續時間長。常出現較高的孔隙水壓力，影響地基的強度。

2 軟土路基的市政道路施工技術應用

由于軟土路基具有含水量大、滲透性差、天然強度低和壓縮性高等特征。軟土地基常用的處理措施有換土，排水砂墊層，反壓護道，拋石擠淤，水泥土攪拌，用土木織物等進行表層加固以及砂井加固等。軟土路基的處理的目的是提高該段公路路基的穩定性和承載能力。在公路工程中，軟土地基的處理方法較多，主要包含：強夯法、添加劑法、換填墊層法、排水固結技術、真空預壓法、加筋路基法、反壓護道法等。

2.1 強夯法

強夯法，是指將十幾噸至上百噸的重錘，從幾米至幾十米的高處自由落下，對土體進行動力夯擊，使土產生強制壓密而減少其壓縮性、提高強度，主要適用于顆粒粒徑大于0.05mm的粗顆粒土。強夯法具有施工工藝、操作簡單的特點，適用的土質范圍廣泛，施工后的加固效果也較為明顯，能夠適用于多種環境。強夯法的工期短、工效高、施工速度快，較換土回填和樁基能夠縮短一半工期。強夯法能夠更好地節省加固原材料，能夠起到降低施工費、減少投入資金的目的。比換填墊層法能夠節省60%的費用，與預制樁加固地基相比可節省投資50%～70%，與砂樁相比可節省投資40%～50%，同時耗用勞動力少。強夯法適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與黏性土、濕陷性黃土、雜填土和素填土等地基。對高飽和度的粉土與黏性土等地基，當采用在夯坑內回填塊石、碎石或其他粗顆粒材料進行強夯置換時，應通過現場試驗確定其適用性[1]。

在正式施工前，首先對施工區域進行深入勘察，要重點核實當前路基的地下環境，要嚴格的勘察，并參照城市規劃圖紙和工程設計圖紙。由于地下的環境十分復雜，包含地下管道、建筑物、交通軌道等設施，要在保證施工不會對其造成損害的前提下，準備實施強夯法施工作業。然后準備好施工的機器設備，包括起重設備、重錘等，起重設備的起重能力要足夠強，最好選擇圓形重錘，能夠保證在夯實過程中，地基的受力面積均勻。在施工前要保證施工現場干凈整潔，應組織好清掃工作，若場所地表下有地下水，應及時掃除地下水，在夯坑點附近設有排水通道，場所周邊區域進行外表碾壓排水和抽水等方法。如果強夯過程中沒有將土地中的空位水排出，會導致土體的空位率很高、密度很差，強夯后無法滿足市政道路工程施工要求。對施工周圍的區域做好抗震措加固施，以保護周圍區域的土層結構。隨后對施工路基進行清理工作，要除去表層土壤里淤泥、草皮等雜物后，對平整、松散的土層進行碾壓，再使用推土機將施工場地整平。然后安排專業人員依照設計圖紙進行測量與放線，埋設準點標樁、夯實標注，依照圖紙開始正式施工。在進行夯實操作前應對設備進行一次完備的檢查，確認工作人員資質，做好數據分析。最后，在夯實工作完成后應對施工成果進行檢查，確定工藝參數，以確保施工效果。

在強夯法當中要保證三遍夯擊施工，分別為分夯、副夯與滿夯。在夯擊過程中應對夯坑隔一點進行施工，對前次夯擊進行填補處理，確保錘印能夠相互搭接。夯擊點與夯擊次數應嚴格遵循設計方案，確保滿足現場要求，避免周圍出現孔隙，并防止夯坑過深而影響整體的施工效果。

若路面存在飽和細顆粒土，且地下水位較高時，應在表層鋪設碎石，并根據實際情況控制碎石層厚度，保證軟土地基能夠承受夯擊的沖擊力。在進行夯擊時，可以使用石灰對首夯位置進行標記，以控制夯擊偏差值，并及時進行測量與記錄。強夯法的成本低、難度低，但在黏土與高飽和土中的實際應用效果較差。

2.2 添加劑法

添加劑法是市政道路軟土路基施工中的一項常用技術，由于軟土地基主要以黏性土質為主，選擇合適的添加劑應用在土壤中，能夠大幅優化土質壓縮性，提升市政地基的穩定性與強度，從而有效避免因外部壓力而出現的塌方問題。在市政道路的施工中，添加劑的種類有許多，例如生、熟石灰和水泥等，都是較為常用的添加劑。在使用添加劑時，應結合土質與其他因素進行綜合性的考慮，例如天氣、地下水深度等，依據實際情況來選擇合適的添加劑。確定好各種物質的配比，以提升軟土地基市政道路的整體強度[2]。

