市政道路軟土路基施工技術(shù)的應(yīng)用

劉惠娟

(太原市城鄉(xiāng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中心，山西 太原 030012)

1 軟土路基特點(diǎn)

1)塑形體積應(yīng)變。通常軟土路基結(jié)構(gòu)中包含部分的絮狀物，其也是軟土層的重要組成部分，若是絮狀物結(jié)構(gòu)完整，則強(qiáng)度比較穩(wěn)定，不然就會(huì)出現(xiàn)松垮、稀釋問題，從而造成地基結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，例如路基不均勻沉降、滑動(dòng)以及擠壓等。此外，絮狀物長(zhǎng)期受到外力荷載作用后，就可能會(huì)引發(fā)軟土路基塑形體積應(yīng)變，嚴(yán)重影響路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[1]。所以軟土路基施工之前，必須按照規(guī)定要求完成剪切試驗(yàn)，然后結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)以及地質(zhì)條件等，采用合理、有效的軟土路基施工技術(shù)，以顯著增強(qiáng)軟土路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與承載力。

2)結(jié)構(gòu)不均勻。軟土路基結(jié)構(gòu)內(nèi)部土質(zhì)呈現(xiàn)松軟狀態(tài)，整體硬度比較差，而且同一區(qū)域的不同土層之間也存在明顯差異。在受到外力荷載作用后，軟土路基會(huì)發(fā)生不均勻沉降，從而形成類型不一的斷層，長(zhǎng)期還會(huì)造成市政道路塌陷，直接威脅到道路交通安全。

3)抗剪性能弱。相較于其他路基，軟土路基結(jié)構(gòu)更容易出現(xiàn)壓縮及變形問題，而且其抗剪性能比較弱。當(dāng)受到車輛荷載作用后，由于抗剪強(qiáng)度偏低，路基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性偏差，所以就會(huì)發(fā)生斷層現(xiàn)象[2]。

2 軟土路基對(duì)市政道路工程的影響

1)市政道路沉降。軟土路基作為市政道路工程項(xiàng)目施工中的一項(xiàng)關(guān)鍵內(nèi)容，若是軟土路基采用的施工技術(shù)不當(dāng)，忽略了施工規(guī)范基本要求，不但會(huì)影響市政道路工程項(xiàng)目的整體建設(shè)質(zhì)量，而且后期運(yùn)營(yíng)階段會(huì)引發(fā)路面沉降。除此之外，若是市政道路工程軟土路基施工中采用的材料性能指標(biāo)不合格，或是軟土路基處治效果比較差，就會(huì)導(dǎo)致路基結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性、承載力不足，當(dāng)受到車輛荷載作用后就可能會(huì)引發(fā)路面變形，甚至發(fā)生較為嚴(yán)重的路基路面沉陷，直接影響到市政道路通行安全。

2)市政道路裂縫。以市政道路工程項(xiàng)目施工為例，若是技術(shù)人員未能采用有效、可行的軟土路基施工技術(shù)，就會(huì)導(dǎo)致市政道路工程路基孔隙比較大，當(dāng)受到外力作用后就會(huì)引發(fā)路基不均勻沉降，進(jìn)而造成市政道路形成裂縫[3]。此外，隨著市政道路工程項(xiàng)目使用周期的增加，路面裂縫就會(huì)持續(xù)擴(kuò)大，從而影響到市政道路行車的安全性與舒適性，同時(shí)對(duì)城市交通環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響。

3)市政道路失穩(wěn)。在市政道路工程項(xiàng)目施工時(shí)若是采用的軟土路基技術(shù)不合理，就會(huì)導(dǎo)致軟土路基結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不符合規(guī)定要求以及路基結(jié)構(gòu)土質(zhì)密實(shí)度比較松散。隨著市政道路工程項(xiàng)目投入運(yùn)營(yíng)，以及受到地下水、雨水滲透等條件的影響，就會(huì)造成路基結(jié)構(gòu)層流失，從而形成斷層現(xiàn)象，甚至引發(fā)路堤失穩(wěn)，直接影響市政道路通行的安全性。

3 項(xiàng)目實(shí)例

某市政道路工程項(xiàng)目的全線長(zhǎng)度為5.38 km，項(xiàng)目沿線主要包括居民住宅區(qū)、商業(yè)辦公區(qū)以及工廠區(qū)等。通過對(duì)市政道路工程項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)存在特殊性巖土(即軟土)，具體如下：①IIa-1層淺層淤泥質(zhì)土，表現(xiàn)為現(xiàn)軟塑～流塑狀態(tài)，整體穩(wěn)定性與力學(xué)性能比較差；②IIb-1a淤泥質(zhì)土，表現(xiàn)為流塑狀態(tài)，沿線分布范圍比較大，穩(wěn)定性和力學(xué)性能較差，覆蓋深度大約為3.3～18.5 m。此項(xiàng)目沿線地質(zhì)條件見表1。

表1 土工試驗(yàn)物理力學(xué)參數(shù)

4 市政道路工程項(xiàng)目中軟土路基施工技術(shù)的應(yīng)用

4.1 換填技術(shù)

