软土地基处理技术在市政道路施工中的应用研究

软土地基处理技术在市政道路施工中的应用研究

朱晓英

天津公路工程设计研究院有限公司  天津市  300000

摘要：在市政道路施工中，软土地基处理技术的研究与应用一直备受关注。软土地基的特性，如高压缩性、低承载力和易于液化，常导致道路工程中的不稳定和沉降问题，进而影响道路的使用寿命和安全性。因此，深入探究软土地基处理技术在市政道路施工中的应用具有重要意义。

关键词：软土地基；处理技术；市政道路

1市政道路工程中软土地基的特征及危害

1.1特征

第一，市政道路软土地基的流变性很大。一方面，由于市政道路运营年限长且交通量大，部分地基土在长期荷载作用下会发生较大变形，进而缩短道路使用寿命。另一方面，若在建设初期采用的软土地基加固方法不合理，可能导致运营期间道路软土层出现大面积渗流。特别是在路面压强较大时，有可能引发道路局部塌陷，从而影响行车安全。

第二，软土地基的压缩系数偏大，剪切强度偏低。由于软土层中存在大量气体，受外部压力变化的影响，其抗压能力会逐步降低。若施工过程中未对市政道路软土地基进行科学加固，随着使用时间的延长路面可能发生沉陷、塌陷等问题，带来一定的行车安全隐患。

第三，软土地基中的水分含量高。相对于普通土体而言，软土的含水率偏高，超过限值时，将导致路基强度不足。同时，由于软土地基中软黏土与粉质土的比重较大，内部存在大量电荷，再吸附水分，会使土体的孔隙率不断提高，从而影响路基结构的整体稳定性。此外，在市政道路建设过程中，如果所在区域雨水密集、水汽含量高，会进一步提高软土地基加固难度。

1.2危害

软土地基是一种特殊的基础结构，主要由淤泥、填料和杂填土组成。由于软土地基含水率高、透水性差、结构性相对较弱，在市政道路建设中容易引发地基滑移、边坡土体隆起及差异沉降等危害，会对行车安全构成严重威胁，甚至可能导致跳车等情况。

一是受软土地基变形及地下水埋深的影响，后期运营期内路面极易发生沉陷，进而加大养护维修难度，进而影响道路正常运转。

二是进行软土地基处理时，若未能选择合适的加固方法，将难以保障路基加固效果，容易导致路面在服役期间出现较大的变形和沉降。在汽车的多次碾压作用下，易出现路基沉陷，严重情况下还会产生大范围的路基变形，从而给道路的正常使用带来很大危害。

2软土地基处理技术在市政道路施工中的应用

2.1桩基法

桩基法是应对软土路基施工中一个常用而且有效的方法，在施工时，其主要利用桩体的承载力来改善路基的整体承载能力、稳定性并加速地基的固结。在技术应用时，可先结合工程需求、地质条件和软土特性，合理选择桩的类型（如预制桩、现浇桩等），并设计好其直径、长度和布置间距，科学考虑桩对地基土的扰动影响以及其对接下来路基施工的影响，确定桩的承载力以及其可靠性，应对极端情况下可能出现的荷载。在桩基施工工艺选择方面，可结合具体的环境与条件的不同，采用静压桩、打桩或钻孔桩等不同施工方法。施工时保障桩的垂直度和位置精度，以维护整体的结构稳定性。采取有效措施在施工过程中减小对周围环境和已有结构的影响，如采用预制桩来降低噪音和振动。充分考虑桩与软土之间的相互作用，确保桩的稳定并加快周边土体的固结，桩基和软土地基的接合面，也应做好处理，以减少桩基与土之间的相对滑动。施工时一定要保障桩的质量，注意检测桩身的完整性、位置准确性以及垂直度。预制桩则需在工厂中通过严格的质量控制程序以确保桩身的品质。施工过程中还应加强对桩基的施工质量、桩基与软土的相互作用进行全面监控，包括沉降、侧移和土体压密等指标的监测。

