市政道路施工中的软基处理技术浅析

2016-11-30赵东海中国水利水电第四工程局有限公司青海西宁810000

中国新技术新产品 2016年12期

赵东海（中国水利水电第四工程局有限公司，青海　西宁　810000）

市政道路施工中的软基处理技术浅析

赵东海
（中国水利水电第四工程局有限公司，青海西宁810000）

摘要：在市政道路施工中，对于道路地基要求不高，实际的道路通车中将会出现很多地基坍塌的情况，为交通带来阻碍。因此，对道路中软土地基的处理，在市政道路施工发展中具有重大的意义。本文对市政道路施工中的软土地基所带来的危害进行分析，并研究软基处理方法，促进道路发挥其作用。

关键词：市政道路；施工；软基处理；技术；分析

0. 前言

在市政道路交通中，软土地基是最为常见的问题，道路中的软土地基比较容易出现沉降、硬化以及侵蚀等问题。为了促进道路交通发展，需要采用开挖换填法、荷载压重法、表层处理法等对软土地基进行处理，并对软土地基进行加固。常见的地基加固方式有粉喷桩加固、竖向排水固结、土木合成材料加固、动力加固以及搅拌桩加固等。

1. 市政道路施工中的软土地基特点

在进行软土地基施工时，首先需要对软土地基的土质特点进行分析。一般情况下，该种地基类型的含水量比较大，土壤透水性差，土壤自身涵养水分的效果比较明显，但是其含水量的变化幅度不大，使得地基整体质软。在地基上进行施工时，将会造成地基发生形变，抗剪强度低，因为自身含水量比较大，其结构强度，尤其是抗剪切力的强度不足，通常情况下抗剪强度都在30kN/ m3以下，并且导致其对于路面的压力承受比较小。造成这样的原因主要是软土地基的基本成分为腐殖物质。这种类型的物质耗水量加高，最低在34%，并且其土质的饱和程度大，在96%以上，隙比维持在1～1.9之间。压缩比高，这种土壤在外力的作用下压缩幅度都0.5MPa～1MPa以上。由于软土地基的几种特性，对于市政工程等关系到公共安全的工程的影响是颠覆性的。

对软土地基进行以上的物理分析之后，发现其对市政道路具有较为明显影响。在对其进行处理环节中，需要施工技术人员对土质进行调查，对其可能引发的结果进行预测。对含水量高的土质进行重点处理，避免由于地基处理不善而造成施工困难。

2. 市政道路软土地基影响以及施工要求

2.1市政道路软土地基影响因素

由于软土地基与其他类型的地基相比存在着较大的差别，软土地基的物理性质特殊性决定其表面附着物的重量。在市政道路中，软土地基比较容易出现沉降问题，地基沉降对于建筑物以及道路交通来说都是比较严重的问题，一方面带来经济损失，另一方面还有可能产生人身安全问题。软土本质强度差，再经过市政道路上汽车的碾压，其地基稳定性下降，进而出现沉降。

地基土层硬化是市政道路施工中另外一个严重的问题，造成地基硬化的最为主要的原因就是地基处理时所用的材料不能进行合理配比，在地基土层上出现硬化问题。在地基外力的作用下其地质结构被改变；在实际的市政道路施工中，施工单位将砂石、水泥等掺入地基中，在原本比较软的基地中，经过雨水的冲刷，施工材料被雨水带走，使得路基的紧密性降低。这种情况在实际的地基处理中比较常见。

2.2市政道路软土地基施工要求

第一，地基结构稳定性。软土地基作为市政工程中承受外力和自身重力的主要着力点，其自身的结构稳定性要求比较高，为市政工程提供一个稳定的外力环境，首先需要地基自身的结构保持稳定。当市政道路工程受到的外力和自身的重力时，能够顺利传递到地面，在具有稳定的地基结构时，能够保证市政工程有较为合理的剪切力结构。

第二，地基强度方面。地基的强度是市政道路工程抵抗外力的重要参数，只有地基保持较高的强度，在面对地震、强风等恶劣自然环境的时候，市政工程能够通过地基将所受外力转移到地面，从而保证市政工程较高的稳定性。

