市政道路设计中软土路基处理技术

市政道路设计中软土路基处理技术

刘婧

湖南智谋规划工程设计咨询有限责任公司 湖南 株洲 412007

摘要：道路路基是道路系统中最关键的一部分，是市政道路工程施工的基础。因此，道路路基必须有较高的强度及较好的稳定性。在市政道路的建设过程中，常常会遇到各种软土问题，若不能对软土路基采用合理的处理方式，将会导致路面凹凸不平、路基不均匀沉降，甚至路面塌陷的质量问题。为了进一步提升市政道路的工程质量，需对软土路基的处理方法进行深入探讨。

关键词：市政工程 软土路基 处理技术 方法

引言

我国地域辽阔、幅员广袤，由山区到平原，分布着各种土体，其压缩性、透水性和抗剪强度等也各不相同。而软土路基是道路工程中最常遇见的问题。由于软土压缩性大、沉降量大、抗剪强度低，如不能妥当处理，会严重影响道路施工的质量。随着城市的发展，多种软土路基处理技术已广泛地应用于道路工程建设中。本文对常用的几种方法进行简要介绍，为相关工作人员对软基处理技术的了解提供一定帮助。

1 软弱土的工程性质

软弱土是指天然孔隙比大于或等于1.0，且天然含水量大于液限的细粒土。包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等^[1]。软弱土的主要工程性质如下：

1.1软弱土灵敏度高。软弱土的灵敏度一般在3~4之间，当振动荷载作用于软土路基时，道路路基往往会产生沉降或侧向滑移。在荷载作用下，土体结构遭到破坏，其强度会大幅下降。

1.2软弱土有流变性。若软弱土上有高填方路基，软弱土在长期荷载作用下，除了产生排水固结变形外，还会产生次固结沉降。同时剪切强度也会慢慢降低，会发生长期缓慢的剪切变形。

1.3软弱土压缩性高。软弱土属于高压缩性土，其压缩系数一般大于0.5Mpa-1，其压缩性和含水量成正比关系，故路基后期的沉降量大。

1.4软弱土强度低。软弱土其抗剪强度一般不大于20Kpa。在荷载作用下易发生变形且软弱土的边坡稳定性差。

3 市政工程中软基的处理原则   

软土路基处理的核心是处理方法的正确选择和实施。只有全面分析影响地基处理效果的因素，才能选择最合理的路基处理方法，才会达到最佳的处理效果。路基处理方式的确定可以按照如下步骤进行：

3.1收集详细的基础资料，包括但不限于工程地质勘察资料、水文地质资料、地形图、测量资料等。

3.2根据道路等级，结合地形地貌、地层土质、地下水和周边环境，初步选定几个合理的路基处理方案。

3.3对初步拟定的方案分别进行技术难度和经济指标对比分析，选择最佳处理方式。必要时，可多种处理方式组合形成综合方案。

3.4对已选定的方案，可先选一块或几块典型场地进行现场试验，收集现场试验参数，对数据进行分析对比，对达不到效果的处理方法，及时分析原因，优化设计方案。软土路基处理最重要的一点是因地制宜。这需要我们不断丰富自身的理论知识水平，多多积累现场施工经验，综合比较技术方案的经济性和施工质量的优劣，最终选定价低质优的处理方式。

4 市政工程中软基的处理方法

4.1换土垫层法

换土垫层法是指将路基中软弱土部分或全部挖除，然后换填强度较大的砂砾石、片石、灰土、素填土等稳定材料。换填法通常适用于浅层软弱土路基的处理。换填的垫层通常能提高路基的承载力、降低沉降，增加软土的排水通道。常用羊足碾或振动压路机对路基土进行碾压施工。它有施工简单、费用较低的优点，所以在市政工程道路中的应用较为普遍。

