市政道路工程中软土路基施工技术的应用

杨道德

（中国水利水电第十四工程局有限公司，云南 昆明 650041）

摘 要：随着经济与社会的快速发展，我国道桥事业实现了较为长足的进步，软土路基施工技术的广泛应用就是对这一进步的直接肯定。在我国当下市政道路工程施工中，软土路基的处理直接关系着整个工程的施工质量，为此文章就市政道路工程中软土路基施工技术的应用展开了具体研究，希望这一研究能够为我国市政道路工程施工的更好展开带来一定启发。

关键词：市政道路工程；软土路基；施工技术

对于市政道路工程来说，软土路基施工技术如果不能够实现妥善应用，就很容易引发道路稳定性降低、沉降变形等问题，这也是我国市政道路工程中软土路基施工必须采取科学合理技术措施的原因，而为了保证这类技术的应用能够切实保证市政道路建设符合设计标准，正是文章就市政道路工程中软土路基施工技术应用展开具体研究的原因所在。

1 软土地基概述

为了较高质量完成文章就软土地基施工技术展开的相关研究，首先就需要深入了解软土地基，而结合相关文献资料，就软土地基的特点与施工中常见问题进行了详细论述。

1.1 软土地基特点

对于软土路基来说，较大的含水量、较大的孔隙是其具备的主要特点，是由于软土本身属于含水量较高的土粒，这也是软土路基往往抗压能力较差、流动性较强的原因。值得注意的是，由于软土路基本身还具备着沉降特性，这就使得很多时候软土因时效性发生沉降时，很容易引发市政道路工程的失稳沉降，由此也能在一定程度上了解软土地基施工技术对于市政道路工程的重要性[1]。

1.2 软土地基施工中的常见问题

在简单了解软土地基的特点后，还需要了解软土地基施工中的常见问题。结合实际工作经验，文章将这类问题概括为路基强度低、边坡软土路基容易被雨水冲刷、沉降和剩余沉降控制困难三个方面。

（1）路基强度低。对于市政道路工程来说，其本身对道路路基的强度与使用年限存在着较高要求，而这主要是为了保证道路的行车安全。但对于市政道路工程中的软土路基来说，天然软土强度不高、较为容易因挤压与震动导致强度下降都使得路基强度得不到保证，这种强度较低的路基自然不能满足市政道路工程需求，路面变形和沉降现象也很容易因此大量涌现[2]。

（2）边坡软土路基容易被雨水冲刷。除了路基强度较低这一问题外，边坡软土路基容易被雨水冲刷也是软土路基施工中的常见问题，而边坡路基未进行处理或是处理质量较差就是引发这一问题的主要原因。值得注意的是，边坡软土路基的处理很多时候会影响路基本身的稳定性，这就使得很多时候市政道路工程在边坡软土路基处理中往往需要从全局角度考虑问题。

（3）沉降和剩余沉降控制困难。除了上述两方面问题外，沉降和剩余沉降控制困难这一问题也必须引起我们重视。在我国当下很多城市的市政道路工程建设中，为了尽可能降低软土路基带来的负面影响，硬质土的添加属于最常见的软土路基承载力提升方法。但在这一方法的应用中，路基沉降量与剩余沉降量的比值控制往往会出现问题，这就使得很多时候市政道路工程软土地基施工往往不能够达到设计预期的标准要求，市政道路工程的质量自然也无法得到满足[3]。

2 常见的软土地基施工技术

在简单了解软土地基后，还需要了解常见的软土地基施工技术，而结合相关文献资料与实际工作经验，文章将软土地基施工技术按照置换作用、挤密作用、胶接固结作用、排水固化作用划分为了四大类。

2.1 置换作用

对于结合置换作用的软土地基施工技术来说，换填法与抛石挤淤法是其主要构成，而较为适用于浅层软土地基的处理是这一施工技术的特点。

（1）换填法软土地基施工技术。对于换填法这一软土地基施工技术来说，挖除路基内的软土，回填强度高且压缩性低的一般土、砂、碎石、矿渣是这一软土地基施工技术的主要应用流程。对于换填法软土地基施工技术来说，在淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、膨胀土、杂填土、冻土等地基中都能够较好发挥自身效用。不过为了保证换填法软土地基施工技术应用后能够满足市政道路工程施工需求，施工人员在该技术应用中需要做好分层压实。值得注意的是，虽然换填法软土地基施工技术具备简单易行的优点，不过在深度超过3m的软土地基处理中，该技术的经济性与有效性就将出现大幅降低[4]。

