市政道路工程施工中軟土地基處理技術分析

聶新星

（廣州市第三市政工程有限公司，廣東 廣州 510000）

軟土地基處理技術廣泛應用于市政道路工程地基施工，通過對地基進行處理，以改變其特性，達到穩固地基的目的。為了使該技術得到充分應用，必須遵循合理選擇施工方案、與施工環境相結合的基本原則，以提高地基處理的效率和質量，保證道路工程的整體穩定性。

1 市政道路工程軟土地基特征

1.1 抗剪強度低

由于軟土地基內部存在較多大規格孔隙，整體抗壓能力下降，若不及時處理，容易造成道路坍塌，影響行車安全、縮短道路使用年限，導致工程總質量低于規定運行標準。另外，道路承載性能下降，會增加后期養護工作的難度。

1.2 流變性高

地基在承受較大外力作用下極易發生變形，若施工中不嚴格按照道路工況選用科學、適用的軟基加固方法，將加速地基的流動速率，從而引發路面塌陷，嚴重影響市政道路穩定性，甚至增加道路使用的危險性。

1.3 含水率高

與其他類型土質相比，軟土地基內部含水率較高，水分過多會使孔隙尺寸再次增大，從而削弱地基的承載能力。一般軟土地基中的土質由黏土、粉土構成，土粒中含有大量負電荷，它們會吸附空氣中的水蒸氣，使土質中水分增多。由于我國地域跨度較大，不同地區受不同氣候條件的影響，土質自身特性也有差異，特別是南方多雨、潮濕地區，嚴重影響軟土地基整體穩定性。因此，市政道路施工中存在許多難題。

2 市政道路工程軟土地基處理技術應用原則

在市政道路工程施工中，為保證施工有序、嚴格按照進度完成各項施工任務，并且施工質量能夠滿足施工標準，施工方案必須遵循科學規劃原則。在處理過程中，還要考慮后續道路養護問題，根據現場作業條件和具體施工要求，設計具有較強適用性的施工方案，確保施工質量達標。同時，要重點考慮施工環境，做好前期全面考察工作，避免地基處理施工影響周邊居民和生態環境。例如，采用土層置換處理技術施工時，噪音較大，應對施工設備進行降噪處理，并在施工區域外圍設置隔板，減少對居民生活和工作的影響。另外，要堅持科學管理的原則，嚴格控制施工質量，加強對地基處理的各個環節和工序的管理。若在施工過程中出現較嚴重的地基沉降問題，不僅無法保證后續施工的順利進行，而且不能保證施工質量。因此，必須組建專項管理團隊，針對不同施工環節進行管理，確保準確操作各項軟基處理技術、施工流程符合制定規范，以降低發生施工質量問題的概率。

3 市政道路工程中軟土地基處理技術研究

3.1 土層置換處理技術

土層置換技術的主要目的在于改變施工區域的土壤結構，去除地基中穩定性較差的土層，采用高穩固性的土層來替代，從而優化軟土地基的承載性能，保證地基的整體穩定性。該技術常用于土層較薄的地基，在地下水位過低時，也可采用這種方法處理。目前，土層置換技術主要有人工置換法和強制置換法兩種操作形式。其中，人工置換法是依托專業團隊，以人工方式對施工現場土質和周邊環境進行調查，篩選出最適用的置換土壤，從而強化處理效果。一般較實用的土層原料是具有良好滲水性和極強抗壓性能的粗粒，但需進行壓實作業，以充分發揮原料自身的優勢，提高地基的總強度。強制置換法主要包括開挖置換和爆破排淤。在處理過程中，當淤泥較稠、較厚時，應采用爆破處理技術，軟弱表層一般采用開挖置換處理技術，該技術可為處理工作提供便利。另外，拋石擠淤技術也是土層置換的一種方式，主要應用在低洼區域，能有效地排出內部積水。在實際作業中，必須先拋出路堤中心部位的砂石，以排放內部的淤泥。若軟土中有橫坡，則先從高側進行，再處理低側，適當增加低側拋石量，再往內部增添穩固土層，防止地基塌陷。

3.2 排水固結處理技術

排水固結處理技術的應用率較高，應用該技術的目的是處理含水量較多的軟土地基，以增強地基的穩固性。如果達不到這一效果，就需要選擇合適的技術方法將排水管道埋設于地基中。安裝時盡量豎直或水平進行，并將管道打造成排水井樣式，以優化軟土地基的邊界條件，確保不同孔隙中的水分通過相應的管道排出。目前，排水固結處理技術主要有以下三種：

（1）砂井堆載預壓法。該技術主要應用于透水性能低的飽和黏性軟土地基，能夠壓實地基內部所含的土質顆粒，從根本上提高地基強度，進一步提高土體固結速率。

（2）真空排水預壓法。該技術利用砂井、砂墊層安置好已固定的土體，再使用真空泵將土體中的氣體全部抽出，保證塑料薄膜下的砂墊層始終保持真空狀態，并將孔隙內的水分排出，達到較好的固結預壓效果。真空預壓技術的操作工藝比較簡單，不需要過硬的技術支撐，對于處理要求較高的地基工程并不適用，且該技術在我國市政道路工程中還沒有大規模推廣應用。

（3）降水預壓法。該技術的操作原理是采用井點抽水來降低地下水位，使土體自重應力大幅度提高 ，從而達到較好的預壓效果。利用該技術可以保證地基整體性能不受孔隙水壓力變化的影響，加快地基處理速度。

