市政道路工程軟土地基沉降加固技術分析

顧凌軍

1.浙江安吉廣和建設有限公司 浙江 湖州 313300

2.安吉縣城市建設發展有限公司 浙江 湖州 313300

在城市道路建設中，軟土路基強度不足是一個非常普遍的問題，嚴重影響著城市道路建設的質量。市政道路是城市建設的重要組成部分，為此，應采取相應的技術手段，在工程建設中加以處理。在市政工程建設中，必須加強對道路工程中各環節的管理，以確保質量滿足有關工程的需要。針對這一問題，文章就有關處理過程作了較為詳盡的闡述，以供同類工程借鑒。

1 市政道路中軟基的特點以及危害

1.1 特點

為城市道路建設的順利開展提供理論依據和技術支撐，同時加強對城市道路建設過程中的質量控制，需要重點關注市政道路工程中軟土路基的處理方法，以減少城市道路建設過程中出現的各種不良后果。現階段市政道路軟土路基的特點主要表現出以下幾點：

第一，城市道路軟土地基表現出很高的流變特性。城市道路因其運營年限長，交通流量大，部分軟土地基在長期荷載的影響下將發生沉降，使得道路的服務年限持續降低，而且道路變形情況也會逐漸加劇。同時，因在初期建設時，對路基處理方法的選用不夠科學，未能達到固化的目的，造成路基在運營時可能會大量滲水，特別是當道路碾壓太大的時候，甚至有可能發生道路坍塌，從而影響到行車的安全性。

第二，由于軟土路基內部存在大量的氣體，導致路基的可壓縮程度高、剪切強度差，加之路基內部水分含量高，路基的抗壓能力會因外部壓力的改變而逐步降低，并伴隨著路基局部的變形而產生沉降。從城市道路軟土地基的特性中，我們可以看到，在沒有對其進行有效的強化情況下，路面很可能會發生下沉乃至坍塌[1]。

第三，軟土路基水分含量很高。相對于傳統的地基，由于其具有更高的水分含量，當水分含量超過了一定的臨界點時，路基的穩定性就會下降。另外，由于軟土中含有較多的泥沙，在吸附大氣中的水分后，會產生較大的孔隙，從而影響到道路的整體性能與穩定。而在城市道路建設過程中，若路面位于降雨密集區域，且大氣中含有大量的水分，則還會進一步增加路基加固的難度。

1.2 危害

在市政道路工程中，由于軟土地基的存在，會導致道路在使用中出現明顯的病害，例如在道路的使用過程中會發生側向滑動、邊坡土體逐漸隆起、差異沉降等情況，從而給行車安全造成嚴重影響。造成該現象的主要原因一是受地基變形及地下水壓力等因素的作用，瀝青混凝土路面在后期服役過程中極易發生沉降，造成后期養護維修困難，進而影響到道路的安全運營。二是在軟土地基的建設中，若選擇不當的加固工藝，將難以完全保障道路建設的質量，且在以后的運營中，公路的變形和沉降將更加劇烈，長期受大型汽車的沖擊作用將會使路基發生坍塌、大范圍變形等病害，給道路安全運行帶來更大的風險[2]。

2 軟基加固施工技術應用的前提

2.1 一體化原則

市政道路施工應當是一體化的，從原理上講軟土并不適合用作道路施工的材料，然而伴隨著科技的進步，更多施工技術得到創新，突破其物理特性的限制，比如軟土加固技術，使原本不適合于道路施工的軟土也可以被運用到道路施工之中，軟土加固技術是通過物理手段對軟土本身的物理性質進行改造，如今這種技術在生產和生活中得到普遍的運用。道路施工的一體化，要求施工者遵守道路施工的要求，保障施工質量。因此，在施工時不能以片面的概念來進行施工，而是要保證其道路的統一性。此外，一體化的原則，另一個優點就是，可以解決當前土地資源短缺的問題。由于硬土資源的廣泛擴散，導致軟土不得不承擔起施工材料的責任，但由于其物理性質的限制，必須采用現代化施工技術來將其轉化為硬土，因此軟硬土搭配使用，不僅可以節省土地資源，還可以節省施工投資，可謂一舉多得。

