市政道路软土地基处理技术与应用研究

王成

（邢台路桥建设集团有限公司，河北 邢台 054001）

1 引言

市政道路工程项目施工中，软土地基在长期运行中自身强度会降低，并且受车辆振动及挤压等作用影响，路面会出现变形或下沉等问题。因此，在地基施工阶段，必须加大对地基施工质量控制的重视程度，拟订合适的施工方案，结合实际采用综合手段，有效避免道路使用和雨水冲刷等因素对地基稳定性产生的负面影响，最大限度上满足市政道路建设标准要求，为道路安全稳定运行提供有效保障。

2 软土地基的主要特征

软土地基主要分布于沿海、谷地、湖泊、沼泽地区，土质大多含有丰富的有机物，岩石或砂砾成分较少，但腐殖质层和水分含量较高。在工程施工过程中，针对这种软土地基会运用多种不同的施工方法进行处理。由于软土的土质比较松软，在受到外力作用时会出现较大的变形，承载较小，尤其是软土主要分布于谷地等，受水文地质影响较大，土中含水量较高。在市政道路施工过程中，需要做好地质勘察工作，因地制宜地制订合理的工程施工方案，做好一切必要的规划和设计工作，使工程建设任务得到顺利开展，提高工程施工质量。

2.1 高压缩性

软土的压缩性比较高，这是因为软土内部空隙和含水量高，且土壤中含有大量的微生物与可燃性气体和腐殖层，在受到外部强烈的压力挤压时，可迅速排出软土中的水分和气体，体积变化较大，这对建筑建设和建筑竣工后会有很大的影响。

2.2 含水量高

由于软土主要分布于沿海和内陆湖泊区域，接近水，含水量较高且松软，土层杂质相对较多，可塑性较强。由于含水量较高，在没有夯实的情况下，此种土层承重能力较差，容易引起地基塌陷，严重影响道路的行车安全，而一旦出现塌陷，就需要进行再次回填，夯实，重新修路，无疑就会导致地基建设成本增加。

3 软土地基处理技术

3.1 置换施工技术

在市政道路软土地基处理中，置换施工技术应用最为广泛，基本方式是将原有地基中强度较差、压缩性较高的软土清除，再填充合适的高强度材料，如碎石、砂石等。置换施工前，需要根据前期勘察和技术应用要求做好设备和材料方面的准备，之后在深度范围清理表层土30～50 cm，将清理出的表层土运输至指定地点处理[1]。合理确定原地基清理深度，并结合夯实、碾压及排水固结方式进行处理，确保处理后的地基能够承受施工机械和车辆重量，避免在施工中出现不均匀沉降现象。在原地基处理到位后，先铺设砂砾垫层，所使用材料为中砂或粗砂，且含泥量需控制在5%以下。垫层铺设应当保证良好的平整度和压实度，能够有效扩散应力，提升地基承载力。砂砾层铺设完成后，继续铺设天然碎石或人工碎石，并做好厚度、平整度及压实度控制。最后填筑砂砾、碎石、土石等材料，在施工时采用分层填筑、分层压实方式进行处理，单层填料厚度不超过30 cm 为宜。在换填作业完成后，需要采用外观检查、平整度检查及压实度检测等相结合方式，对换填质量进行评估，直至验收合格后，才能进行下一阶段施工。

3.2 强夯施工技术

软土分布较为广泛的市政道路软土地基处理中，强夯施工技术具有工期短、效果好及造价低等特征，能够通过强力夯实作用有效提升地基承载力和压缩模量，改变地基土孔隙分布特征，确保土体均匀度和密实度达到设计要求[2]。强夯法施工作业前，需做好现场平整处理，复测场地高程，标明夯点区域。将起重机就位并对准强夯点，准确测量夯前锤点高程，将夯锤提升至设定高度后，自由下落，将吊钩取下，测量锤顶高程。夯击过程中如出现坑底倾斜而导致夯锤歪斜，应当做好找平处理，避免导致测量结果偏差。依照设计规范要求的夯击次数和控制标准，依次对所有夯点进行处理，直至所有位置处理均达到设计要求为止。夯击处理完成后，使用推土机进行填平作业，采用测量场地高程、检测密实度、抗剪强度等方式，检验强夯质量，确保地基所有土层结构性能满足施工要求。

