浅谈市政道路软基的处理技术

浅谈市政道路软基的处理技术

李琳

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摘要：市政道路是城市交通的重要组成部分，而市政道路软基处理技术则是保证道路使用寿命、提高行车安全、保障城市交通畅通的重要手段。本文将从市政道路软基处理的作用入手，分析软基处理的必要性，介绍常见的软基处理技术，旨在为相关研究提供参考。

关键词：市政道路；软基；处理技术

一、市政道路软基概述

市政道路软基是指地基土层中的可塑性土层，其特点是密度较低、强度较低、变形性大。软基土层往往是道路病害的重要诱因，如路面塌陷、路基沉降、路基侧移等。市政道路软基的质量直接影响着道路使用寿命、行车安全和行车舒适度。  市政道路软基主要包括黏土、有机质土、粉质土等土壤，这些土壤天然含水率高，天然空隙比大（见表1），导致强度差，易变形。由于道路通行的重复载荷作用，软基土层容易发生沉降、变形等问题，因此软基处理技术必不可少。

  表1 黏土、有机质土、粉质土相关参数

二、市政道路软基处理的必要性

市政道路软基处理的必要性主要表现在以下几个方面：

1、增强软基土层的承载能力。软土就是一种半流体，因为压缩性较高，导致排水效果较差，会降低地基稳定性，如果在压缩时没有达到标准要求，会加大施工作业难度，遗留安全隐患，严重情况下就会威胁到施工人员的生命安全。[1]

市政道路软基土层承载能力较差，如果不加强处理，将会给道路使用带来安全隐患。通过软基处理，可以采用不同的处理方法来改善软基土层的承载能力，减少道路的变形和沉降，保障道路的正常使用。 

2、防止道路变形和沉降。市政道路软基土层容易受到周围环境的影响，如水文条件变化、地震、基础施工等，因此容易发生变形和沉降。软基处理可以通过提高软基土层的密实度和强度，减少其变形和沉降，保证道路使用寿命。

3、保障行车安全。进行市政道路软基处理可为行车安全提供保障。通过软基处理，可以减少道路的坑洼和裂缝，提高路面平整度，提高行车的平稳性和舒适性，从而保障行车安全。

4、减少道路维护成本。市政道路软基处理还可以减少道路的维护成本。如果道路的软基处理不充分，道路容易出现路面塌陷、路基沉降等问题，需要频繁进行维护和修复。而经过软基处理后的道路，由于软基土层承载能力增强，道路的使用寿命也相应延长，从而减少维护成本。

三、软土路基施工现状

软土路基的性质因地而异，因层而异。在设计、施工的过程中稍不注意就可能导致质量问题的发生，常见的质量问题如：在勘察设计阶段因为考虑不周，不够详细，可能导致应该进行软土地基处理的部分没有进行处理设计；已经明确是软土地基，但是并没有进行针对处理，导致市政道路稳定性不高；虽然对软土地基进行了相应的处理，但是力度不够，依旧可能造成建筑物的失稳；堆料不当，未按照规定分层填筑，填土过快、碾压不当导致路基失稳。

硬壳层可以起到良好的承重以及扩散应力作用，因此，积极利用硬壳层对于减少工程的投资具有重要的意义。在有些地区对于硬壳层的使用，可以认为不对软土层进行特殊处理，充分利用硬壳层扩散应力的作用，采取预压措施能够保障填筑路堤的稳定性。但是，对于硬壳层的勘查、利用工作没有做好也不能起到理想中的效果。

四、市政道路软基处理技术

4.1换填法

换填法适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘等的浅层处理，且建筑物荷载不太大的地基。换填法的处理深度通常宜控制在3m以内较为经济合理，但不应小于0.5m。

主要方法是将软土层如淤泥、泥岩等换填成砂石、粗砂、水泥土等具有良好承载力、透水性的土体，能够起到稳定地基的作用。这种方式一般使用在软土层较薄的地方。在换填的过程中需要注意设计要求，避免超前挖掘，产生不必要的经济损失，在换填之后还需要对方体进行夯实处理，确保换填路堤具有良好的稳定性、承载力。

