軟土路基的市政道路施工技術(shù)分析

盧義琴

（池州建設(shè)投資集團(tuán)有限公司，安徽池州247000）

0 引言

市政道路是我國重要的基礎(chǔ)設(shè)施，在推動(dòng)社會(huì)運(yùn)輸生產(chǎn)方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。但受軟土路基因素的影響，導(dǎo)致市政道路在投入運(yùn)營后，出現(xiàn)種種病害問題，不僅嚴(yán)重影響司機(jī)行車舒適度，嚴(yán)重時(shí)還可能引發(fā)交通安全事故。因此，必須加強(qiáng)對(duì)軟土地基市政道路施工技術(shù)分析，有效解決軟土路基問題，提高市政道路使用壽命。

1 軟土路基特征

1.1 含水量大

軟土路基有著比較高的含水量，且土質(zhì)孔隙比較大，通常情況下，軟土路基含水量在35%～70% 范圍內(nèi)，孔隙比范圍為1～2e。

1.2 抗剪強(qiáng)度較弱

從土工試驗(yàn)結(jié)果來看，在我國，軟土路基抗剪強(qiáng)度通常在20kPa 以內(nèi)，有效內(nèi)摩擦角也相對(duì)較小，具體范圍在25～35o。對(duì)正常固結(jié)軟土層而言，隨著深度的提升，不排水抗剪強(qiáng)度也會(huì)變大，因此需要通過采取有效措施，提升軟土層固結(jié)速率，更有利于軟土路基強(qiáng)度增強(qiáng)。

1.3 滲透性相抵較弱

從具體數(shù)值來看，軟土路基滲透系數(shù)范圍在1×10-6～1×10-8cm/s 范圍內(nèi)，整體相對(duì)較弱。

1.4 流變性相對(duì)較為顯著

軟土路基受荷載作用的影響，本身承受的受剪應(yīng)力也在變大，因此會(huì)逐漸出現(xiàn)剪切變形，同時(shí)還會(huì)致使出現(xiàn)軟土路基抗剪強(qiáng)度衰減問題。因此，在完成主固結(jié)沉降后，軟土路基還可能繼續(xù)發(fā)生次固結(jié)沉降的問題，有著明顯流動(dòng)性[1]。

1.5 具有各向異性特點(diǎn)

從整體來看，盡管軟土路基的結(jié)構(gòu)較為軟弱，但軟土路基在形成過程中，本身需要一定時(shí)間的累積，形成了不同層次的軟土路基結(jié)構(gòu)。每一層軟土路基結(jié)構(gòu)均存在一定的差異性，這種差異性在地質(zhì)條件方面體現(xiàn)較為明顯。不同層軟土結(jié)構(gòu)形成，花費(fèi)的時(shí)間不同，因此形成的土質(zhì)結(jié)構(gòu)也有所差異。從橫向?qū)用鎭砜?，軟土路基結(jié)構(gòu)處于同一層，具有同性特點(diǎn)，但從豎向?qū)用鎭砜?，則存在明顯差異。因此軟土路基整體結(jié)構(gòu)具有明顯的各向異性特征。

2 軟土地區(qū)市政道路路基常見病害及成因分析

2.1 路基承載力不足

軟土路基的土層比較軟弱，因此很難承受較強(qiáng)的荷載，容易出現(xiàn)失穩(wěn)、滑移問題，尤其是在沿海地區(qū)，土質(zhì)層較厚，土質(zhì)較軟，地基的含水率大，壓縮性高，整體強(qiáng)度軟弱。在實(shí)際開展市政道路施工過程中，如果不對(duì)上述問題進(jìn)行改善，將會(huì)嚴(yán)重削弱路基承載力，導(dǎo)致市政道路出現(xiàn)各種病害問題，比如軟弱路基邊坡因?yàn)槌休d力不足，在車輛荷載作用下，會(huì)出現(xiàn)失穩(wěn)問題，導(dǎo)致邊坡滑動(dòng)，隨著時(shí)間的推移，政道路路基將會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的變形，嚴(yán)重影響行車安全。

2.2 新舊路基拼寬處理不當(dāng)