換填技術(shù)是軟土路基常用的一項(xiàng)施工技術(shù)，主要適用于淺埋深度小于3.0 m的軟土路基。而換填技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用必須提前把軟土路基表層雜物清理干凈，同時(shí)結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況合理選用換填材料，最后實(shí)施軟土路基填充。其中對(duì)換填材料的選用需要高度重視，應(yīng)按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求確保換填材料具備良好的抗壓性與穩(wěn)定性，從而提升軟土路基結(jié)構(gòu)的承載力，確保市政道路項(xiàng)目的建設(shè)質(zhì)量[4]。此外，施工技術(shù)人員應(yīng)對(duì)換填后路基碾壓密實(shí)度進(jìn)行嚴(yán)格控制，采用機(jī)械設(shè)備+人工操作相結(jié)合的方式進(jìn)行反復(fù)整平與壓實(shí)，以增強(qiáng)路基壓實(shí)度，強(qiáng)化軟土路基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

4.2 排水固結(jié)技術(shù)

對(duì)于軟土路基可能發(fā)生的失穩(wěn)與沉降等問題，主要采用排水固結(jié)技術(shù)進(jìn)行有效處理。排水固結(jié)技術(shù)主要包括加壓與排水系統(tǒng)，通過合理設(shè)置排水系統(tǒng)以及利用路基內(nèi)部結(jié)構(gòu)的透水性能，使路基的水分有效排出，從而將路基含水量控制在規(guī)范要求范圍之內(nèi)?，F(xiàn)階段，常用的排水體系分為塑料排水板排水與砂井排水，通常采用塑料排水板就可以顯著改善淤泥軟基含水量問題[5]。此外，利用外界壓力對(duì)軟土路基施加一定程度上的荷載，促進(jìn)軟土路基結(jié)構(gòu)內(nèi)部水分集中，然后通過塑料排水板中的毛細(xì)管把水分傳輸?shù)缴皩拥膬蓚?cè)進(jìn)行排出，由此軟土路基結(jié)構(gòu)的承載力就會(huì)得到增強(qiáng)。排水固結(jié)技術(shù)(見圖1)實(shí)踐應(yīng)用中需要安排專業(yè)測(cè)量技術(shù)人員負(fù)責(zé)軟土路基施工范圍的精準(zhǔn)測(cè)放，尤其是塑料排水板安裝位置必須準(zhǔn)確、合理，然后正式開啟打樁機(jī)，而在塑料排水的截?cái)嗖僮鬟^程中應(yīng)預(yù)留充足的空間，最后完成塑料排水板周圍填砂處理。

圖1 排水固結(jié)技術(shù)

4.3 強(qiáng)夯技術(shù)

軟土路基直接關(guān)系到市政道路工程項(xiàng)目的整體建設(shè)質(zhì)量以及竣工后的運(yùn)營(yíng)安全，為了能夠最大程度上減小軟土路基造成的不良影響，則需要結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況合理采用軟基施工技術(shù)，從而增強(qiáng)軟土路基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與承載力，顯著提升市政道路工程項(xiàng)目的施工效果。通常情況下，軟土路基的含水量比較大，土質(zhì)層呈現(xiàn)疏松狀態(tài)，而且排水性能比較弱等，一系列問題都會(huì)影響到市政道路的施工效果。所以為了能夠顯著提高軟土路基結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，就需要合理采用強(qiáng)夯技術(shù)進(jìn)行處理，有效改善軟土路基力學(xué)參數(shù)。在強(qiáng)夯技術(shù)應(yīng)用過程中首先結(jié)合項(xiàng)目具體情況確定夯錘的重量(通常為10～40 t)，然后提升到高空指定位置由夯錘自由下落，與軟土路基接觸后會(huì)形成巨大沖擊力，從而完成軟土路基結(jié)構(gòu)的夯實(shí)處理，優(yōu)化軟土路基結(jié)構(gòu)的力學(xué)參數(shù)，提升路基結(jié)構(gòu)密實(shí)度與承載力[6]?，F(xiàn)階段，強(qiáng)夯技術(shù)在黏土、濕陷性黃土等相關(guān)類型的軟土路基施工中應(yīng)用比較普遍。除此之外，強(qiáng)夯技術(shù)具備成本造價(jià)低、操作簡(jiǎn)單、效果突出等優(yōu)勢(shì)，但也存在著一些缺點(diǎn)，比如黏土、高飽和土強(qiáng)夯處理效果比較差，所以必須結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況合理、有效應(yīng)用強(qiáng)夯技術(shù)。

4.4 碎石樁技術(shù)

碎石樁技術(shù)指的是更換處理軟土路基結(jié)構(gòu)中的部分軟土，其中更換材料選擇的是提前按照要求預(yù)制的碎石樁，通過合理采用碎石樁技術(shù)進(jìn)行軟土路基施工，可以顯著提升軟土路基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。從軟土路基結(jié)構(gòu)中加入碎石樁，能夠使路基結(jié)構(gòu)更為堅(jiān)固，同時(shí)降低了施工成本[7]。在碎石樁技術(shù)應(yīng)用中，首先應(yīng)確定軟土路基結(jié)構(gòu)中需要更換的軟土層，然后選擇鉆孔設(shè)備完成鉆孔處理，清除部分土質(zhì)，緊接著從孔內(nèi)填入碎石從而形成碎石樁，由此才能夠有效增強(qiáng)路基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與承載力。此外，碎石樁技術(shù)具備效率高、成本低，軟土路基結(jié)構(gòu)強(qiáng)化效果突出等優(yōu)勢(shì)，所以值得在軟土路基施工中推廣應(yīng)用。

