市政道路施工中軟土路基處理技術(shù)分析

管光燦

（福建成森建設(shè)集團(tuán)有限公司，福建 龍巖364000）

市政道路工程作為每個(gè)城市的基礎(chǔ)建設(shè)工程，不但從一定程度上反映出我國建筑工程的技術(shù)水平，也從另一方面代表了我國的整體形象。隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展以及廣大人民群眾對建設(shè)成果的要求逐漸提高，市政道路工程的建設(shè)流程逐漸復(fù)雜，軟土路基技術(shù)的應(yīng)用越來越多，受各種外界環(huán)境因素以及人為因素的影響，相關(guān)企業(yè)對建設(shè)材料的選擇、人員施工方法以及路基選擇技術(shù)的應(yīng)用都會(huì)直接影響市政道路施工工程的整體建筑質(zhì)量。在實(shí)際的施工過程中，發(fā)生了諸多不可預(yù)測的軟土路基建設(shè)問題，基于此，做出相應(yīng)探究[1]。

1 軟土路基的主要特點(diǎn)

軟土路基是一種相對復(fù)雜、相對特殊的地區(qū)路基，即指強(qiáng)度較低、壓縮性較高的松軟土層，通常情況下，路基中存在一定的有機(jī)物質(zhì)，在大江、大河、沿岸海洋、內(nèi)陸湖泊以及盆地和多雨的洼地中廣泛分布，滲透性強(qiáng)、含水量大以及天然強(qiáng)度低是其主要的特點(diǎn)。當(dāng)軟土路基超過了合理的臨界高度，路基的穩(wěn)定性就會(huì)逐漸下降。軟土路基的處理目的是提高整段道路路基的承載能力和安全性、穩(wěn)定性。其主要特點(diǎn)具體如下：

1.1 塑形體積應(yīng)變

路基軟土層的重要組成部分為絮凝形態(tài)的沉積物，當(dāng)其沒有受到外力沖擊和遭到嚴(yán)重破壞時(shí)，它的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是較高的，一旦遭到?jīng)_擊，就會(huì)產(chǎn)生大量的稀釋現(xiàn)象，降低整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，在此種狀態(tài)下，容易出現(xiàn)側(cè)方滑動(dòng)、擠壓兩側(cè)不斷溢出的情況。加上長期的過重負(fù)荷壓力作用，會(huì)導(dǎo)致軟土層的形態(tài)和結(jié)構(gòu)發(fā)生巨大的變化，地基邊坡失衡以及堤岸穩(wěn)定性降低，最終導(dǎo)致地基沉降事件逐漸發(fā)生。經(jīng)過大量的實(shí)踐證明，在軟土層路基施工建設(shè)過程中，如果進(jìn)行一定的剪切實(shí)施技術(shù)操作，可以明顯提高市政道路工程中地基的平穩(wěn)性，優(yōu)化施工建筑結(jié)構(gòu)[2]。

1.2 結(jié)構(gòu)不均勻

軟土地基一般是指抗剪度低、壓縮性較高的土質(zhì)。由于在建筑施工過程中，地基中土壤的密度性和強(qiáng)度性都存在很大的差異，在受力不均且操作力較小的施工情況下，路基的承受能力不斷增大，后期的工作人員沒有對道路軟土層進(jìn)行及時(shí)的維修養(yǎng)護(hù)，就會(huì)出現(xiàn)大量的裂紋縫隙，為道路交通運(yùn)行埋下了諸多安全隱患。

1.3 抗剪強(qiáng)度較低

對軟土路基的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)軟土層密度較小容易發(fā)生變形，致使抗剪程度較低，針對此類建設(shè)情況，可能會(huì)直接導(dǎo)致路面的沉降現(xiàn)象不斷發(fā)生，路面的承載重量能力也會(huì)明顯低于其他正常的道路[3]。