3.3 深层搅拌桩技术

当前市政道路软土地基施工中，深层搅拌桩技术也具有较为广泛的应用，能较好地解决淤泥、砂土、泥炭土及粉土等软土地基强度及密实度等方面问题，但是在泥炭土及地下水有侵蚀性时，应当先进行试验确定技术适应性。深层搅拌桩施工前，需要先沿定位轴线确定搅拌桩施工位置，在搅拌机就位后根据规定位置定位对中，将搅拌翼片下沉至加固深度，依照由下到上的顺序提升搅拌轴的旋转翼片，确保压入的水泥或石灰等固化剂与软土充分融合，凝结后形成圆柱形加固土体，以此有效提升整体性能。深层搅拌桩技术应用中，需要根据现场情况做好浆料制备，制备完成与灌浆作业时间不能超过2 h，且不得有离析、硬结等现象发生[3]。在搅拌机运行前，应当确认冷却系统正常运转，在钻头钻入土层合适深度后灌注空气，依照前期勘察作业数据合理控制下沉速度及深度，避免对现有构筑物产生破坏。钻进至规定标高后，钻头应当在孔内停留30 s 后再提升，在合理控制速度的同时进行灌浆。作业完成后，应当采用桩身强度检测、单桩复合地基荷载试验、单桩竖向抗压静载试验方式进行验收，确保所有试验结果达到标准后，再进行后续施工。

3.4 超载预压技术

超载预压技术是目前较为常见的一种排水固结技术，在软土地基施工处理过程中，这一技术主要通过在软土地基上方施加较重的荷载实现软土路基固结，提高地基的强度。目前，在市政道路软土地基条件更加复杂化背景下，不断出现新型处理技术，如堆载预压、塑料排水板真空预压及预压排水固结等，在实际施工中具有良好应用效果[4]。

4 软土地基处理技术应用分析

4.1 工程概况

某市政公路工程位于某市河流下游北岸，为沿河道路，设计行驶速度为50 km/h，总长度约4 km，道路设计宽度为35 m。在施工中，该工程一土坑内因雨季的来临，而导致坑内产生了许多积水，在经施工人员勘察后探明，坑内积水深度达2 m，淤泥厚度为4 m。该坑是由于土质稀松，加上来往车辆不断的碾压而出现塌陷，又因常年雨水冲刷，使该坑越来越大。坑底土的超固结比OCR＜1。本工程填土达到7 m，预计填土高度为7.3～7.5 m，所以，在施工中取土坑段地基处理，就成为重要的施工关键环节。故施工中，在确保工程施工安全性的前提下，采用最优方法进行软土地基处理施工，需要经过积水抽出，后在将坑内的淤泥挖出，做好坑底沙石铺垫，将填土不断的填入坑内，不断的夯实，至填土水平线后，再继续压实后再进行路面铺设。

4.2 前期处理要点

软土地基处理技术的应用受外部因素影响较为显著，在施工作业前需做好前期处理，避免天气及人为因素干扰导致技术效果不佳。在技术应用前，应当先将地表约30 cm 厚的浮土、杂物等清理干净。根据不同施工技术的应用特征，准备好相应的施工机械，如挖掘机、装载机、自卸汽车、推土机、压路机及平地机等，确保各机械设备在维护周期内，确保施工安全。根据工程量合理确定施工人员数量，将技术人员、材料员及测量人员配置到位。在施工前做好施工放样，尤其是采用换填处理技术的施工路段，为确保地基断面精准度，需要设置间隔20 m 的直线边桩和10 m 的曲线边桩，为施工作业提供精准参考，确保换填路段整体强度和稳定性达到设计要求。与此同时，在施工前，采用抽水设备将坑内积水抽出，采用挖掘机将坑内各种淤泥、石头、杂质清除，做好坑内深度、宽度测量工作。

4.3 软土地基填筑施工要点

在进行市政工程施工过程中，考虑到施工进工期紧张，所以，应采用高效的软土路基的作业方法进行施工，以加快施工建设进程和提高施工效率。这需要考虑到公路施工的安全性和经济效益。

基于此，在本项目施工过程中优先选择了抛石挤淤法和加筋法。第一，在施工过程中，将水抽出后，利用超载预压技术对坑底进行加固处理，将合适重量的砂石等材料堆放在路堤内，通过压力作用提升软土地基的稳定性，能更好地减少地基沉降量。在施工技术应用中，透水砂垫层通常铺设厚度1.0 m，排水板需穿透淤泥0.3 m 以上，在大气压作用下，在软土体孔隙中产生负压力，将水和空气吸出，以达到土体固结效果。塑料排水板真空预压技术是在铺设砂砾排水垫层的基础上，结合插入塑料排水管、铺设土工织物等方式，达到更好的固结效果，有效避免土体厚度不均、抽真空压力不均等导致的表面沉降不均匀现象。预压排水固结则是在上述施工技术的基础上，增加机械设备或人工开挖排水通道方式，有效降低地基含水量，确保处理效果能够达到设计要求。例如，可以换置填筑透水性材料，压实，然后更换透水性较强的垫层材料，往坑底内填充石块，再将淤泥挤出，回填一定的垫层料，如砂石材料，与路面水平线持平，然后，在平整使用起重机夯实，铺平道路即可[5]。

5 结语

市政道路软土地基处理技术应用是确保整体施工有序推进的基础环节，在施工过程中应当根据实际情况选择最为合适的施工方案、 优化调整施工参数，做好施工过程中质量监测，以此才能够将技术应用优势充分发挥出来，确保地基各项性能达到设计要求，为后续路面施工奠定坚实基础。