2.2 考慮實際情況

并非是每一種市政道路施工都適用于使用軟基加固技術改良后的軟土作為路基，施工者必須在項目策劃書的基礎上加以綜合考慮。此外，當前的軟基加固技術的發展還存在著一定的局限，并不一定能夠達到市政道路施工的要求，即便達到了施工的要求，該技術還是要消耗更多的人力、物力、財力，在投資中所占的比重也會更大，因此施工者必須對實際的施工情況進行全面的分析，并按照項目規劃書中的資金投入條件、實際情況來對施工材料和施工計劃進行調整。為了在施工之前減少困難和損失，需要施工者在施工之前，多花費一些時間，對施工中的實際施工條件與計劃書中的差異進行分析，并按照合同管理規定與委托方進行談判修改。比如，在一個缺水的區域，要考慮到道路施工是否需要大量的水、施工用水如何保障、是否需要向當地政府提出申請等問題[3]。

2.3 實地考察

在修建市政道路之前，施工者要進行現場調查，由于地域特點的差異，很有可能會引起施工材料和進度的變化，進而影響對軟土加固技術的選擇與使用。比如，在周圍的土壤比較松散的條件下，由于自身的土壤環境比較松散，所以對軟土加固技術的投資會比較大。在易水土流失區域，采用軟土加固技術，不僅要耗費大量的財力，還要時刻防患于未然，因此在承包商和施工方簽訂的合約中，都要對可能出現的情況做出一個大致的預估，預估的能力是每一位施工者都要具備的一項技能。因此，這就需要施工人員提前做好充分的準備，以免造成人力物力和財力上的巨大浪費[4]。

3 市政道路施工中軟基加固技術的具體應用

3.1 表層軟基加固技術

在具體的市政道路工程施工中，有關的施工人員要根據具體的施工條件，選用合適的技術方案，有目的地處理好軟土地基所帶來的各種問題，以達到市政道路的建設需求，提升整個工程的質量。在多數市政道路工程軟土路基及處理中，會使用表層軟基加固技術進行軟土路基處理。在實際的施工中，有關施工人員要通過相關方法來減少軟土中的水分含量，比如可以建立起幾條固定的溝渠，以此方式加速將軟土中的水分排出，保障溝渠的深度要控制在50～90 cm之間，具體規格要根據實際情況來精確地設定，從而提升表層軟基加固技術的使用效果。同時，還可以選取適當的地點開挖幾口較深的沉降井，以達到減少軟土地基含水量的目的，并注意要與地下滲流相結合，使地表軟粘土地基的強化施工技術得到最大程度的發揮。另外，還可以使用表土加固換填方法，將軟基表面的土層挖去，用灰土、砂或砂石等回填，并經過分層夯實，從而達到增加地基承載力的目的。在市政道路建設中，通過對軟土地基的合理應用，可以有效地改善路基的穩定性，達到市政道路建設的需要。有關工作人員要在整個施工過程中，對其進行全程監管，以確保軟土地基加固技術的順利進行[5]。

3.2 水泥攪拌樁施工技術

水泥攪拌樁施工技術同樣屬于一種常用的軟基加固技術，它適用于對埋深較深的軟土進行處理，其主要是以水泥為固化劑，使用攪拌機械將水泥混合物與軟基土進行強行攪拌，在其凝固后軟土路基與樁間土共同形成復合地基。該方法是一種新型的軟土路基的加固設計方法，在施工之前必須對鉆孔的尺寸及深度進行實測，以保證其能夠完全填充鉆孔，滿足要求的承載能力，并且在混合料的攪拌中，要對攪拌速度、攪拌時間進行適當的調節。若不能充分地進行攪拌，則會導致漿液的均勻度及品質得不到保障，從而對樁身的穩定及承載能力產生較大的影響。

3.3 排水處理法

排水處理方法可以解決軟基中含水率和孔隙比較大的問題，從而獲得良好的軟土路基處理效果。對于含水率較大但土質較好的軟基，可采用表層排水法進行有效的處理。在進行施工時，首先在路基的兩邊挖出一定深度的排水溝，然后采用透水性能較好的碎石回填到溝中形成盲溝，從而迅速將基礎中的地表水清除干凈，增強土層的堅固性，進而提升路基的承載能力。針對含粉砂、沖填土等含粘稠、雜填土的地基，常使用塑料墊層進行地基加固，可顯著降低地基的固結周期。目前在工程中采用的塑料排水板種類比較多，有波浪型、口琴型等，應根據具體的工程條件來選用，才能保證工程的順利進行。在具體的施工中，將塑料板嵌入到軟基中，然后利用上部的預壓載荷作用將軟基中的水排出，并設置塑料的排水管加速排水施工，能夠加速軟基的固結，從而能夠有效的滿足軟基加固施工的要求[6]。