2 軟土路基在市政道路工程中的主要問題

2.1 軟土路基結(jié)構(gòu)不均勻降低施工工程的穩(wěn)定性

在市政道路施工建設(shè)過程中，軟土路基的土壤結(jié)構(gòu)以及性質(zhì)都各不相同，在不同地理位置下，不同地形的軟土路基在密度、強(qiáng)度以及硬度等都相對較小，在道路施工的其他地段就突然加大，加上外力的不同作用，軟土地基的結(jié)構(gòu)就會(huì)出現(xiàn)各種不均勻情況，造成市政道路施工的建設(shè)質(zhì)量始終得不到提升。

2.2 軟土路基穩(wěn)定性較差

孔隙較多、路基含水量較大是軟土路基的主要特點(diǎn)，這就為市政道路施工建設(shè)的后期工作帶來了一定的難度。在大雨沖刷以及相關(guān)環(huán)境因素的影響下，軟土路基本身的穩(wěn)定程度較差，強(qiáng)度較低，在長期的雨水侵蝕之下，路基坍塌現(xiàn)象加劇，這就使得大量道路的正常通行受到一定阻礙，這些施工建設(shè)問題不但降低了質(zhì)量管理水平，也容易發(fā)生許多交通安全事故。對于此類施工建設(shè)問題，主要核心設(shè)計(jì)部門的施工人員應(yīng)結(jié)合實(shí)際的施工建設(shè)技術(shù)情況，對建設(shè)工程的圖紙進(jìn)行周密分析，并重點(diǎn)對軟土路基建設(shè)進(jìn)行邊緣工程加固維修，確保市政施工工程建設(shè)能夠順利開展[4]。

2.3 軟土路基吸水性差

在市政施工工程的軟土路基建設(shè)過程中，土壤結(jié)構(gòu)的吸水性較差且圖紙密度較大，當(dāng)相關(guān)建設(shè)人員對地面進(jìn)行加大載重時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)土壤路基的沉降速度不斷降低，軟土路基的流塑現(xiàn)象時(shí)而發(fā)生。相關(guān)部門的人員應(yīng)引起高度的重視，對軟土路基的土質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行不斷改造和優(yōu)化，提升軟土路基的強(qiáng)度和密度，確保其符合施工建設(shè)的合理范圍。

2.4 軟土路基使用耐受力低

含水成分較高也是軟土路基的主要施工特點(diǎn)，在通常情況下，路基中的孔隙會(huì)大量出現(xiàn)，這樣會(huì)直接降低道路使用的周期壽命，尤其是在施工路段縫隙較大且路面特別濕潤的情況下，軟土路基被壓縮的情況經(jīng)常發(fā)生，此時(shí)路面承載的耐受力較小，有可能直接損壞路基建設(shè)的整體結(jié)構(gòu)[5]。

2.5 道路病害不斷發(fā)生

軟土路基不穩(wěn)可以引發(fā)道路開裂、沉降和失穩(wěn)等不良情況的發(fā)生。首先，道路開裂的主要原因是由于路基強(qiáng)度較差，在巨大的壓力負(fù)荷之下，路面外部形態(tài)發(fā)生彎曲會(huì)導(dǎo)致路面產(chǎn)生大量縫隙；其次，在道路交通運(yùn)輸過程中，部分地區(qū)路政管理部門管理松懈，對負(fù)荷超載的大型車輛不予理會(huì)，在長期的碾壓和車輛強(qiáng)烈激蕩顛簸之下，降低路面強(qiáng)度，出現(xiàn)了路基沉降情況；最后，失穩(wěn)情況主要是指在水流的外力作用下，自然界腐蝕和路面滲水情況會(huì)把路面的主要建設(shè)材料腐蝕，路基建設(shè)結(jié)構(gòu)破壞。

3 軟土路基常用技術(shù)應(yīng)用概述

3.1 置換技術(shù)

在軟土路基建設(shè)中，置換技術(shù)是現(xiàn)實(shí)生活中常用的處理技術(shù)之一[6]，最常用的施工技術(shù)處理方法就是通過一定的操作手段來改變土壤建設(shè)結(jié)構(gòu)，提高土壤軟土路基的穩(wěn)定性、強(qiáng)度和密度，進(jìn)而延長道路使用周期。這時(shí)施工建設(shè)人員如果能夠很好地運(yùn)用置換技術(shù)，就可以有效提高軟土路基的土壤結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性程度，防止道路坍塌、裂縫等不良現(xiàn)象的發(fā)生。

