市政道路设计中的软弱土地基处理技术研究

市政道路设计中的软弱土地基处理技术研究

吕涛

西安市市政工程（集团）有限公司  陕西西安  710032

摘要：自新世纪以来，我国的现代化城市建设的速度不断加快，区域经济迎来了蓬勃的发展。在此背景下，市政道路工程建设项目数量大幅度增加，在市政道路建设过程中，软弱土地基是一种常见的地基型式，需要采取科学合理的软弱土地基处理技术，来改善软弱土地基性质，减少质量病害的同时降低安全事故发生几率，并严格按照相关技术规范、操作规程来执行作业，从整体上提高市政道路工程的建设质量。

关键词：市政道路设计；软弱土地基；处理技术

引言

随着城市化进程的推进，市政基础设施建设对软弱土地基的加固需求日益提高，而软弱土地基加固技术可有效满足这一需求。该技术能够有效改善土体的力学性质，提高地基的稳定性和承载能力。

1软弱土地基的特性

1.1高压缩性

软土本身的土质特性是相对而言较为鲜明的，其压缩性相对较强塑限值相对较高，如果不及时的对软土做出有效的处理，那么在道路施工的过程当中很容易会出现道路坍塌等相应的问题，既影响道路的施工质量，同时也会影响道路工程的使用寿命，增加市政道路工程未来的维护成本。软弱土地基的高压缩性构成原因是软土含水量相对较大，容重相对较小，且在软土当中往往含有较多的微生物、腐植质，进而导致软土稳定性相对较差，形成了软土地基高压缩性的特性。

1.2渗透性不足

由于软土含水量高，软弱土地基中的水分由于处在较为饱和的状态，从而导致渗透性较差。在这样的条件下直接施工完成的市政道路，桥面表层的水分无法向下渗透排走，进而容易导致桥面出现开裂等问题，也会导致车辆行驶和行人行走时容易出现打滑现象。此外软弱土地基内水分较多，且水分无法及时排走，大量的水分长期积存，会进一步降低路基的稳定性，造成严重的不均匀沉降、裂缝等病害出现。

1.3易液化

在市政道路施工过程中，经常会出现由于软弱土地基不均匀沉降而造成的市政道路断裂和塌陷等问题，这种问题发生的主要原因是由于软弱土地基在地震时出现了液化现象。当发生地震时，会使地基内的孔隙压力增大，从而导致软弱土地基失去平衡，从而出现严重的沉降现象，这样会使道路市政道路结构出现断裂、塌陷等情况。而当软弱土地基发生液化现象时，在地震波的作用下，会使孔隙压力迅速减小，从而导致土体出现流动现象，并且这种流动现象会导致软弱土地基中的孔隙水迅速排出。在这种情况下，如果没有对软弱土地基进行处理，很容易使市政道路结构出现断裂或塌陷等问题。

2市政道路设计中的软弱土地基处理技术

2.1排水固结法

采用塑料排水板结合堆载预压或真空预压处理软弱土地基，适用于处理厚度较大的淤泥、淤泥质土，虽然总沉降量大，但通过排水固结能将大部分的沉降在预压期内完成，大幅减少了工后沉降，且造价低、施工易控制；排水固结法的主要缺点是施工预压时间长，对桥台等结构物部位需要进行二次开挖。由于本工程处于城镇发达区域，工程建设期间的交通组织工作难度很大，为尽可能地缩短工期，减少施工难度，将不考虑排水固结法处理桥头软土路基。

2.2换填处理技术

换填法适用于处理浅层软弱地基和不良地基。软土底面埋深不超过3m的一般软弱土地基路段，可采用换填处理。施工工艺包括清除表层土、确定换填材料、铺设换填材料、压实等步骤。换填法的优点是处理效果显著、施工简单等；缺点是成本较高，需要大量换填材料。换填材料尽量就近取材，优先采用挖方石渣，母岩饱和单轴抗压强度不小于15MPa，碎石最小粒径不小于2cm，粒径大于10cm或小于10cm各占50%，砂砾、碎石屑等透水性好的材料也可作为换填材料使用。在换填施工中，需分层压实，每层压实厚度一般为30cm，每层填筑、碾压均应达到规定的压实度。