一些市政道路運(yùn)行多年，路基處于老化狀態(tài)，在經(jīng)過長時(shí)間的沉降后，土體固結(jié)早已結(jié)束，此時(shí)如果選擇進(jìn)行路基拼接施工，新拼接的部分，將會(huì)出現(xiàn)新的沉降，這種沉降與老舊路基沉降存在明顯差異性，尤其是在新老路基拼接處，這種差異性表現(xiàn)更加明顯，導(dǎo)致市政道路內(nèi)部應(yīng)力失去平衡，從而在新老路基拼接位置處，發(fā)生較強(qiáng)的應(yīng)力釋放，導(dǎo)致路面發(fā)生開裂問題[2]。這一問題在后續(xù)進(jìn)行道路維護(hù)方面解決難度較大，尤其是對(duì)市政道路而言，在早期的施工建設(shè)過程中，周邊配套基礎(chǔ)設(shè)施也隨之建設(shè)完成，因此如果重新進(jìn)行修復(fù)，需要帶來非常大的施工變動(dòng)，不僅增加整體修復(fù)施工成本，還會(huì)嚴(yán)重影響市政道路建設(shè)效率。

2.3 橋頭跳車

在軟土市政道路橋梁銜接位置處，經(jīng)常出現(xiàn)橋頭跳車病害問題。究其原因在于，市政道路路基相對(duì)較為“柔性”，而橋梁結(jié)構(gòu)主要是以混凝土與鋼結(jié)構(gòu)組成，整體表現(xiàn)較為“剛性”，因此在兩者連接處，縮脹性會(huì)有所不同，再加上兩者組成的材料各不相同，因此很容易出現(xiàn)不均勻沉降，形成錯(cuò)臺(tái)。當(dāng)市政道路路基和橋臺(tái)出現(xiàn)較高的錯(cuò)臺(tái)高度時(shí)，很容易影響車輛正常行駛，導(dǎo)致車輛出現(xiàn)跳躍和沖擊現(xiàn)象，不僅會(huì)對(duì)行車舒適性造成嚴(yán)重影響，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引發(fā)交通安全事故。

2.4 路基不均勻沉降

市政道路建設(shè)與普通道路建設(shè)有所不同，在路基范圍內(nèi)，會(huì)存在一些地下管線措施，比如各種地下管線、管道、沉井等，上述這些構(gòu)筑物通常局部埋深比較淺，且位置分布不規(guī)律，帶有一定的隨機(jī)性，為避免這些基礎(chǔ)設(shè)施遭受損壞，會(huì)采用混凝土包管方式加以保護(hù)，這種保護(hù)措施會(huì)增加道路路基的局部強(qiáng)度，從而導(dǎo)致道路路基整體性強(qiáng)度不均，還會(huì)導(dǎo)致道路路面高度不平，甚至存在明顯的高差，同樣會(huì)影響司機(jī)駕車體驗(yàn)，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引發(fā)交通事故。

3 市政道路中軟土路基施工技術(shù)

3.1 強(qiáng)夯施工技術(shù)

強(qiáng)夯施工技術(shù)是市政道路軟土路基常見的加固技術(shù)，針對(duì)加固深度的不同，夯擊能選擇也有所差異，如果加固深度在6～7m，建議單位夯擊能控制在2000kN.m/m2左右。

在夯錘選擇方面，可采用圖1所示的夯錘，該夯錘底面呈圓形，直徑為2.3m，錘底靜壓力值47.5kPa，能夠有效滿足規(guī)范要求。在錘擊點(diǎn)布設(shè)方面，如果路基地下水位較高，夯坑底部存在很多積水，應(yīng)先做好排水措施，降低地下水位，然后，再進(jìn)行場(chǎng)地平整，并通過吊機(jī)吊起夯錘進(jìn)行夯擊加固。先要將夯錘調(diào)至夯擊能確定位置，隨后夯錘脫鉤，自行下落，利用重力完成夯擊。在夯擊前，應(yīng)事先做好夯點(diǎn)設(shè)置，以保證夯擊的準(zhǔn)確性。在完成初次夯擊后，需要在推土機(jī)的幫助下，填平夯坑，并對(duì)場(chǎng)地標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量，隨后，再進(jìn)行新一輪夯擊。此時(shí)夯擊可采用低能量滿夯方式，保證夯擊充分全面。