3.4 預應力管樁加固技術

科學使用預應力管樁加固技術，首先要對加固區域展開詳細的勘察和分析，要清楚地知道加固的目標和需求，還要根據具體的條件來進行設計，從而決定對其進行加固的數量和位置。在預應力管樁加固的前期工作中，要對施工現場采集地質數據進行整理，對現場的安全性、施工設施進行全面的檢測，并按照工程設計及技術規范，做好各類管線的遷移及調試工作，以確保工程的正常進行。在制作預制管樁和錨具的時候，必須按照施工設計的規定和規范來進行作業，同時還要對管樁和錨具的品質進行檢驗，以保證它們的強度和其它性能都能夠滿足施工的要求。為了確保管樁的強度與穩定，需要保障在安裝過程中避免出現磕碰，在工程建設中，必須嚴格按照市政道路工程的建設要求進行施工，以防止工程建設中發生的安全事故[7]。

3.5 強夯法加固技術

強夯法加固技術具有造價低廉、適用面廣的特點，它的原理是利用吊車等起重裝備，將重型夯錘提升到一定的高度讓它掉落下來，然后以自由落體的方式撞擊被加固的軟土路基，利用它所造成的巨大沖擊力，將土壤中的空氣和水分排除，從而實現對土壤進行擠壓。此方法加固質量受軟土的沉渣厚度、沉渣重量、沉渣間距及軟土層的排水狀況等因素影響。這種方法的實施步驟比較簡便，但是它也有缺點。

第一，它的設備體積和重量都很大，在場地和場地之間的交通工具都很昂貴，所以要想利用這種方式，必須要有充足的工作量來降低交通工具的成本；第二，由于機械難以在山間移動，所以采用這種方式之前，需要確認工地的交通狀況；第三，由于振動沖擊引起的振動會對周邊環境造成很大的沖擊，因此需要在工程開始之前做好隔離和緩沖工作，調節振動沖擊能量，制定出一套科學的施工計劃，從而保證工程的正常進行[8]。

3.6 加固合成材料

(1)在對市政道路的軟土地基等不利的地質情況進行改進時，施工方也可應采用復合材料對軟土地基進行強化。總體而言，處理市政道路軟土問題的重點是如何有效地控制地基加固的質量，對此在市政道路施工中，可合理地選用復合填料進行治理。在采用復合材料之前，工程經理要安排專門的工作人員對軟土的內部特性進行合理的調查，借助專業檢測儀器測出數據，并對周圍軟土的資料進行及時的整理。

(2)在使用復合增強劑的過程中，工人們要注意到軟土中的特殊震動狀況，并將專用的儀器和復合增強劑結合起來，利用復合增強劑的震動頻率，通過這種方式，可以有效的提升軟土地基的使用品質，增強加固的效果。

(3)在進行復合材料治理之前，施工人員需要在適當的時機，確定本工程的建設所處的環境特點，并注意施工地點的特殊條件，通過對各種影響因子的合理調控，來提高對軟基的強化作用[9]。

3.7 換填加固

引起軟土地基使用問題的根本因素是由于市政道路地基承載力低，硬度差，因此可以采用換填式強化技術來處理這種地基固有的問題。首先，采用機械和手工兩種方法，將軟土地基的表層進行科學地開挖，然后把事先選擇好的優質換填物放置到相應的土層中，然后對其進行分層壓實，已達到提高軟土路基強度的目的。在采用換填技術時，應對換填材料的品質進行檢查，并對碎石、砂礫等物質的內在特性進行檢查，在采用時能夠保證道路的施工質量。當采用換填加固方式的時候，施工人員需要對路基的強度進行檢測，出現問題后及時對軟土路基的內部結構進行改造，從而保障市政道路工程軟土路基的整體承載力處于良好水平，解決當前軟土路基在實際應用中可能出現的問題[10]。

4 結語

在對市政道路軟地基進行處理的過程中，有關的施工人員要根據具體的條件，選用適當的處理方式，貫徹精細的工作思路，保證相應的施工工藝能夠被科學性地執行，從而可以將軟地基對市政道路工程建設所造成的不良影響降至最低。此外，還要加強現場的品質控制，對各個施工步驟進行科學地安排，從而可以更好地提升整個施工過程的效率，達到延長市政道路使用年限的目的。