4.2排水固结法

排水固结法是对天然地基，或先在地基中设置砂井（袋装砂井或塑料排水带）等竖向排水体，然后根据建筑物本身重量进行加载；或在建筑物建造前在场地上先行加载预压，使土体中的孔隙水排出，逐渐固结，地基发生沉降，同时强度逐步提高的方法。排水固结法一般适用于饱和软黏土、换填土、松散粉土、新近沉积土、有机质土及泥炭土地基。

排水固结法由排水系统和加压系统两部分共同组成。排水固结系统由竖向排水体和水平排水体构成，主要作用是改变地基的排水边界条件，缩短排水距离和增加孔隙水排出的途径。当软土层靠近地表且较薄、或土的渗透性好且施工周期较长时，可在地面铺设一定厚度的砂垫层，不设竖向排水通道。土中的孔隙水在外荷载作用下排至砂垫层，从而产生固结。若软土层较厚时，为加快排水固结，应在地基中设置砂井等竖向排水体，与水平砂垫层一起构成排水系统。加压系统是指对地基施加的荷载布置。排水系统与加压系统总是联合使用的。如果只设置排水系统，不施加固结压力，土中的孔隙水没有压差，不会发生渗透固结，强度不会提高。如果只施加固结压力，不设置排水体，孔隙水就很难排出来，地基土的固结沉降就需要较长的时间。因此，要保证排水固结法的加固效果，从施工角度考虑，主要做好以下三个环节：铺设水平垫层、设置竖向排水体和施加固结压力。

施工方法一般分为：堆载预压法、真空预压法、降水预压法、电渗排水法。

堆载预压法：在建筑场地临时堆填土石等，对地基进行加载预压，使地基沉降能够提前完成，并通过地基土固结提高地基承载力，然后卸去预压荷载建造建筑物，以消除建筑物基础的部分均匀沉降，这种方法就成为堆载预压法。

一般情况是预压荷载与建筑物荷载相等，但有时为了减少再次固结产生的障碍，预压荷载也可大于建筑物荷载，一般预压荷载的大小约为建筑物荷载的1.3倍，特殊情况则可根据工程具体要求来确定。

为了加速堆载预压地基固结速度，常与砂井法同时使用，称为砂井堆载预压法。沙井法适用于渗透性较差的软弱粘性土，对于渗透性良好的砂土和粉土，无需用砂井排水固结处理地基；含水平夹砂或粉砂层的饱和软土，水平向透水性良好，不用砂井处理地基也可获得良好的固结效果。

真空预压法指的是砂井真空预压。即在粘土层上铺设砂垫层，然后用薄膜密封砂垫层，用真空泵对砂垫及砂井进行抽气，产生负压，使地下水沿竖向排水路径排出地表，加速地基排水固结。亦即真空预压是在总压力不变的条件下，使孔隙水压力减小、有效应力增加而使土体压缩和强度增长。

降水预压法即用水泵抽出地基地下水来降低地下水位，减少孔隙水压力，使有效应力增大，促进地基加固。降水预压法特别适用于饱和粉土及饱和细砂地基。

电渗排水法即通过电渗作用可逐渐排出土中水。在土中插入金属电极并通以直流电，由于直流电场作用，土中的水从阳极流向阴极，然后将水从阴极排除，而不让水在阳极附近补充，借助电渗作用可逐渐排除土中水。在工程上常利用它降低粘性土中的含水量或降低地下水位来提高地基承载力或边坡的稳定性。降水预压法和电渗排水法目前应用还比较少。

4.3抛石挤淤法

抛石挤淤是指用片石投入软土中，将淤泥挤出，以提高地基强度的措施。此法施工时不用挖淤，不用抽水，较为简便易行。适用于较稀的软土，表层无硬壳，厚度较薄，能使片石沉达底部者。一般用于软土层厚度小于3m的情况。

主要方法是在软土地基中抛片石，通过片石将地基中的淤泥挤出路基范围，然后进行厚层铺沙再回填，该方法适用于软土层加厚的区域。应严格按照施工要求进行，道路软土层平坦时应当从路堤中心以等腰三角形向前抛石填塞，然后向两侧填塞直到填到全宽为止，使软土从两侧挤走。当软土边坡系数大于1:10时，应从高侧向底侧抛石，并在一侧边多抛，保证底侧边不少于2m的平台顶面，待片石抛填完成之后用小块石填塞空隙，用重型压路机碾压平实。