4.2砂石桩加固法

砂石桩法是机械设备通过水冲、冲击或振动等方式在软弱地基中成孔，再将砂石填压到已成孔中，形式砂石组成的密实桩体的地基处理方式。砂石桩适用于处理素填土、杂填土、粉土、粉质黏土和松散的沙土。它能通过挤密、排水、置换、加筋、砂基预震效益加固路基。砂石桩地基处理可以显著提高地基强度，减少路基沉降量。但需要特别注意的是，在饱和软黏土的地基处理中，砂石桩仅起到置换作用。且由于软黏土的抗剪强度低，对砂石桩的侧限压力小，而黏性土其天然结构在成桩过程中受到破坏使其强度进一步减小，所以砂石桩在软黏土中的应用需通过现场试验确定。

4.3旋喷桩复合地基

旋喷桩主要适用于黏性土、粉土、沙土、碎石土、杂填土等软土地基。旋喷桩的主要作用能提高路基的抗剪强度、改善软土土体的变形性质。当前，高压喷射注浆法的基本工艺类型有：单管法、二重管法、三重管法和多重管法的等四种方法^[2]。可根据不同的地层岩土体适用不同的工艺方法。旋喷桩适用范围广，它既可以用于新建道路工程，也适用于竣工后的道路加固。且其施工设备体积小、高度低，与其他机械设备如强夯机、水泥搅拌桩机、碎石桩机等相比机动性更强，对于狭小场地的施工和道路上空有高压电线穿越的地段适用性更强。其缺点是造价较高，故在道路建设中通常与其它路基处理方法配合使用。

4.4水泥土搅拌桩

水泥土搅拌桩适用于正常固结的淤泥和淤泥质土、素填土、软塑~可塑状的黏性土、松散~稍密的中粗砂等，但由于其机械在搅拌土体时遇见大孤石和硬质建筑垃圾时容易损坏搅拌叶片，所以不适用于含块石的素填土或障碍物较多的杂填土。水泥土搅拌法将固化剂与原状土进行充分搅拌，而形成具有一定水稳性和一定强度固结体的加固方法，其加固过程中最大限度的利用了原状土，故造价较低。水泥土搅拌桩其施工工艺成熟，施工进程快，施工时噪音小，对周边建筑物影响小，因此在市政道路、公路、铁路、港口码头中都取得了广泛应用。

4.5强夯法

强夯法是路基处理中比较常见的处理方法，它是利用重锤自由落体过程中产生强大的夯击能，迫使深层土体重新排列，减少土体空隙使土体压缩密实。强夯法有施工简单、工程费用低、加固效果好等优点，但在含水量较高的土体施工时，易产生橡皮土效应，故不适用于饱和黏性土的地基处理。且强夯施工会产生强烈的震动和噪声，从而对周边建筑与沿线居民生活造成严重影响。故该处理方法通常适应于空旷地区道路路基处理。

4.6排水固结法

排水固结法是先行在软土路基中设置沙井等排水通道，然后在路基上堆载，在堆载的重力作用下，使土体中的水逐步排出，提前产生固结沉降，软土抗剪强度也相应加强的处理方式。排水固结法适用于处理各类淤泥质土、冲填土等饱和粘性土路基。排水固结法处理后沉降均匀，造价低。但其施工周期长，往往需要6个月以上的排水固结时间，所以适用于工期要求不太紧张的道路工程。

5 结语

路基加固工程属于一项隐蔽工程，其具体的加固效果往往不能在施工结束后完全体现，工程完成后也很难直接检验其施工质量。这就要求我们在设计、施工、监测、检测中每一个环节都把好关。设计上选择科学合理的处理方式；施工时对各个环节的质量标准都要严格掌握和把关，重视施工期间的监测，只有通过全过程监测才能发现问题及时解决问题；施工结束后间隔一定的休止恢复期再进行道路路基质量的检验。本文为笔者结合多年工作经验，对市政道路中的软土路基的性质、软基的处理目的、处理原则和几种常见处理方式进行简要分析介绍，对相关人士有一定参考作用。

参考文献

 【1】《工程地质手册》编委会，工程地质手册（第四版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2007：455

【2】高大钊，地基加固新技术[M].北京：机械工业出版社，1999：33

作者简介：刘婧（1990—），女，汉族，湖南株洲人，本科，工程师，主要研究方向：城市道路设计及岩土工程设计等，刘婧：18673309065。