2.2换填法

换填法是处理软弱路基常用的一种技术类型，其涉及到移除原有的不良土层（软土）并用高质量的填料进行替代，替代材料可选择砾石、碎石、砂或其他结构性好的材料类型。该技术应用前，可先进行地质调查与评估，以掌握软土的厚度、物理和力学特性等，对不良土层的范围和影响程度展开科学的评估，以便确定需要换填的深度和范围。结合软土厚度、软土性质、路基承载要求等因素，控制好换填层的厚度。选择适合的填料材料，填料需要有足够的承载能力及良好的排水和压缩特性。在换填前，也需要注意采取适当的排水措施，如设置排水沟、井或使用排水管，确保新建路基的排水稳定性。排水设计要保证换填土施工和路基使用期间的排水效果。

做好相应的准备后，可进行土体开挖与清理，开挖深度需结合设计要求进行判断。挖掘工作应尽量减少对环境的破坏和对周边结构的影响。所应用的填料，应保证其来源可靠、质量符合设计标准，并注意避免在运输和铺设过程中防止污染填料。填料要进行逐层铺设，并采取适当的压实方法确保每层填料达到预期的密实度。合理选择压实设备，如振动压路机，碾压每层填料至其达到设计压实度。对换填材料进行逐层检测，保证其密度、含水量和压实度符合要求。在换填土完工后应重新进行场地的测试，以确保土地的承载能力已提高至预期目标。施工中也应需注意现场积水处理、避免造成土壤和水体的污染。对于施工产生的废土和其他废弃物，需要进行合理的处置。

2.3旋喷法

旋喷法在进行地基加固时，其利用高压旋喷设备将水泥浆注入土中，使其与原土混合并固结，从而形成具有一定强度和刚度的土-水泥体，能够有效的改善软土地基的力学性能。技术应用时，可选择合适的旋喷工艺，包括单轴旋喷、双轴旋喷或三轴旋喷等，这取决于地基土的类型、工程要求及现场条件。然后，科学地设计旋喷参数，包括喷孔直径、喷射压力、提升速度、水泥浆浓度等，以达到预期的地基强度，合理应用技术。还应科学地配制水泥浆，其浓度和比例需要根据土的性质和固化体的设计要求来确定。水泥浆需要有良好的流动性和稳定性，以保证在注入过程中能够有效地与原土混合。选择合适的旋喷机械设备，如高压泵、旋喷钻杆、喷头等，确保它们能够适应工程地质条件以及施工需求。设备运行要稳定，并应具备精准控制系统以实现注浆参数的准确执行。设备运用时，合理布置旋喷孔位，即旋喷柱的间距和排列方式，以确保固化体之间能够良好地相互作用并覆盖整个加固区域。孔位布置要考虑到交叉或重叠部分，保证加固效果的均匀性。施工过程中，也应做好监控，重点对水泥浆的流量、喷射压力、提升速度等关键参数进行合理地控制与监控，确保与设计值一致。做好施工记录，科学记录每根柱的注浆量、喷射压力、施工时间等数据。

2.4表层处理技术

软土地基表层加固处理的方法有多种。例如，压实法，利用振动压路机等设备将表层土壤压实，从而提高其承载能力；加固土桩法，通过在软土地基表层打入一定深度的桩基，利用桩基的支撑作用提高地基的承载能力。此外，还可以采用化学加固法，通过在软土地基表层注入特定的化学物质，使土体固结，从而提高承载能力。

对软土地基表层进行加固处理需要考虑多方面的因素。例如，需要考虑土壤的物理性质和力学性质，以便选择合适的加固方法，还需要考虑工程的实际情况，如道路的类型、规模、用途等，以便确定合适的加固方案。此外，还需要考虑环保要求，尽量选择对环境影响小的加固方法。

