市政道路軟土路基穩定性處理方案研究

鄭杏君 李寶林 張強飛

1.杭州瑞泉建設有限公司 浙江 杭州 310000

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市政道路工程是各個城市的基礎性工程，市政道路的質量、壽命、安全性歷來社會各界關注的焦點。軟土路基作為市場道路工程中非常常見的一種地質現象，軟土路基一般具有較差的強度、低固結能力、較大的壓縮性、較高的含水量等特點，不適合直接作為路基使用。市政道路工程施工必須要采取合理性的措施進行控制，才能有效保障市政道路的整體質量與后續使用壽命[1]?？傊?，為確保市政道路的安全性和長期穩定運行，必須尋求合適的軟土路基加固方法，并根據實際情況進行規劃和實施。

1 市政道路軟土路基特征分析

市政道路軟土路基是指由軟黏土、淤泥等松散土壤構成的道路路基。由于軟土路基的土質較為松軟，其承載能力與穩定性較差，所以在設計和施工過程中需要進行特殊處理，以確保道路的使用壽命和安全性。從市政道路軟土路基的特征來看，主要包含以下幾種特征：土質松軟：軟土路基由于土壤含水量高、結構較為松散，因此承載能力和穩定性較差。水分敏感性強：軟土路基對水分的敏感性較強，水分過多容易引起軟化、液化等問題。容易變形：軟土路基受到交通和自然荷載等壓力時，容易產生大量變形，進而影響路面的平整度和使用壽命。微生物活動：軟土中微生物活動較為活躍，容易引發地基沉降和變形等問題。其他特征：軟土路基的厚度較大，可超過10米；且其水平面反應較大，易發生側向移動、潰滑、全面液化等現象[2]。

對于軟土路基穩定性來說，外界多種因素都會對軟土路基穩定性造成影響，常見的影響因素主要包含以下幾點：土質特征：軟土的含水量、密實度、強度等參數會影響其承載力和穩定性。土層厚度：軟土層的厚度對路基的承載力和穩定性有著重要影響，過于薄弱的軟土層易受到變形和損壞。動荷載：交通載荷，尤其是車流量大的高速公路等，會給軟土路基造成較大的影響，引起路基變形、沉降等問題。水分：過高或者過低的水分含量都會影響軟土的穩定性，過高時會引起液化、軟化，過低時則會造成干裂、收縮等問題。植被：若道路兩側植有大量樹木和花卉等，根系會侵入路基，給軟土路基造成負載和穩定性方面的問題。地下水：水位升高或者降低，都會影響軟土路基的穩定性。地理環境：比如地震、滑坡、泥石流等，都可能對軟土路基穩定性造成影響。

2 市政道路軟土路基施工原則

對于市政道路軟土路基來說，施工需要嚴格遵循以下原則，才能有效保障軟土路基整體質量滿足需求：

①優先選擇承載力較好的土方：在施工前，必須對軟土進行現場勘探和試驗，根據其土質特點選擇適當的土方作為路基材料，以保證路基的承載力。

②嚴格控制壓實度：軟土路基壓實度與承載力、穩定性關系密切，過度壓實或不足會導致路基表面沉降或塌陷。施工時必須根據土方特點和地質條件，控制一定的壓實度，并結合和使用可行的施工方法，以提高土方的承載力和穩定性。

③保證路基排水通暢：保證軟土路基排水通暢是提高承載力和穩定性的重要因素。施工時要根據地形地貌、降水情況和土方特性等因素，合理設置排水系統，以保持路基的排水通暢性。

④做好防水防腐：軟土路基較為敏感，簡單的雨水或地下水就會影響其穩定性。因此，防水、防腐處理顯得至關重要。在施工前或施工后，必須根據具體條件，對軟土路基采取必要防水措施，保持路基的穩定性。