4.4灌浆法

灌浆法是利用气压、液压以及电气化等原理将可以固化的浆液注入到天然或者人为的裂缝之中，采取物理性质将裂缝进行改善，可用作浅层及深层软基处治。

主要方法是利用粉喷发、电化学原理等方式将能够改善地基土层性质的浆液灌注到地基缝隙中，一般的灌浆液为水泥浆、水泥砂浆，此外也可以是化学材料如硅酸盐等，灌浆法可以明显的改善路基土层。粉喷发的施工过程比较简单，其施工要点为：钻机的性能要好，钻机位置与设计要求一致，桩的孔位置要与设计图纸一致，其偏差不能超过50mm，垂直方向上的偏差不得超过1.5%，施工期间要严格控制喷粉时间、停粉时间以及水泥喷入量，确保粉喷桩长度。做好施工日志，明确记录孔位、孔深以及水量等。

在实际的实施过程中需要根据情况进行分析，因为实际工程中存在技术因素、环境因素等可能导致灌浆法不能给按照理想情况实施，甚至因为干扰的因素太多导致不能实施。在施工之前，勘探工作非常大重要，必须保障勘探工作的质量为设计工作奠定基础。

4.5强夯法

强夯法，又称动力固结法，利用起吊设备，将重锤提升至一定高处使其自由下落，依靠强大的夯击能和冲击波作用夯实土层。强夯法主要用于砂性土、非饱和粘性土与杂填土地基。这种加固方法主要适用于颗粒粒径大于0.05mm的粗颗粒土,如砂土、碎石土、山皮土、粉煤灰、杂填土、回填土、低饱和度的粉土、粘性土、微膨胀土和湿陷性黄土，对饱和的粉土和粘性土无明显加固效果。对非饱和的粘性土地基，一般采用连续夯击或分遍间歇夯击的方法；并根据工程需要通过现场试验以确定夯实次数和有效夯实深度。现有经验表明：在100～200吨米夯实能量下，一般可获得3～6米的有效夯实深度。

主要方法是利用起吊设备，将10～40吨的重锤提升至10～40米高处使其自由下落，以此夯实土层。在强夯前，探明地质情况，对存在砂卵石石夹层适当提高夯击能量，遇障碍物应清除；锤重、落距、夯击遍数、击数、间距等强夯参数，在强夯前应通过试夯、测试确定：两遍强夯间应间隔一定时间，对粘土或冲积土，一般为三周，地质条件良好，无地下水的土层可只间隔1~2d。若影响深度不够，可采取增加夯击遍数，或调节锤击功的大小，一般增大锤击功（如提高落距），可以使土的密度大增。强夯完成应填平凹坑，用落距6m低能量夯锤满夯一遍，使夹层土密实；强夯处避免重型机械行驶扰动；冬期强夯应将冻土融化或清除后再强夯。

强夯法是近年来用于地基处理的常用方法。强夯法的施工设备简单、费用周期短。强夯法在素填土、沙土、粉土以及黄土等地基中能够取得良好的效果，软土中饱和度较高的土则不适用于强夯法。但是软土中具有砂土层也可以使用强夯法，因此考虑强夯法需要探究地质结构，视情况而定。

五、结论

总的来说，在市政道路修建过程中，做好软基的处理极为重要，能够增强软基土层的承载能力，防止道路变形和沉降，保障行车安全，减少道路维护成本，故需抓好市政道路软基处理技术，确保市政道路工程顺利开展。文中列举了部分软基处理较为常用的方法，具体应根据实际的地质情况，结合周边环境、水文气象资料等因素，采用不同的技术措施进行试验以选择最佳的处治方法。

参考文献：

[1]吴海兵.市政道路桥梁工程施工中软土地基处理技术研究[J].建材与装饰,2019(01):282.

[2]李敏.市政道路工程中的软土地基处理技术措施[J].建材与装饰,2017(32):266-267.

[3]李斌.道路桥梁工程中软土地基的施工处理技术研究[J].河南科技,2020(02):98-100.