4.5 添加劑技術(shù)

添加劑技術(shù)是軟土路基處理中普遍采用的一項(xiàng)施工技術(shù)，從軟土路基結(jié)構(gòu)中摻入適量的添加劑，以改變軟土路基的物理力學(xué)性能。通常軟土路基包含大部分黏性土質(zhì)，通過加入類型適宜的添加劑，能夠?qū)崿F(xiàn)土質(zhì)壓縮性能的顯著提升，從而進(jìn)一步強(qiáng)化黏性土質(zhì)的固結(jié)能力，提升軟土路基結(jié)構(gòu)的承載力、強(qiáng)度以及穩(wěn)定性，有效防止市政道路車輛通行出現(xiàn)路基塌陷問題。在市政道路工程項(xiàng)目軟土路基施工中，普遍采用的添加劑為熟石灰、生石灰以及水泥等，同時(shí)需要對(duì)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)條件進(jìn)行調(diào)查分析，然后合理確定添加劑的用量，從而有效發(fā)揮出添加劑的作用，增強(qiáng)軟土路基結(jié)構(gòu)承載力與穩(wěn)定性。

4.6 擠密技術(shù)

市政道路工程項(xiàng)目軟土路基采用擠密技術(shù)，主要采用的方式為分層填筑與分層碾壓，以有效改善軟土路基結(jié)構(gòu)的密實(shí)度，而且在提升軟土路基結(jié)構(gòu)整體強(qiáng)度的技術(shù)上，能夠?qū)崿F(xiàn)路基的快速排水，優(yōu)化軟土路基抗剪強(qiáng)度。近些年來，隨著軟土路基施工技術(shù)的優(yōu)化與發(fā)展，擠密技術(shù)變得多元化，研發(fā)了反壓護(hù)道法、堆載預(yù)壓法以及深層拌和法等技術(shù)方案，通過對(duì)技術(shù)方案的合理、有效應(yīng)用，能夠顯著改善軟土路基性能與強(qiáng)度。為了充分發(fā)揮出擠密技術(shù)效果，須結(jié)合市政道路工程項(xiàng)目實(shí)際情況，且嚴(yán)格根據(jù)施工技術(shù)流程進(jìn)行操作，以最大程度上減小對(duì)軟土路基施工造成的不利影響[8]。通過對(duì)擠密技術(shù)流程進(jìn)行優(yōu)化及完善，依據(jù)有關(guān)技術(shù)要求有序?qū)嵤D密技術(shù)施工，從而確保擠密技術(shù)的高效利用。此階段，施工技術(shù)人員必須高度重視路基填筑作業(yè)的沉降觀測(cè)以及移位邊樁觀測(cè)，認(rèn)真、仔細(xì)記錄各項(xiàng)數(shù)據(jù)，通過對(duì)沉降數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析研究，可以為施工技術(shù)人員對(duì)軟土路基擠密技術(shù)方案的合理調(diào)整提供參考依據(jù)，從而切實(shí)提升軟土路基施工效果，保證市政道路工程項(xiàng)目的整體建設(shè)質(zhì)量。

4.7 預(yù)壓砂井技術(shù)

在市政道路工程項(xiàng)目軟土路基施工中采用預(yù)壓砂井技術(shù)，必須輔助進(jìn)行排水與加壓處理，從而才能夠使軟土路基結(jié)構(gòu)中的黏性土凝固硬化。此項(xiàng)技術(shù)的重點(diǎn)是將凝固區(qū)域內(nèi)土壤側(cè)面土和植物等相關(guān)雜物清理干凈，然后合理布設(shè)砂墊層，以垂直方式精準(zhǔn)插入塑料排水管道，同時(shí)保證排水管道橫向設(shè)置，從而實(shí)現(xiàn)軟土路基的有效排水。除此之外，應(yīng)從砂墊層中安裝密封膜，然后通過真空泵將軟土路基內(nèi)部氣壓抽減至80 kPa。但是此技術(shù)方法需要消耗大量的時(shí)間，而且應(yīng)用范圍比較小，所以不適合應(yīng)用在流變性相對(duì)偏強(qiáng)的軟土路基處理。

5 總 結(jié)

不同類型的軟土路基施工技術(shù)具備不同的優(yōu)劣勢(shì)，所以必須結(jié)合市政道路工程項(xiàng)目實(shí)際情況，合理采用適宜的軟土路基施工技術(shù)，從而改善軟土路基結(jié)構(gòu)物理力學(xué)性能，提升軟土路基結(jié)構(gòu)承載力、抗剪強(qiáng)度以及穩(wěn)定性，保證市政道路工程項(xiàng)目的整體建設(shè)質(zhì)量。

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