圖1 強(qiáng)夯法夯錘示意圖

在夯擊達(dá)到施工要求后，再進(jìn)行場(chǎng)地整平。在夯擊時(shí)，不同夯擊點(diǎn)間距控制在3.5m 左右，注意采用跳夯方式，可提高夯擊的均勻性，防止路基局部出現(xiàn)隆起問題。同時(shí)還應(yīng)注意，加強(qiáng)夯擊間隔控制，兩次夯擊時(shí)間間隔不宜過久。一般在完成第一次夯擊后，結(jié)合實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)，路床頂標(biāo)高會(huì)下降0.5～1m 左右，然后及時(shí)做好場(chǎng)地平整，緊接著實(shí)第二次夯擊。此時(shí)夯擊注意更換夯錘，可采用低能量小夯錘，并結(jié)合實(shí)際，增加滿夯次數(shù)，有利于提高路基夯擊加固質(zhì)量。此外，還應(yīng)合理選擇路基夯擊加固施工的換填料。在夯擊作用下，填料會(huì)成為路基一部分，因此注意選擇的填料不宜過于軟弱，應(yīng)采用有棱角的石塊，禁止采用淤泥或一些易膨脹的材料作為填料，否則會(huì)嚴(yán)重影響路基的強(qiáng)度。在采用石塊材料時(shí)，注意不得選用鹽化巖石石塊，同時(shí)還要控制好石塊的粒徑，不得超出500mm。在路床填料方面，填料粒徑應(yīng)控制在100mm以內(nèi)。

3.2 釘型水泥攪拌樁水泥土雙向攪拌處理

在市政道路路基加固施工的過程中，也可以采用釘型雙向水泥攪拌樁施工技術(shù)，該加固施工技術(shù)上部采用了擴(kuò)大頭樁，樁徑高達(dá)1m，下部樁徑為0.5m。在樁位布置方面，可采用等邊三角形布置方式。在樁頂位置，應(yīng)設(shè)置碎石墊層，通過這種墊層的設(shè)置，有利于路基均勻受力，避免市政道路路基出現(xiàn)不均勻沉降問題。在路基內(nèi)，設(shè)置雙向塑料土工格柵。在實(shí)際施工過程中，首先完成攪拌機(jī)安裝，然后即可進(jìn)行噴漿施工，在這一過程中，注意做好鉆機(jī)的提升控制，配合完成攪拌施工。最后再伸展葉片，切土下沉，進(jìn)行提升攪拌，如此循環(huán)往復(fù)，完成整個(gè)水泥攪拌樁施工。水泥攪拌樁采用的材料為普通硅酸鹽水泥，水泥等級(jí)為42.5R。同時(shí)還應(yīng)加強(qiáng)水灰比控制為1∶0.55。樁體強(qiáng)度要求在1MPa 以上，單樁承載力在140kN 以上。復(fù)合地基承載力在120kPa 以上。在完成攪拌樁施工后，注意將樁頭鑿除。同時(shí)在樁頂與路床間，先鋪設(shè)碎石墊層。在這一過程中，注意加強(qiáng)碎石粒徑控制，一般粒徑＜20mm，同時(shí)注意控制好鋪設(shè)厚度，一般不得＞50cm。在鋪設(shè)土工格柵時(shí)，可采用鋼塑復(fù)合雙向土工格柵，更有利于提高路基的強(qiáng)度。水泥攪拌樁適合采用飲用水作為施工材料，如果實(shí)際施工條件不允許，無法采用飲用水，為保障施工質(zhì)量，注意加強(qiáng)水質(zhì)檢查，尤其是要控制硫酸鹽含量指標(biāo)，一般每升水硫酸鹽含量不得＞2600mg。除此之外，還應(yīng)注意，釘型水泥雙向攪拌樁土體攪拌對(duì)成樁質(zhì)量有著非常大的影響，因此在實(shí)際施工時(shí)，針對(duì)樁底部關(guān)鍵位置，還應(yīng)注重?cái)嚢枋┕さ穆鋵?shí)，并加強(qiáng)攪拌轉(zhuǎn)速控制，一般控制在25r/min 左右。在傳統(tǒng)施工工藝過程中，在攪拌提升時(shí)，可以關(guān)閉送漿泵，即只攪拌，不噴漿，即“兩攪一噴”，但遇到一些特殊的軟土地質(zhì)，比如土質(zhì)比較軟弱，采用上述施工方式很容易造成噴漿嘴堵塞，因此可以選擇改進(jìn)釘型雙向水泥攪拌樁的工藝，采用“兩攪兩噴”方式，可有效解決漿液堵塞問題，提高成樁質(zhì)量，保證路基土體加固效果。

3.3 高壓旋噴樁地基加固技術(shù)

在以往進(jìn)行市政道路路基加固施工時(shí)，采用的高壓旋噴樁以單重管旋噴為主，但如今針對(duì)高壓旋噴樁地基加固技術(shù)的應(yīng)用，多采用雙重管旋噴施工工藝。相較于傳統(tǒng)單重管旋噴，雙重管進(jìn)行旋噴在高壓泥漿泵等高壓噴射裝置的幫助下，可顯著提高漿液的噴射壓力，一般泥漿噴射壓力可高達(dá)20MPa 以上，與此同時(shí)，從外噴嘴中，做好將壓縮后的空氣噴出[3]，如此一來，在高壓漿液流和壓縮氣流雙重作用下，通過一邊旋轉(zhuǎn)，一邊噴漿，最終可顯著提高成樁質(zhì)量，增強(qiáng)地基的加固效果。在市政道路工程路基加固中應(yīng)用高壓旋噴樁施工技術(shù)，注意先開展施工試樁工作，要求試樁數(shù)量在5 根以上。