常見的置換技術(shù)主要包括人工挖掘置換和爆破置換兩個(gè)技術(shù)層面，核心建設(shè)人員應(yīng)該結(jié)合具體的施工狀況對工程場地進(jìn)行基礎(chǔ)性的適當(dāng)改造。例如，在人工設(shè)備挖掘過程中，可以利用相關(guān)設(shè)備穩(wěn)定程度較高、應(yīng)用范圍較廣等特點(diǎn)，發(fā)揮其內(nèi)在施工作業(yè)進(jìn)度較快等優(yōu)勢，并不斷摒棄建設(shè)成本較高等缺點(diǎn)。另外，爆破置換恰恰與人工挖掘置換相反，其主要優(yōu)勢為施工速度較快、建設(shè)成本較低，但其穩(wěn)定性和安全性和人工挖掘爆破相比較弱一些，有關(guān)部門應(yīng)該將兩者有機(jī)協(xié)調(diào)起來，充分提高軟土路基建設(shè)管理水平。

3.2 強(qiáng)夯技術(shù)

3.2.1 施工技術(shù)簡介

強(qiáng)夯技術(shù)施工法又可以稱為強(qiáng)力夯實(shí)技術(shù)法，也被業(yè)內(nèi)人士稱為動(dòng)力固結(jié)法，其主要應(yīng)用機(jī)理是相關(guān)建設(shè)人員通過大型履帶式強(qiáng)夯機(jī)的操作，把重量為9-31t的重錘從6.5-30.5m的高度自由落下，并對土壤進(jìn)行強(qiáng)力夯實(shí)，最后迅速加強(qiáng)軟土路基的承載能力和壓縮模量，形成比較緊密的路基軟土層[7]。

3.2.2 適用范圍

在施工建設(shè)結(jié)構(gòu)的不斷研究中，隨著建筑技術(shù)的日漸更新以及生產(chǎn)建設(shè)設(shè)備的不斷升級，強(qiáng)夯技術(shù)施工法已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于高速道路、鐵路、機(jī)場、核電站以及大型工業(yè)園區(qū)建設(shè)，對一些地質(zhì)情況較為復(fù)雜、含水量較高的路基建設(shè)地段也存在著重大影響。另外，強(qiáng)夯技術(shù)法還適用于碎石處理、砂土飽和與粘性土壤等地基建設(shè)。

3.3 排水固結(jié)

排水固結(jié)法是針對天然地基，在建設(shè)地基中設(shè)置砂井等豎向結(jié)構(gòu)的排水體，相關(guān)工作人員對建筑物的本身重量進(jìn)行相應(yīng)加載，或者在建筑物的工程場地上進(jìn)行加載預(yù)壓，把路基中的孔隙水分不斷排出，在逐漸固結(jié)的基礎(chǔ)之上，使得地基不斷沉降，強(qiáng)度逐漸增加。為了加速固結(jié)，有效的解決方法即可以在建設(shè)土層中增加適量的排水途徑，并不斷縮短排水距離，進(jìn)而加速地基固結(jié)，減少預(yù)壓工程的預(yù)期時(shí)間，將沉降工作提前完成。另外，有關(guān)部門人員還可以增加地基抗剪的長度，確保施工負(fù)荷率的增長速率明顯小于地基承載力的運(yùn)行速率，提升軟土路基的穩(wěn)定性。排水固結(jié)法主要適用于處理飽和以及軟弱土層建設(shè)中，對于那些滲透性相對較低的泥炭土應(yīng)該慎重對待，采用合理的方法提升地基安全性。

