市政道路軟土路基處理技術(shù)淺析

陳永照

摘要：軟土路基廣泛分布于我國沿海地區(qū)，軟土路基施工質(zhì)量是市政道路建設(shè)的重點。本文探討了市政道路建設(shè)中軟土路基處理的主要技術(shù)方法及適用范圍，引用工程實例對軟土路基現(xiàn)場處理進行對比分析，旨在為類似項目建設(shè)提供技術(shù)借鑒。

Abstract： Soft soil subgrade is widely distributed in coastal areas of China. The construction quality of soft soil subgrade is the key point of municipal road construction. This paper discusses the main technical methods and applicable scope of soft soil subgrade treatment in municipal road construction， and compares and analyzes the field treatment of soft soil subgrade with engineering examples， aiming to provide technical reference for similar projects.

關(guān)鍵詞：市政道路;軟土路基;病害;處理技術(shù)

Key words： municipal road;soft subgrade;disease;processing technology

中圖分類號：U416.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）28-0220-02

1? 概述

軟土路基多見于沿海、沿湖、多雨地區(qū)，地質(zhì)構(gòu)成主要為黏土、粉土、淤泥等松軟的、顆粒細微的土質(zhì)。其特點是土質(zhì)松軟、空隙較大、含水量較多、穩(wěn)定性較差等。本文簡單認為：當(dāng)外部使用荷載、永久荷載施加于路基上，出現(xiàn)大變形及強度破壞的現(xiàn)象，使道路影響范圍內(nèi)的構(gòu)筑物出現(xiàn)異常下沉、開裂等破壞形式，此種路基可統(tǒng)一歸結(jié)為軟土路基。

廈門市為沿海城市，存在大量因沖積、沉積等外力地質(zhì)作用形成的松軟堆積。主要軟基存在形式以淤泥為主，路基含水量高，抗剪強度低、滲透性小，尤其部分市政道路位于吹填造地區(qū)域，不穩(wěn)定因素多。

2? 軟基處理不當(dāng)引發(fā)的常見病害

軟土路基處理不當(dāng)極易在使用過程中引發(fā)各種病害，是導(dǎo)致道路故障的重要原因，軟土路基處理不當(dāng)會造成經(jīng)濟和社會的不良影響。一般來講，由于軟土路基處理不當(dāng)引發(fā)的主要病害歸納為以下幾點：

2.1 路基沉降? 路面在接受長期的碾壓、震動，尤其是較大承重車輛通行的時候容易因為路基強度不足而發(fā)生沉降。

2.2 路面開裂? 軟土路基處理不當(dāng)導(dǎo)致路基強度不足時，路基變形較大造成路面開裂。降水使路面滲水進入路基，高溫干旱天氣又使路基當(dāng)中的水分蒸發(fā)，路基成分收縮流失致使開裂不斷發(fā)展。

2.3 路堤失穩(wěn)? 施工過程中處理不當(dāng)，如采用超標土，壓實度不夠等問題;洪水、地下水等水體的侵蝕、滲透作用導(dǎo)致路基掏空;運營過程中汽車超載超過設(shè)計標準等，造成路堤失穩(wěn)。

3? 軟土路基主要處理技術(shù)

經(jīng)過長期的工程實踐，軟土路基處理形成了多種工法。本文結(jié)合多數(shù)施工企業(yè)的施工實踐經(jīng)驗及有關(guān)學(xué)者的研究成果將主要處理技術(shù)總結(jié)歸納如下：

3.1 換填墊層法? 在軟弱土層厚度不大時，可將路基處理范圍內(nèi)的軟弱土層部分整體移除，換填穩(wěn)定性能好、強度合適的材料稱為換填或墊層法。換填后可以降低路基壓縮性，提高工程特性，減少沉降量。此法不宜用于軟弱土層厚度過大的情況，否則換填處理產(chǎn)生的棄方與取土施工會極大增加工程成本。換填法推薦的處理深度以2～3m為宜。它的特點是處理后成效明顯且施工工藝簡單，但工程費用較高。換填墊層根據(jù)材料的不同可分為：砂礫石墊層、碎石墊層、粉煤灰墊層、干渣墊層、灰土墊層。