第三，水稳定性方面。因为浅层地下水的埋藏深度较浅，土壤中大量水分的存在会对地基造成严重地侵蚀，尤其是在软土地基区域，水分的侵蚀会破坏其结构。所以在市政工程的地基施工中，基于地基水稳定性是必须考虑的问题。

3. 市政道路施工软土地基处理技术分析

3.1基坑挖土施工

在软土环境下，进行市政工程地基施工，第一环节就是基坑开挖。在此环节中，需要注意对软土层的保护。这是因为软土地基本身的结构强度不大，土壤的流动性较强，所以在基坑开挖过程中要注意减少对软土持力层的破坏。基坑土地位移检测也依然重要，同时在施工过程中要对基坑周围土体位移量进行检测，一旦超过警戒数值应该采取支撑、支护等技术手段进行加固，以防止出现土体塌方的现象。在施工过程中，已经挖好的基坑和基层，在静置过程中应该保持高频率的检测，检测人员应该对基槽、基坑的形变量、相对位移量进行实时检测。

对软质地基进行处理，最为主要的方式就是垫层的应用。该种方法是解决软质地基的主要技术手段。市政道路工程对地基有较高的稳定性、结构强度要求，当市政工程在软质土壤环境下进行地基施工时，一般会采用效果较为明显的垫层施工方式，该种方式能够对比较软的土壤进行人为更换，基础土层经过更换以后，地基小环境等到极大的改善，地基底层的结构强度有极大地提升，能够实现市政工程对地基的绝大部分要求。

3.2荷载压重法

荷载压重法在实际的软土地基处理环节中，主要利用荷载加速原理，对路基进行加固，这样的方式能够对软土路基沉降的问题进行解决，并且通过将沉降路基的力学性质改变，来对路基进行处理。荷载压重的方法主要分为两种形式，第一种为超载压重法，第二种预压法。其中超载压重法是指路基建设在超过了荷载设计时，进行超载压重法进行软土路基处理。对软土路基进行预先加载，消除荷载修筑上层构造物的沉降现象。但是该种方式在实际实施时需要注意很多问题，首先需要对软土地基的性能分析，当软土地基的透水性能、压缩性能比较好时，可以采用荷载加重方式。但是在软土厚度比较大的情况下将不适合采用该种方式进行软土地基处理。

3.3表层处理法

软土地基由于土质等原因，其地表比较软，在这样的条件下难以实现路面施工，因此需要对其进行表层处理。在表层处理中主要是利用路面稳固原理，对其表面进行排水、敷设等，如果有条件还可以进行稳定材料的添加。以上措施都能够将软土地基的地表强度增加，能够有效缓解局部剪切出现变形。采用表层处理方式中需要注意以下问题：第一，当道路中土质比较好时，但是其土基中含水量比较大时，采用该种方式时，需要在地面上进行沟槽挖掘，将软土地表中的水排除。这样能够保障市政道路施工的机械能够顺利进行工作，该沟槽能够作为盲沟，降低地表含水量，在沟槽填土环节中，需要选择透水性比较好的砂砾或者粒径比较大的碎石。第二，在地基上部分含有大量的水时，并且其软土层比较薄时，需要选择砂垫层法。该种方式能够将不稳定的软土层稳固，同时能够排水。

4. 市政道路施工软土地基加固技术

4.1粉喷桩加固

对软土地基进行粉喷桩加固时，需要按照以下模式进行施工。第一，现场情况调查。施工人员需要对现场中的土质情况进行调查，并根据实际的路面情况准备施工材料。当施工材料准备完毕后，制定粉喷桩设计桩位图。第二，场地平整。当施工场地不够平整时，在实际的施工中将难以实现桩加固。同时施工机械难以进行操作，因此需要对不符合要求的路面条件进行处理。第三，当机械设备准备完毕之后，需要在设定好的配比下完成施工现场参数设计，并制定粉喷桩工艺流程。一般情况下，在不了解该种固定方式的效果下，可以选择5根桩进行试验，确定桩的钻进速度、搅拌速度、喷气压力等。