3.3 砂礫墊層處理技術

當測得軟土地基中的水分含量較高，而軟土含量較低時，可以采用砂礫墊層處理技術進行地基處理。其技術操作如下：在地基最底層表面均勻攤鋪砂石，以提高地基強度和密度，達到地基結構整體穩定。但砂礫墊層技術不適用于軟土層過厚的地基，其原因在于厚度較大的軟土層無法保證砂石攤鋪的均勻性，還會引起地基水平高度差現象，嚴重影響地基結構的均衡性，不利于后續施工。砂石攤鋪時，應嚴格控制攤鋪厚度，一般為0.5～1.2m，以達到較好的地基固定效果和隔離軟土的目的。選用砂石作為攤鋪材料，是因為其具有良好的滲水性，能將軟土中的水分全部排出。但如果工程中明確規定在回填過程中必須使用粉土，則應在攤鋪砂石時充分考慮粉土對砂墊層的影響，以避免因粉土覆蓋而影響排水效果。在處理地基時，應先處理內部，再向外延伸。同時，采用分層壓實法，保證砂墊層的施工質量。砂礫墊層處理技術的另一個優點是無需進行土層開挖，縮短了處理時間。

3.4 化學加固處理技術

化學加固處理技術是利用化學原理實現的，處理過程中需要與化學材料發生化學反應，達到全面整合軟土地基的目的，從而增強地基整體的穩固性，為后續施工任務的有序進行打下基礎。目前，該技術廣泛應用于市政道路軟土地基處理工作，常用的化學加固技術為粉噴樁復合地基技術，利用先進的設備向軟土層運送水泥或石灰，并進行攪拌，加速化學材料與軟土中水分的反應，充分吸收水分，反應后的水泥或石灰可以與軟土結合，形成堅硬固體，提高地基承載力。以某工程為例，該工程周邊有湖泊，湖水作用使施工區域的土質性質發生改變，最終形成淤泥類軟土。為了避免影響市政道路的穩定性，采用水泥攪拌技術對地基進行處理，在地基中摻入適量水泥，充分攪拌后與軟土中的水分融合，吸收孔隙中的水分，從而進一步優化淤泥土質的性質和結構，提高地基的抗壓能力，提高市政道路工程的施工效率和質量。另外，利用硅硬化原理達到地基加固的效果。采用多孔金屬鑄管將硅酸溶液注入地基，與軟土中的物質發生反應，形成固化物，從而為地基提供支撐力。硅酮反應加固技術的硬化時間較長，且硬化半徑大，能進一步提高軟土的滲透性，使溶液具有較強的黏度填充能力，從而達到加固地基的目的。

3.5 高強度夯實處理技術

高強度夯實處理技術可在短時間內提高土質層松軟、抗壓性能較弱的軟土地基強度。該技術操作簡單，不需要大量的人力、物力，處理效果顯著，是目前市政道路軟土地基處理工程中最常用的一種技術。應用該技術時，首先要充分擠壓軟土中的水分，減少內部孔隙或減小孔隙尺寸，使軟土地基具有較高的抗壓能力。該技術的實施原理如下：

（1）安排專門人員全面勘察施工現場，明確施工區域內土質的真實情況，并以收集到的資料為依據，合理確定夯實處理技術類型，強化夯實效果。

（2）利用運轉良好的設備碾壓、夯實地基，并實時跟蹤檢測地基的夯實程度，有效控制夯實的力度、頻率和范圍，以提高地基處理效果，減少資源損耗，全面提高處理質量和效率。

（3）要求技術人員嚴格按照規定的操作工序進行施工，杜絕出現縮短施工周期、不注重施工質量的情況，始終堅持循序漸進的處理原則。例如，采用光輪碾壓機進行處理時，應按標準要求采用1/3重疊法進行地基劃分，完成一塊區域夯實并達到夯實標準后，再對下一塊軟土進行夯實，以避免不全面夯實。

4 軟土地基處理過程中應注意的問題

（1）應先處理地基表層，達到處理標準后再進行施工準備。在此期間，應始終將強化材料性能和使用頻率作為基礎，以提高地基處理效果，進一步穩固地基結構。

（2）目前，常用的客土技術有強夯處理、砂墊層處理、土層置換處理三種，對技術要求不高，處理效果顯著，避免軟土地基出現異常沉降，極具應用優勢。當采用客土技術處理時，應明確技術實現原理，即使用高性能土質取代最初地基中的軟土。但需注意的是，選用的土質必須具有極高的透水性，而下水位填土應選用不透水的土壤。另外，在填充土方過程中，應始終遵循從中間向兩端推進、填充的原則，合理控制填筑厚度，一般不超過14cm。

（3）強夯處理技術應明確以重力為基礎，使物體自由下落，利用與地面接觸時產生的沖擊力達到壓實地基的目的。該技術要求嚴格控制加固深度為6～10cm，可大幅度降低軟土的壓縮量，達到約5倍，使地基強度提高4倍左右，并賦予地基更大的承壓能力，既能有效壓縮軟土，又能減少內部孔隙數量，增強軟土地基整體的穩定性。

5 結語

市政道路工程的建設數量和規模都有了明顯的提高，軟土地基是這類工程中最常見的地基類型。為了提高道路工程的施工質量，避免軟土地基對工程的穩定和安全造成不良影響，必須重視軟土地基的處理，積極、正確地運用真空預壓、化學加固等處理技術，以提高地基的整體穩定性，創造良好的施工條件。