3.2 拋石擠淤? 該方法是通過將碎石（直徑一般不小于30cm）從中間向兩側(cè)拋擲到軟地基當(dāng)中，從而將軟質(zhì)的淤泥擠壓出施工的路基范圍，提高路基強度。這種方法相對于換填法來說操作方便，而且成本低廉，不會引起地基的污染，而且也會大大的提升施工效率。在實際的應(yīng)用當(dāng)中，拋石的高度和下沉深度也是需要考慮的核心問題，該方法適用表層沒有硬殼的土體，一般適用于軟土厚度3～4m，例如湖面或者池面基質(zhì)層的處理。

3.3 深層密實法? 通過夯實、振動、擠壓及加入抗剪強度高的材料等方法，對深層軟弱土體進行振密和擠密的地基加固方法稱為深層密實法。適用于中厚軟土層加固，分布區(qū)域較廣的軟土地基加固處理，其加固深度主要適用于3～30m。主要加固方法有：強夯、砂石樁、石灰樁、振沖置換法、石灰樁法、水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁法）、粉噴樁、旋噴樁法等。

3.4 排水固結(jié)法? 在軟土地基上加壓并配合內(nèi)部排水，加速軟土地基的排水，加快軟土固結(jié)的處理方法稱為排水固結(jié)法。適用于處理各類淤泥、淤泥質(zhì)粘土及沖填等飽和粘性土地基。軟土地基在附加荷載的作用下，逐漸排出孔隙水，使孔隙比減小，產(chǎn)生固結(jié)變形。排水固結(jié)有著其操作簡便、環(huán)保的特點，在工程使用過程中往往與其他處理方法一起搭配使用，起到協(xié)同疊加的作用。排水固結(jié)僅適用于一些含水量比較高的土質(zhì)，處理周期較長，部分項目處理時間需數(shù)年，在路基施工前仍需二次處理以達到設(shè)計強度指標。

主要加固方法：堆載預(yù)壓法、砂井法、袋裝砂井、真空預(yù)壓法、電滲排水法、降低地下水位法、塑料排水板法。

3.5 化學(xué)加固法? 水泥或其它化學(xué)材料注入土體后，與土體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，吸收和擠出土中部分水與空氣形成具有較高承載力的復(fù)合地基的處理方法稱為化學(xué)加固法。適用于處理砂土、粉土、淤泥質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土、粘土和一般填土，也可以在處理裂隙巖體及已有構(gòu)筑物地基加強。主要特點是加固速度快，綜合造價較高，不適用于滲透系數(shù)過小的土，同時施工工藝比較復(fù)雜，需要配置專門的機械設(shè)備，材料摻入比例及設(shè)備運行參數(shù)調(diào)試難度較大。

主要加固方法：硅化法、粉噴樁、旋噴樁、注漿、水泥土攪拌法。

3.6 加固路基法? 通過在路基中埋入高強度、大韌性的土工復(fù)合物、拉筋、受力桿件等方法加強路基的自身強度，增加抵抗地基變形沉降的能力。適用于軟弱巖體、土體中的路堤與路塹。土工復(fù)合物的種類比較多，其作用是起到排水固結(jié)及加筋補強作用。

主要加固方法：加筋土路基、土工聚合物、土釘墻、土層錨桿、土釘、樹根樁法。

4? 工程案例

濱海東大道項目澳頭至大嶝大橋段道路，長度5.7公里，設(shè)計等級為城市快速路，標準路幅寬度60m，雙向10車道。全段路線約75%經(jīng)過吹填造地區(qū)域，已經(jīng)真空預(yù)壓處理后提交作為本項目建設(shè)用地。路線平面示意圖如圖1。

4.1 地質(zhì)條件

擬建場地典型地質(zhì)斷面結(jié)構(gòu)組成如下：①素填土：密實度及均勻性較差，力學(xué)強度低;②填砂：新近回填，密實度及均勻性較差，力學(xué)強度低;③吹填土：主要為吹填淤泥，含水量高，孔隙比大;④淤泥：飽和、流塑狀態(tài);⑤粉質(zhì)粘土：可塑狀，中等壓縮性，力學(xué)強度一般;⑥中砂：中密狀，中等壓縮性土，力學(xué)強度一般～較高。

