市政道路軟土地基處理技術與應用研究

王成

（邢臺路橋建設集團有限公司，河北 邢臺 054001）

1 引言

市政道路工程項目施工中，軟土地基在長期運行中自身強度會降低，并且受車輛振動及擠壓等作用影響，路面會出現變形或下沉等問題。因此，在地基施工階段，必須加大對地基施工質量控制的重視程度，擬訂合適的施工方案，結合實際采用綜合手段，有效避免道路使用和雨水沖刷等因素對地基穩定性產生的負面影響，最大限度上滿足市政道路建設標準要求，為道路安全穩定運行提供有效保障。

2 軟土地基的主要特征

軟土地基主要分布于沿海、谷地、湖泊、沼澤地區，土質大多含有豐富的有機物，巖石或砂礫成分較少，但腐殖質層和水分含量較高。在工程施工過程中，針對這種軟土地基會運用多種不同的施工方法進行處理。由于軟土的土質比較松軟，在受到外力作用時會出現較大的變形，承載較小，尤其是軟土主要分布于谷地等，受水文地質影響較大，土中含水量較高。在市政道路施工過程中，需要做好地質勘察工作，因地制宜地制訂合理的工程施工方案，做好一切必要的規劃和設計工作，使工程建設任務得到順利開展，提高工程施工質量。

2.1 高壓縮性

軟土的壓縮性比較高，這是因為軟土內部空隙和含水量高，且土壤中含有大量的微生物與可燃性氣體和腐殖層，在受到外部強烈的壓力擠壓時，可迅速排出軟土中的水分和氣體，體積變化較大，這對建筑建設和建筑竣工后會有很大的影響。

2.2 含水量高

由于軟土主要分布于沿海和內陸湖泊區域，接近水，含水量較高且松軟，土層雜質相對較多，可塑性較強。由于含水量較高，在沒有夯實的情況下，此種土層承重能力較差，容易引起地基塌陷，嚴重影響道路的行車安全，而一旦出現塌陷，就需要進行再次回填，夯實，重新修路，無疑就會導致地基建設成本增加。

3 軟土地基處理技術

3.1 置換施工技術

在市政道路軟土地基處理中，置換施工技術應用最為廣泛，基本方式是將原有地基中強度較差、壓縮性較高的軟土清除，再填充合適的高強度材料，如碎石、砂石等。置換施工前，需要根據前期勘察和技術應用要求做好設備和材料方面的準備，之后在深度范圍清理表層土30～50 cm，將清理出的表層土運輸至指定地點處理[1]。合理確定原地基清理深度，并結合夯實、碾壓及排水固結方式進行處理，確保處理后的地基能夠承受施工機械和車輛重量，避免在施工中出現不均勻沉降現象。在原地基處理到位后，先鋪設砂礫墊層，所使用材料為中砂或粗砂，且含泥量需控制在5%以下。墊層鋪設應當保證良好的平整度和壓實度，能夠有效擴散應力，提升地基承載力。砂礫層鋪設完成后，繼續鋪設天然碎石或人工碎石，并做好厚度、平整度及壓實度控制。最后填筑砂礫、碎石、土石等材料，在施工時采用分層填筑、分層壓實方式進行處理，單層填料厚度不超過30 cm 為宜。在換填作業完成后，需要采用外觀檢查、平整度檢查及壓實度檢測等相結合方式，對換填質量進行評估，直至驗收合格后，才能進行下一階段施工。

3.2 強夯施工技術

軟土分布較為廣泛的市政道路軟土地基處理中，強夯施工技術具有工期短、效果好及造價低等特征，能夠通過強力夯實作用有效提升地基承載力和壓縮模量，改變地基土孔隙分布特征，確保土體均勻度和密實度達到設計要求[2]。強夯法施工作業前，需做好現場平整處理，復測場地高程，標明夯點區域。將起重機就位并對準強夯點，準確測量夯前錘點高程，將夯錘提升至設定高度后，自由下落，將吊鉤取下，測量錘頂高程。夯擊過程中如出現坑底傾斜而導致夯錘歪斜，應當做好找平處理，避免導致測量結果偏差。依照設計規范要求的夯擊次數和控制標準，依次對所有夯點進行處理，直至所有位置處理均達到設計要求為止。夯擊處理完成后，使用推土機進行填平作業，采用測量場地高程、檢測密實度、抗剪強度等方式，檢驗強夯質量，確保地基所有土層結構性能滿足施工要求。