对软土地基表层进行加固处理可以显著提高其承载能力，从而保证建筑物的稳定性和安全性，在实际工程中，应根据地质条件和工程要求，合理选择和应用加固方法，以达到最佳的处理效果。同时，应充分考虑环保要求，尽量降低对周围环境的影响，实现软土地基处理与环境保护的双赢。

2.5固结排水技术

排水固结是一种利用排水管道排出软土地基中多余水分的处理技术，该技术可以有效降低软土地基中的含水量，提高其承载能力。

在排水固结施工过程中，需要通过钻孔或挖掘等方式设置排水管道，将地基中的水分收集起来，再通过排水管道将水分排出。应用固结排水技术时，可以同时进行固结处理，利用压实设备将土壤压实，从而进一步提高地基的承载能力。

排水固结技术的优点在于施工过程相对简单，不需要大量土方开挖和回填，因此可以降低处理成本。此外，排水固结法可以与其他地基处理技术相结合，有助于提高地基的整体稳定性和承载能力。

然而，排水固结技术也存在一些缺点。例如，对排水管道的设计和施工要求较高，需要保证排水管道的质量和稳定性，以防止排水管道堵塞或破裂。此外，排水固结技术对土壤的含水量有一定的要求，如果土壤的含水量过高或过低，可能影响排水固结效果。

2.6化学加固技术

化学加固技术在软土地基处理中发挥着重要作用，主要是通过注入特定的化学物质，使土体固结，从而提高地基的承载能力。常用的化学加固技术有电化学加固技术和硅化加固技术等。

其中，电化学加固技术是利用电解原理，将金属阳极插入软土地基，通过电解作用将金属阳极溶解出的金属离子与土壤中的硅酸盐反应，生成不溶于水的硅酸盐凝胶，从而使土壤固结。该技术具有施工简便、效果显著等优点，适用于多种类型的软土地基。

硅化加固技术则是将硅酸盐溶液注入软土地基，通过化学反应，使土壤中的硅酸盐含量增加，从而提高土壤的强度和抗压性能。该技术具有成本低、效果持久等优点，适用于对地基强度要求较高的工程。

2.7加载压实技术

加载压实技术是一种静态固结技术，通过将钢板打入软土地基，对地基进行加载压实处理，从而降低软土地基的含水量，提高地基的承载能力。

由于加载压实技术需要将钢板打入地基，可能会对路面结构层造成一定的冲击和压力，因此应用加载压实技术时，需要做好路面结构层保护工作，如设置缓冲层、加强路面结构层的支撑等，以保证路面结构层的稳定性和安全性。

同时，加载量过小可能无法达到预期的加固效果，加载量过大则可能导致地基过度压实，甚至破坏地基。因此，在应用加载压实技术时，需要根据软土地基的物理性质和力学性质，科学计算加载量，以确保达到最佳的压实效果。

2.8沙砾垫层处理技术

在软质基体含水量较大，而软质基体含水量较小的情况下，可采用碎石加固。施工方法如下：把地基底的砂子磨平，从而提高地基的强度与密度，改善地基的整体稳定性。但是，在一般情况下，地基的均质是不可能达到的，所以地基的水平方向上很容易出现水平方向上的不均匀现象，这样就会破坏地基的平衡。搬运砂砾和沙砾时，工人们必须具备足够的安全素质。岩石能确保水分的充分渗入，使土壤中的水分彻底消失，这也是为什么我们选择岩石做地面。但是，在采用粉状粘土充填时，要特别注意对沙粒的处理，以免由于粉状粘土的出现而导致脱油。此外，在实施此项技术的过程中要建立一个好施工制度基础，保证处理技术效果。

3结语

通过对软土地基处理技术的深入研究和实践应用，不仅可以有效解决软土地基在道路施工中所带来的问题，提高道路的稳定性和耐久性，还能够降低施工成本和环境影响，促进城市交通基础设施的可持续发展。

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