2.3泡沫混凝土轻质路堤

泡沫混凝土是指水泥、水、细粒砂或土和泡沫按一定的比例混合，通过泡沫机的发泡系统将发泡剂用机械方式充分发泡，并将泡沫与水泥浆均匀混合，然后经过发泡机的泵送系统进行现浇施工或模具成型，经自然养护形成的一种含有大量封闭气孔的新型轻质保温材料（简称FCB）。该材料为水泥混凝土类材料，水泥为主要固化剂。其容重5～15kN/m³。可现场浇筑施工，与主体结合紧密，不需要留界隔缝和透气管，具有较好的整体性、低弹减震性、抗压性、耐水性。其施工速度快，只需使用简单的机器即可实现自动化作业，可实现800m的远距离输送。

2.4强夯处理技术

强夯处理技术原理为利用重锤在瞬时内对土层产生巨大冲击力，在冲击力的作用下土层内部压力明显增加，所产生的冲击波会压缩土体的孔隙，排除土层孔隙内的水与空气，使土层迅速固结，采用强夯处理技术可以达到良好的软土地基加固效果，大幅度降低软弱土地基的压缩量。强夯处理技术对于机械设备性能有着较高的要求，所选择的履带式起重机应当行走方便、性能优良、稳定性较强，高度以10～14m为宜。因履带式起重机在运行时夯锤与落击点之间距离较大，受到反作用力的影响可能会导致臂杆回弹，为避免该现象的发生，需要在履带式起重机上增设安全防护措施，如增加钢管支撑桅杆。在选择夯锤时，需要根土质确定夯锤的底面积与直径，通常情况下夯锤直径为2m，底面积为3～4m²，且夯锤上要设置多个直径适宜的气孔，以减小夯锤下落时的空气阻力。通常情况下，强夯处理范围要略大于软弱土地基处理范围，一般为设计深度的1/2～2/3。强夯处理施工中，为避免侧面隆起，夯点之间的距离一般较大，因此，需要采用分遍夯实方法，在夯击点之间设置适宜数量的夯击点，首次强夯处理采用高能量、大间距的方法以夯实深层土层，再逐个夯击夯点。夯击点之间的距离为5～9m，第一遍夯击时选择大间距，随后缩小间距。在完成第一遍夯击后，用推土机填平夯坑，再采用低能量进行满夯，若在强夯处理后发现厚度较大的表层土密实度较差，则需要才用小夯锤进行夯击，适度提升夯击的频次，以此确保强夯处理施工质量。

2.5复合地基法

钢筋混凝土灌注桩法是通过将钢筋混凝土灌注桩嵌入软弱土地基中，将桩的承载能力传递到软土中，形成复合地基。该桩型适用于软弱土地基，具有较好的承载能力和抗沉降性能。预制桩法是将预制桩直接插入软弱土地基中，然后注浆固结。预制桩的特点是施工效率高，承载能力大，适用于一些需要较大承载能力的地基工程。微桩法是将直径在100mm以下的小直径桩，通过钻孔或插管方法将微桩注入软土地基中，然后注浆固结。桩排法通过在软弱土地基上布置排列的桩，形成桩排结构。桩排的作用是改变地基的水分分布、增加地基的承载能力和稳定性，适用于较大面积的软弱土地基处理。螺旋桩法是一种螺旋旋入地面的钢制桩，可以用于软土地基的复合地基处理。螺旋桩施工简便，适用于施工空间受限、周围环境敏感等特殊条件下的地基处理。

结语

综上所述，由于地基处理对市政道路工程的质量会产生决定性的影响，因此为了保障市政道路工程的稳定性和安全性，需要做好工程的地基处理，尤其是要做好软弱土地基的处理，使得软弱土地基能够稳定承载建筑的压力，进而使市政道路工程能够拥有良好的质量。

参考文献

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［2］郭旭．市政道路施工中软弱土地基施工的技术要点探究［J］．工程与建设，2021，35(6):121－122，125．

［3］王志宇．市政道路软弱土地基施工的关键技术分析［J］．技术与市场，2021，42(12):110－111．