同時(shí)采用開挖檢查的方式，做好施工孔數(shù)的檢驗(yàn)，在這一過程中，應(yīng)加強(qiáng)檢驗(yàn)點(diǎn)數(shù)量控制，一般不低于施工孔數(shù)的5%。在施工過程中，還應(yīng)注意做好高壓旋噴樁布設(shè)工作，可采用三角形布設(shè)方式。針對(duì)高壓旋噴樁噴射的漿液，可采用普通硅酸鹽水泥，水灰比控制在1∶1.05。

與此同時(shí)，水泥漿壓力控制在22～25MPa 范圍內(nèi)。在進(jìn)行旋噴施工時(shí)，還應(yīng)注意控制好鉆桿提升的速度，通常提升高度為150mm/min。在實(shí)際進(jìn)行旋噴施工過程，一旦發(fā)現(xiàn)壓力異常下降，或者周邊泥土發(fā)生了冒漿現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)停止施工，找出問題原因所在，避免影響整體施工質(zhì)量。另外，由于在采用高壓旋噴樁施工工藝時(shí)，通常設(shè)置的噴射直徑相對(duì)較大，噴射壓力也非常高，因此在軟土路基內(nèi)部，將會(huì)產(chǎn)生較大的瞬時(shí)壓力，為避免這種壓力對(duì)路基內(nèi)周圍管線造成破壞影響，在正式開展施工前，應(yīng)提前做好地下管線調(diào)查工作，尤其是要詳細(xì)了解市政道路路基范圍相關(guān)的地下管線位置分布信息，從而在施工前，提前做好設(shè)計(jì)規(guī)范，繞開地下管線。還可以采用跳打的方式，降低高壓旋噴施工對(duì)地下管線帶來的影響。如果施工區(qū)域臨近河道、基坑，在實(shí)際施工過程中，很容易出現(xiàn)冒漿問題。因此，需要提前做好地質(zhì)勘查工作，并做好地下排水施工，有效降低孔隙水壓力，然后再進(jìn)行路基加固施工，從而更好地保證整體路基加固施工質(zhì)量。

除此之外，在市政道路路基加固施工中，采用高壓旋噴樁施工技術(shù)，還應(yīng)考慮到污水管、雨水管問題，由于上述兩種管道埋深通常比較深，尤其是對(duì)污水管而言，本身還是重力流管，平均埋深在0.8～5m 不等[4]，因此在進(jìn)行高壓旋噴樁施工時(shí)，還應(yīng)考慮加強(qiáng)施工時(shí)序的控制。一般情況下，若先進(jìn)行雨污水管埋設(shè)施工，那么在管道所在區(qū)域內(nèi)，將無法進(jìn)行深度地基加固處理，為有效解決這一問題，在市政道路工程路基加固區(qū)域中，針對(duì)管道所在區(qū)域，可以先進(jìn)行空噴施工處理，即先采用其中一個(gè)噴管進(jìn)行空噴，只噴氣，不噴漿液，待標(biāo)高達(dá)到雨污水管底時(shí)，再進(jìn)行噴漿施工。

與此同時(shí)，面對(duì)局部漿液冒出超過管底標(biāo)高的情況，可以先采用人工或者機(jī)械施工方式，挖除超出標(biāo)高的部分，再開展管道地基施工。除此之外，還應(yīng)注意嚴(yán)格按照相關(guān)給排水構(gòu)筑物和管道規(guī)范做好科學(xué)合理規(guī)范回填壓實(shí)處理，從而有效確保溝槽與市政道路軟基處理區(qū)域路基沉降均勻一致性，避免后續(xù)出現(xiàn)嚴(yán)重病害問題。

4 結(jié)語

在市政道路施工過程中，針對(duì)軟土路基的處理非常關(guān)鍵，否則很容易引起各種道路病害問題，嚴(yán)重影響市政道路使用壽命?；诖?，必須要在深刻認(rèn)識(shí)到軟土路基特點(diǎn)與危害的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)對(duì)軟土路基加固施工技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用，有效解決相應(yīng)問題，提高市政道路建設(shè)質(zhì)量水平。