4.2动力加固技术

动力加固技术在实际软土地基施工中比较常见，最为主要的原因是其施工方式比较简单，并且施工效果比较显著。该种技术也被称为强夯技术，在实际施工中，主要通过8t～30t的重锤在离地面20m左右处进行重锤的自由落体，当重锤直接凿击道路表面时，由于重力以及重力加速度的原因，对地面造成一个重力冲击，软土地基在这样的重力打击下能够得到基层夯实。以这样夯实路面的方式与其他的地基加固技术相比，成本低很多，并且在实际应用最为广泛。在动力加固模式下，地基表面的承载力提升了1～5倍，在原有的软土地基高度基础上，其被加固了5m～10m。但是该种动力加固的模式并不是能够应用到所有类型的地基中，例如在黏土饱和度比较高时将难以适用。

4.3土木合成材料加固

土木合成材料在实际的应用中，要求比较高。但是该种加固方式却能够有效提升软土地基的稳固性。在正式进行施工之前，需要施工技术人员对施工现场中的地质条件进行分析，并制定土质情况报告，对地质信息进行更加科学的分析。然后根据土质报告选择合理的施工加固方法。土木合成材料中，其加固技术中所需要的设备就是振动设备，该种设备需要在软土地基中以振动的方式，在统一频率下，针对振动频率添加比较合理的土木合成材料。在这些合成材料的添加上需要注意材料的安全性，当材料中化学成分比较多，将会造成土质污染，土木合成材料的加入就是通过与软土地基的融合，提升软土地基的稳定性，从而实现地基加固。

4.4混凝土管桩加固

混凝土管桩加固模式是市政道路软土地基加固中比较常用的方式，该种方式在实际的施工中比较特殊。该技术是在振动管桩以及防渗墙的基础上，将二者施工的优势相互结合，有效地拓宽了施工使用范围。该种技术的实质就是在软土地基上，直接进行混凝土浇筑。该种施工方式对混凝土浇筑桩的尺寸与强度都有较大的要求，一般情况下，其管桩直径需要保持在1.5m，并且其深入到软土中的长度需要在2m以上，在这样的要求下才能够对软土地基进行加固。

4.5防基坑突涌技术

地下水的影响在很多道路软土地基挖掘过程中，产生的影响比较大。为了避免地下水的影响，需要对承压水头进行分析。在道路软土地基开挖时，如果地下水处理不当，将会发生基坑底突涌的现象。那么在实际施工中如何避免道路基坑底突涌现象出现，需要采取以下方式：

第一，施工人员朝基坑底注入水，对承压水的顶脱力进行平衡，然后设置标高，并进行封底混凝土浇筑。该种方式就是水中开挖、水中封底。

第二，缓解承压水的压力，在隔渗帷幕下进行。采用连续墙的形式，在地基底部形成止水帷幕。

第三，以施喷的方式能够有效提升土体的抗剪强度。对基坑不透水层的混凝土浇筑，进行注浆或者施喷，需要增强基坑底部土体的强度。

4.6软土地基搅拌桩加固

搅拌桩的辅助支护方式比较适用，当土质比较松软时。为了实现某一项功能，必要的情况下，还需要对地基中质地比较软的土进行土质改造，如果土体不符合地基支护标准时，就需要提升土质硬度。而采用的水泥土搅拌桩，在专用的机械钻孔设备上安装导管，找准地基位置，对土基钻孔。为了稳固地基，需要在地基钻孔深处，加入土质固化剂。通过在钻孔处加入水泥固化剂，在强硬搅拌的方式下，有效地将土质改变，对原本松软的土体进行重新塑造，地基土体的稳定性提升。

加入固化剂的方式能够有效地提升土质硬度，在实际的软土地基处理中效果比较显著提升软基的固化效果，还需要适量地增加一些减水剂等化学剂。被改良的软土地基，其土体发生了重大的改变，一方面具备一定的施工性，另一方面也有了较强的抗渗性。同时在道路施工中，其地基的施工承载力也大幅度提升，在逐渐改良以及演化中，从最初的软地基逐渐形成了一种复合型的地基。该种复合型地基能够应用于不同种建筑施工中。在这种类型地基支护中，水泥搅拌桩是关键。