原設(shè)計方案考慮采用水泥攪拌樁進行路基處理。處理前場地承載力特征值約60kPa，吹填土含水率約85%。設(shè)計要求處理后復(fù)合地基承載力特征值需滿足：車行道≥100kPa，人行道≥80kPa，橋頭路段≥120kPa。

4.2 試樁及方案調(diào)整

常規(guī)單向水泥攪拌樁試樁出現(xiàn)較為嚴重的冒漿現(xiàn)象，無法成樁或成樁樁體松散，成樁范圍內(nèi)樁體強度離散性較大，無法滿足設(shè)計要求。經(jīng)調(diào)查分析后認為造成此種狀況的主要原因：

吹填土含水率過高，土顆粒較細，塑性指數(shù)高，擾動后力學(xué)強度極低。常規(guī)單向水泥土攪拌樁進行土體后，因葉片切削作用上層土體變的破碎，水泥漿液在噴漿壓力、鉆進壓力、超孔隙水壓力的共同作用下沿鉆桿上行導(dǎo)致冒漿。

原設(shè)計方案不適用于實際場地條件，根據(jù)專家論證意見，綜合比選方案優(yōu)劣，考慮采用雙向水泥攪拌樁濕噴法處理本段路基，實際使用過程中體現(xiàn)出良好成效。雙向水泥土攪拌樁相比普通水泥攪拌樁在本項目體現(xiàn)出的優(yōu)點主要有：①內(nèi)、外同心鉆桿上的攪拌葉片同時正、反雙向切削、攪拌土體，上部葉片可限制漿液在壓力作用下的上升通道，漿液可始終集中在兩組葉片之間，有效阻止了冒漿。②正、反向切削可減小漿液集中效應(yīng)，促進漿液融合充分，有效提高了成樁質(zhì)量。③正、反向葉片攪拌產(chǎn)生的剪應(yīng)力相互抵消，有效減小了土體擾動程度。如圖2。

4.3 雙向水泥攪拌樁施工工藝流程（四攪三噴）

5? 結(jié)論

通過對市政道路軟土路基處理技術(shù)的論述總結(jié)，給合濱海東大道項目軟基處理的實際應(yīng)用，得出以下結(jié)論：①軟土路基多見于沿海、沿湖、多雨地區(qū)，地質(zhì)構(gòu)成主要為黏土、粉土、淤泥等松軟的、顆粒細微的土質(zhì)。其特點是土質(zhì)松軟、空隙較大、含水量較多、靈敏度高。②軟土路基處理不當(dāng)，最常見的病害形式主要有：路面開裂、路基沉降及路堤邊坡失穩(wěn)。③雙向水泥土攪拌樁同心鉆桿、正反雙向攪拌葉片的設(shè)計形式，對比常規(guī)單向水泥土攪拌樁施工，可有效阻止冒漿，減小漿液集中效應(yīng)，提高成樁質(zhì)量。在含水率高，土顆粒細，塑性指數(shù)高的土體中效果尤其顯著。④軟土路基處理廣泛存在于市政道路建設(shè)中，伴隨著材料科學(xué)的新發(fā)展、設(shè)備自動化程度的不斷進步，將會產(chǎn)生更多高效處理技術(shù)。如何選擇合適的處理技術(shù)，實現(xiàn)質(zhì)量優(yōu)良、操作便捷、安全環(huán)保、投資控制等方面要求，需要廣大工程技術(shù)人員的進一步探索。

參考文獻：

[1]張繼勇.探討市政道路施工中軟土路基的處理技術(shù)[J].建材與裝飾，2016（21）.

[2]吳志睿.市政道路設(shè)計中軟土路基處理的方法探討[J].山西建筑，2016（11）.

[3]閆傳波，田義平.強夯法施工技術(shù)在市政道路軟土路基處理中的應(yīng)用[J].價值工程，2010，29（32）：131-132.