2.3 換填墊層法

由于部分軟土地基的持力層比較軟弱、不能滿足上部結構荷載對地基的要求，給市政道路工程中的軟土路基施工工作增大了難度。可以采用換填墊層法，由于軟土層厚度不足，可參照工程施工圖和工程要求參數，將路基面積處理范圍內的軟弱土層部分或全部挖除，一般軟土層挖掘深度不超過3m，然后換填強度較大的土或其他穩定性能好、無侵蝕性的材料。填充通常選用滲水性好的礫料，稱為換填或墊層法。此法處理的經濟實用高度一般為2～3m，如果軟弱土層厚度過大，則采用換填法會增加棄方與取土方量而增大工程成本。在實際應用時，需將地基上的雜物清理干凈，并挑選合適的施工材料，對軟土地基進行填充。在選擇材料時應依據技術標準，以確保施工效果，從而提高工程質量與路基承載力。現場施工人員應嚴格把控軟土地基的壓實度與換填量，并在施工完成后進行壓實工作，以保證工程效果[3]。

2.4 排水固結技術

在處理市政道路軟土路基的施工過程中，當遇到軟土基地含水量較高的情況時，需要采用排水固結技術。排水固結技術是在地基中，設置豎向排水體例，如，排水砂井，按梅花形或正方形排列，用中粗砂灌注以加固深層軟土地基的圓形砂柱。柱頂鋪設砂墊層或砂溝將各個砂井連接起來，構成完整的地基排水系統。再進行加載預壓等操作，可以提高軟土地基的強度，保障軟土路基受到外界刺激不會產生形變，避免軟土路基的沉降等現象。如果軟土路基的含水量較少，可采用熱處理技術，通過對軟土路基中水分蒸發，進行內部水分排出。通常情況下，排水固結法由加壓與排水系統兩個環節構成。通過排水系統將地基當中的水分排出，使其含水量達到正常范圍內，常見排水體為排水帶排水和砂井排水，其中通過塑料排水板能夠有效改善淤泥軟土路基[3]。

通過外部力量對軟土路基施加壓力，讓其通過布置好的豎向排水井，將土壤當中的孔隙水慢慢排出，減少孔隙比，讓軟土地基整體發生固結變形，從而增強地基的整體強度。排水固結法主要應用于飽和土壤和軟弱土層，若遇到泥炭土地基則需要謹慎對待。

2.5 真空預壓法

真空預壓法是在需要加固的軟土地基內設置砂井或塑料排水板，然后在地面鋪設砂墊層，其上覆蓋不透氣的密封膜使其與大氣隔絕，通過埋設于砂墊層中的吸水管道，用真空裝置進行抽氣，將膜內空氣排出，因而在膜內外產生氣壓差，氣壓差即轉變成作用于地基上的荷載，地基不會產生剪切破壞，這對軟土地基是有利的。該方法不需要堆載，省去了加載和卸荷工序，縮短了預壓時間，省去了大量堆載材料，所使用的設備及施工工藝均比較簡單，無須大量的大型設備，便于大面積施工。

2.6 加筋路基法

對于沉降量不大的路堤，高路堤填土適當采用土工布墊隔，限制了軟基和路基的側向位移，增加了側向約束，從而降低應力水平，加強了路基剛度與穩定性，提高了路基的水平橫向排水，使荷載均布。采用土工布覆蓋攤鋪，既提高路基剛度，也使邊坡受到維護，有利于排水，增加地基穩定性。加筋路堤的施工原則要遵循土工合成材料加筋效果的充分發揮。合成材料連接應牢固，在受力方向處的連接強度不得低于該材料設計抗拉強度，其疊合長度不應小于150mm。鋪設土工合成材料時，土層表面應干凈整齊，不得存在石塊等堅硬凸出物。土工合成材料攤鋪后宜在48h以內填筑填料，以避免其過長時間受陽光直接暴曬。填料不應直接卸在土工合成材料上面，必須卸在已攤鋪完畢的土面上；卸土高度不宜大于1m，以防局部承載力不足。卸土后立即攤鋪，以免出現局部下陷。采用輕型壓路機壓實第一層填充材料，填筑層厚度要超過600mm，才能使用重型壓路機，要與邊坡防護同時進行。

2.7 反壓護道法

反壓護道法是為防止軟弱的地基產生剪切、滑移，保證路基穩定。公路施工過程中，針對積水路段和路基填方較高等薄弱路段，實行路段外側填筑2m寬的反壓護道，使路堤下的軟土向外側隆起的趨勢得到平衡，以提高路堤在施工中的滑動安全系數，達到路堤穩定的目的。對積水路段和填土高度超過臨界高度路段在路堤一側或兩側填筑起反壓作用的具有一定寬度和厚度的土體在路堤兩側，用透水性、穩定性均較好的沙性材料，填筑一定寬度、高度的護道，以平衡使路堤下的淤泥或泥炭向兩側隆起的張力，從而保證路基的整體穩定性。施工時要求，軟土地基處理按一次全寬施工，然后鋪砂墊層路堤與反壓護道視為一體，整體分層攤鋪壓實，以提高兩者的整體性，最后填筑路堤填料[4]。

3 結束語

市政道路工程建設是加快城市建設和提升居民生活質量的重要工程，完善城市路網建設對于經濟的發展起到重要的作用。在市政道路工程施工中，針對軟土地基的施工，要根據施工計劃要求，結合軟土地基的實際情況，充分利用各項軟土地基施工技術，滿足市政道路工程對地基的要求。要加強施工技術規范，以提高整體的工程質量，延長市政道路工程的使用壽命，從而推動城市化建設與經濟發展。