排水固結(jié)法由排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)兩部分共同組成，其中，豎向排水體構(gòu)成和平排水墊層構(gòu)成了完整的排水系統(tǒng)。豎向排水體主要由袋裝砂井、普通砂井以及塑料排水板構(gòu)成；加壓系統(tǒng)指通過固結(jié)作用的荷載，對施工工程的地基形成一定的凝結(jié)壓力進(jìn)而達(dá)到凝結(jié)效果。

3.4 其他常用技術(shù)

3.4.1 振動(dòng)水沖技術(shù)

又可以稱為“振沖法”，該種施工技術(shù)在軟土路基建設(shè)中不適用于沒有超過20kPa的軟黏土地基建設(shè)，施工建設(shè)人員在比較松軟的地基中，利用振沖器的振動(dòng)和水流噴射作用進(jìn)行地基內(nèi)部打孔，再向孔內(nèi)回填一定數(shù)量的碎石或者砂土石料對地基進(jìn)行緊密加固處理，最后有關(guān)施工作業(yè)人員通過分層振實(shí)強(qiáng)化路基建設(shè)，添加一定數(shù)量的粉煤灰等生產(chǎn)材料來吸收含水性較強(qiáng)的土層，擠壓建設(shè)結(jié)構(gòu)的土層，加強(qiáng)軟土基的穩(wěn)定程度。除此之外，如果將不同樁體進(jìn)行結(jié)構(gòu)組合，可以明顯提升軟土路基的抗強(qiáng)度效果，再配合相應(yīng)的排水減壓系統(tǒng)，也可以避免孔內(nèi)的水壓升高，避免液化土壤，加快軟土路基的排水固結(jié)[8]。

3.4.2 高壓旋噴技術(shù)

高壓旋噴技術(shù)是施工建設(shè)人員利用高壓旋轉(zhuǎn)的噴嘴、將大量水泥漿噴土層和土壤不斷融合的一種技術(shù)，在此過程中，要充分利用生產(chǎn)材料的抗壓承載能力，確保使用此種施工技術(shù)后能夠達(dá)到與之相應(yīng)的理想效果。值得注意的是，在施工建造期間，建筑企業(yè)的有關(guān)部門應(yīng)密切關(guān)注滲漏問題的管理，例如，可以利用連鎖樁工藝生產(chǎn)操作流程，結(jié)合定向噴射施工技術(shù)，在土壤內(nèi)部結(jié)構(gòu)中形成一定的連續(xù)墻進(jìn)行安全防護(hù)，避免路基出現(xiàn)漏水等不良現(xiàn)象。經(jīng)過大量的實(shí)踐表明，在砂性土、淤泥土以及黃土等軟土路基建設(shè)中，采用此種施工技術(shù)較為普遍，可以確保相關(guān)建筑物體不會(huì)受到外界的影響發(fā)生振動(dòng)，但是此種施工技術(shù)方法容易造成環(huán)境污染，并且實(shí)施的建設(shè)成本較高，不能為建筑企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，有關(guān)部門應(yīng)合理規(guī)劃并使用[9]。

3.4.3 真空堆載聯(lián)合預(yù)壓技術(shù)

這是目前為止應(yīng)用較為新興的一種軟土路基處理技術(shù)，它的實(shí)質(zhì)是相關(guān)建筑人員通過真空預(yù)壓和堆載預(yù)壓的迭加，并利用達(dá)西定律在軟土路基的土體中確?？紫端臐B透速度和水力坡度成正比，通俗地講就是利用加固機(jī)通過降低水壓力；而堆載預(yù)壓法是由于堆載產(chǎn)生的超靜孔隙水壓力，通過孔壓的消散效果提高土體強(qiáng)度，在兩者有機(jī)結(jié)合的情況下，提高軟土路基的加固程度。

4 結(jié)束語

總而言之，在市政道路施工過程中，軟土路基的含水量和空隙較大時(shí)，建筑企業(yè)的有關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)和自主創(chuàng)新應(yīng)用，并在學(xué)習(xí)與借鑒國內(nèi)外先進(jìn)軟土路基技術(shù)的基礎(chǔ)之上，因地制宜，統(tǒng)籌規(guī)劃，提高市政道路施工的質(zhì)量水平，促進(jìn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。