⑤選用合適的路面材料：路面材料不僅能保護路基，還能提高道路的使用壽命。因此，在施工前必須優先選擇適當的路面材料，以確保路面牢固、平整和耐久。

⑥因地制宜原則：公路工程本身的地理環境、地質情況不同，對于軟土路基施工處理技術的要求自然也存在一定的差異性。這就需要充分結合公路工程軟土路基實際情況，基于因地制宜的基本原則，科學合理地選擇軟土路基施工技術[3]。

⑦環境保護原則：社會各界環保理念的持續加強，對公路建設工程的環保要求自然越來越高。軟土路基施工同樣需要引起高度重視，即在充分考慮生態環境保護的基礎上，軟土路基施工避免污水隨意排放、合理處理施工垃圾，避免對周邊環境產生污染[4]。

⑧安全施工原則：由于軟土路基的特性，對應的土體結構相對較為松散，非常容易發生滑移、坍塌等威脅，軟土路徑施工需要充分結合地區實際，將相關的危險因素納入分析，并制定對應的保障措施，將安全隱患降到最低[5]。

綜上所述，市政道路軟土路基施工原則主要是以保證路基的承載力、穩定性、排水性和耐久性為目的，并在施工時嚴格按照統一標準進行操作，遵守各項規定，以確保道路的安全、舒適和持久[6]。

3 市政道路軟土路基穩定性處理方案

3.1 置換技術

市政道路軟土路基置換技術是一種目前比較新穎的處理軟土路基的方法，它主要是通過取出原有軟土路基，將其置換為更加密實的高強度土方，從而提高路基承載力和穩定性。市政道路軟土路基置換技術主要有以下幾個步驟：首先，去除原有軟土路基：在施工前，需要將原有的軟土路基挖掉，以露出基巖或深層土壤。挖掘深度和面積會根據不同情況而不同。其次，加固路基基底：挖掘完成后，需要在基礎部位進行加固，以承載道路所需的荷載。加固方式通常是使用水泥、石灰等材料調配混凝土，通過澆注、壓實等方式固定在基底上。再者，裝填高強度土方：在上述基底部位，需要填充新的高強度土方，以替代原有的軟土路基。高強度土方的選擇將根據具體情況決定，可以使用沙礫、碎石、砂巖等材料，而重要的是保證土方的密實度和穩定性[7]。最后，壓實和修平：高強度土方覆蓋原有土層后，需要進行壓實和修平，以確保路面整體平整牢固。市政道路軟土路基置換技術是在取代原有軟土路基的同時，增加了路基的密實度和穩定性，采用該技術不僅可以提高路基的承載能力和使用壽命，還能降低施工難度和成本。

3.2 強夯技術

市政道路軟土路基強夯技術是通過機械將夯錘和振動錘向軟土路基施加高頻、大振幅地沖擊和振動力，壓實或改良土體，并提高土體的密度和承載能力的一種工藝技術。市政道路軟土路基強夯技術的應用，首先需要針對基礎進行處理，在開始進行強夯施工前，必須對接觸土層進行處理，消除表面的松散土層，在不斷向下施加力的過程中，振實土層，增強承載能力。然后進入到強夯施工環節，采用不同強度、規格的振動錘進行強夯，每次應選擇合適的開振頻率和振幅參數進行操作。強夯時應分批進行，每次施工面積不宜過大，以便對強夯效果進行評估。強夯加固后，需要對土體的密實效果和均勻性進行檢驗和評估，以便更好地確定下一步工序和控制施工質量。市政道路軟土路基強夯技術有利于提高路基承載能力和穩定性，同時也能夠合理利用現有土層的材料。但是需要注意的是，施工前必須對施工土層進行現場、實驗室等各種形式的勘測和檢測評估，對不同類型、不同屬性的軟土路基采用不同的振動錘技術。此外，強夯施工后應及時進行場地檢查、評估并進行后續的維護和修補。