3.3 深層攪拌樁技術

當前市政道路軟土地基施工中，深層攪拌樁技術也具有較為廣泛的應用，能較好地解決淤泥、砂土、泥炭土及粉土等軟土地基強度及密實度等方面問題，但是在泥炭土及地下水有侵蝕性時，應當先進行試驗確定技術適應性。深層攪拌樁施工前，需要先沿定位軸線確定攪拌樁施工位置，在攪拌機就位后根據規定位置定位對中，將攪拌翼片下沉至加固深度，依照由下到上的順序提升攪拌軸的旋轉翼片，確保壓入的水泥或石灰等固化劑與軟土充分融合，凝結后形成圓柱形加固土體，以此有效提升整體性能。深層攪拌樁技術應用中，需要根據現場情況做好漿料制備，制備完成與灌漿作業時間不能超過2 h，且不得有離析、硬結等現象發生[3]。在攪拌機運行前，應當確認冷卻系統正常運轉，在鉆頭鉆入土層合適深度后灌注空氣，依照前期勘察作業數據合理控制下沉速度及深度，避免對現有構筑物產生破壞。鉆進至規定標高后，鉆頭應當在孔內停留30 s 后再提升，在合理控制速度的同時進行灌漿。作業完成后，應當采用樁身強度檢測、單樁復合地基荷載試驗、單樁豎向抗壓靜載試驗方式進行驗收，確保所有試驗結果達到標準后，再進行后續施工。

3.4 超載預壓技術

超載預壓技術是目前較為常見的一種排水固結技術，在軟土地基施工處理過程中，這一技術主要通過在軟土地基上方施加較重的荷載實現軟土路基固結，提高地基的強度。目前，在市政道路軟土地基條件更加復雜化背景下，不斷出現新型處理技術，如堆載預壓、塑料排水板真空預壓及預壓排水固結等，在實際施工中具有良好應用效果[4]。

4 軟土地基處理技術應用分析

4.1 工程概況

某市政公路工程位于某市河流下游北岸，為沿河道路，設計行駛速度為50 km/h，總長度約4 km，道路設計寬度為35 m。在施工中，該工程一土坑內因雨季的來臨，而導致坑內產生了許多積水，在經施工人員勘察后探明，坑內積水深度達2 m，淤泥厚度為4 m。該坑是由于土質稀松，加上來往車輛不斷的碾壓而出現塌陷，又因常年雨水沖刷，使該坑越來越大。坑底土的超固結比OCR＜1。本工程填土達到7 m，預計填土高度為7.3～7.5 m，所以，在施工中取土坑段地基處理，就成為重要的施工關鍵環節。故施工中，在確保工程施工安全性的前提下，采用最優方法進行軟土地基處理施工，需要經過積水抽出，后在將坑內的淤泥挖出，做好坑底沙石鋪墊，將填土不斷的填入坑內，不斷的夯實，至填土水平線后，再繼續壓實后再進行路面鋪設。

4.2 前期處理要點

軟土地基處理技術的應用受外部因素影響較為顯著，在施工作業前需做好前期處理，避免天氣及人為因素干擾導致技術效果不佳。在技術應用前，應當先將地表約30 cm 厚的浮土、雜物等清理干凈。根據不同施工技術的應用特征，準備好相應的施工機械，如挖掘機、裝載機、自卸汽車、推土機、壓路機及平地機等，確保各機械設備在維護周期內，確保施工安全。根據工程量合理確定施工人員數量，將技術人員、材料員及測量人員配置到位。在施工前做好施工放樣，尤其是采用換填處理技術的施工路段，為確保地基斷面精準度，需要設置間隔20 m 的直線邊樁和10 m 的曲線邊樁，為施工作業提供精準參考，確保換填路段整體強度和穩定性達到設計要求。與此同時，在施工前，采用抽水設備將坑內積水抽出，采用挖掘機將坑內各種淤泥、石頭、雜質清除，做好坑內深度、寬度測量工作。

4.3 軟土地基填筑施工要點

在進行市政工程施工過程中，考慮到施工進工期緊張，所以，應采用高效的軟土路基的作業方法進行施工，以加快施工建設進程和提高施工效率。這需要考慮到公路施工的安全性和經濟效益。

基于此，在本項目施工過程中優先選擇了拋石擠淤法和加筋法。第一，在施工過程中，將水抽出后，利用超載預壓技術對坑底進行加固處理，將合適重量的砂石等材料堆放在路堤內，通過壓力作用提升軟土地基的穩定性，能更好地減少地基沉降量。在施工技術應用中，透水砂墊層通常鋪設厚度1.0 m，排水板需穿透淤泥0.3 m 以上，在大氣壓作用下，在軟土體孔隙中產生負壓力，將水和空氣吸出，以達到土體固結效果。塑料排水板真空預壓技術是在鋪設砂礫排水墊層的基礎上，結合插入塑料排水管、鋪設土工織物等方式，達到更好的固結效果，有效避免土體厚度不均、抽真空壓力不均等導致的表面沉降不均勻現象。預壓排水固結則是在上述施工技術的基礎上，增加機械設備或人工開挖排水通道方式，有效降低地基含水量，確保處理效果能夠達到設計要求。例如，可以換置填筑透水性材料，壓實，然后更換透水性較強的墊層材料，往坑底內填充石塊，再將淤泥擠出，回填一定的墊層料，如砂石材料，與路面水平線持平，然后，在平整使用起重機夯實，鋪平道路即可[5]。

5 結語

市政道路軟土地基處理技術應用是確保整體施工有序推進的基礎環節，在施工過程中應當根據實際情況選擇最為合適的施工方案、 優化調整施工參數，做好施工過程中質量監測，以此才能夠將技術應用優勢充分發揮出來，確保地基各項性能達到設計要求，為后續路面施工奠定堅實基礎。