3.3 排水固結

市政道路軟土路基排水固結技術通常也稱為“卸載排水共固結法”或簡稱“排水固結法”，是一種目前較為常用的軟土地基處理技術。該方法主要是通過降低水平面下軟土路基的水位，使軟土中的孔壓力得到釋放，通過實際固結和地基固結來達到增加路基承載力和穩定性的目的。市政道路軟土路基排水固結技術包括以下幾個步驟：①進行地基評估：在開始進行排水固結時，必須對軟土路基進行綜合地基評估和現場測試，以確認適合采用排水固結技術的軟土層位置和深度，確保工程可行性和效果實際性[8]。②施工排水井：還需要進行施工排水井。排水井的布置應根據路基跨度和土地性質合理安排，并確保排水網結構合理、通暢和密實。③排水井降水：開挖排水井后，對軟土路基下的水位進行降低，使軟土中的孔隙水逐漸向陸地或現有排水井排出，實現加固的目的。④處理基底和使用加固材料：降水后，需要對取出的軟土路基進行處理，然后在原位中倒入加固材料，并通過適當的振動壓實控制。最后，通過加硬、夯實加固基底，增加路基的承載能力和穩定性?？傊?，市政道路軟土路基排水固結方法可使軟土路基達到一定的固結效果，從而提高路基承載力和穩定性。排水固結技術是一種較為可靠、經濟且效果顯著的軟土路基處理技術，可廣泛應用于市政、建筑、水利、交通等行業領域。

3.4 振動水沖技術

振動水沖技術（圖1）是一種通過高壓水流和振動結合，對軟土路基進行處理和加固的方法。該技術的主要原理是先利用水槍將軟土路基的表層強力沖刷，再通過振動把水分通過土層排除以達到加固目的[9]。振動水沖技術在市政道路軟土路基穩定性處理中的應用，在施工前，必須對軟土路基進行現場勘查和檢測，以確認可行性和確定處理方案。施工時，先使用振動錘或振動板等工具形成振動陣列，再通過振動彈性傳遞到軟土路基。振動過程中，需要適當控制振幅和頻率，防止對現有基礎造成損害。然后采用高壓水流沖刷，即利用高壓水槍，對軟土路基進行沖洗，使土壤內部的松散層被沖刷出來。將隨水流排出的泥漿隨時清理干凈，保持施工現場清潔和衛生。最后進行壓實土釘加固，完成振動水沖工作后，可以使用鋼筋或鋼絲網等材料在軟土層中釘入，形成土釘加固，以達到提高路基承載能力和穩定性的目的。總之，振動水沖技術是一種有效的軟土路基處理技術。與傳統方法相比，該方法工程周期短、污染少、施工效率高，具有較強的適應性和應用前景。

圖1 振動水沖技術示意圖

3.5 高壓旋噴技術

軟土路基高壓旋噴技術（High-pressure rotary jetting technology for soft soil subgrade）（圖2）是一種用于改善軟土路基地質條件的施工技術。該技術通過高壓水槍在軟土中進行旋轉，將軟土表層土顆粒剝離，形成細小的孔隙和低密度的土體結構。經過高壓旋噴后，軟土地基的自重應力可有效提高，同時土體的排水能力也得到了增強。這些變化使得軟土地基更加堅實，穩定性更好，從而可以更好地支持公路等建筑物結構，減少路面沉降等問題。值得注意的是，軟土路基高壓旋噴技術雖然對軟土地基質量有一定提升作用，但其效果也僅限于軟土地基表層，無法對軟土地基深部產生明顯的作用[10]。因此，在具體施工時需要根據實際情況合理選擇技術并加以運用。

圖2 高壓旋噴示意圖

4 結語

綜上所述，對于市政道路軟土路基來說，應當充分結合市政道路工程的整體環境情況，系統分析區域地質信息，在嚴格遵循軟土路基施工原則的基礎上，靈活使用軟土路基穩定性處理方案，才能有效保障軟土路基的穩定性，提升市政道路的整體質量與安全性。