（2）抛石挤淤法软土地基施工技术。对于抛石挤淤法软土地基施工技术来说，其具备着施工效率高、速度快、无污染、造价低、施工周期短等优点，而通过投掷片石并利用其自重及上层土体的挤压实现游泥质土排除是这一技术的实现原理。在抛石挤淤法软土地基施工技术的应用中，这一技术较为适用于厚度3～4m的软土层、表层薄弱且无硬壳土层、常年积水河塘与小湖的地基处理。值得注意的是，在游泥质土被挤出后，施工人员需要应用振动碾压器进行片石的压实，这样就能够通过压实所得到的石垫层达到置换土体的作用。

2.2 挤密作用

在了解应用置换作用的软土地基施工技术后，还需要了解应用挤密作用的软土地基施工技术，而加筋法、强夯法、预压法、碎石桩法属于这一挤密作用下软土地基施工技术的具体组成。

（1）加筋法软土地基施工技术。对于加筋法软土地基施工技术来说，这一技术可以细分为加筋土法、锚固法、钢筋轮桩复合地基法等多种种类，而考虑到泛用性与常用性，文章主要介绍加筋土法这一软土地基施工技术。对于加筋土法软土地基施工技术来说，土基内平行铺设土工合成材料形成加筋土是这一技术的主要原理，而由此软土地基就能够实现承载力与地基稳定性的提升。在加筋土法软土地基施工技术的应用中，软土地基存在的拉性和抗剪性能差问题都能够实现较好解决，该技术应用的关键筋体也能够较好实现软土地基不均匀沉降发生几率的降低[5]。

（2）强夯法软土地基施工技术。对于强夯法软土地基施工技术来说，这一方法也被称为动力压实法与动力固结法，从10～40m高度自由落下10～40t的重锤实现地基夯实是这一软土地基施工技术主要应用方法。在强夯法软土地基施工技术的应用中，通过重锤所带来的6×105～8×106J大小的冲技能，就能够实现软土的压实与强度的提升。在实际调查中发现，强夯法软土地基施工技术能够较好应用于填土、湿陷性黄土、粘土、砂碌、碎石等各种土质，而该技术还具备着经济易行、施工方便、加固效果明显等优点，不过受强夯法软土地基施工技术的原理影响，该技术在饱和度较高的粘性土处理中取得的相关较差[6]。

（3）预压法软土地基施工技术。对于预压法软土地基施工技术来说，这一技术属于预先在土基上施加一定静荷载，待土体沉降并压实后再卸去荷载的方法，其本身可以细分为堆载预压和真空预压两类。对于堆载预压这一预压法软土地基施工技术的组成来说，该技术通过土基表面堆置砂石、土、水等重物实现地基预压，并具备着施工器具简单，易操作的优点，不过由于自身特性影响，堆载预压较为适用于工期要求紧、厚度大的饱和软土市政道路工程；而对于真空预压这一预压法软土地基施工技术来说，通过预先在土体表面铺设砂垫层，并应用竖向排水管道、不透气塑料薄膜实现的真空与负压就能够实现软土地基中水的排除，这也使得该技术具备不会产生淤泥、环保可行、造价低、场地适用性强等优点，一般来说真空预压这一预压法软土地基施工技术能够实现10m内的加固深度，由此可见该技术具备的较高优势[7]。

（4）碎石桩法软土地基施工技术。除了上述三方面外，碎石桩法软土地基施工技术也属于挤密作用范畴内，这一技术通过在地基中设置多根由碎石组成的竖向桩体实现复合地基的建立，这样就能够较好实现市政道路工程软土地基的加固。值得注意的是，对于碎石桩法软土地基施工技术来说，这一技术具备着造价低、不受地下水影响的优点，而这些优点的存在就使得砂土、粉土、粘性土、素填土和杂填土都能够较好应用碎石桩法软土地基施工技术。

2.3 胶接固结作用

对于胶接固结作用范畴内的软土地基施工技术来说，水泥搅拌桩法与高压喷射注装法是其具体组成。

（1）水泥搅拌桩法软土地基施工技术。对于水泥搅拌桩法这一软土地基施工技术来说，将水泥作为固化剂，通过机械进行水泥和土体的混合形成桩体是这一技术应用的简单流程，而通过这一流程中水泥与土发生的物理与化学反应，就使得水泥搅拌桩法软土地基施工技术应用所取得的复合地基拥有较为出色的承载力与弹性模量。由于水泥搅拌桩法软土地基施工技术可以具体分为粉喷搅拌法与浆喷搅拌法，为此主要介绍应用较为广泛的粉喷搅拌法[8]。

在粉喷搅拌法这一泥搅拌桩法软土地基施工技术的具体应用中，将水泥粉喷入孔内与土颗粒混合搅拌是这一技术的主要应用步骤，而由于使用固体材料能够较好实现对含水量较高软土、极软土、泥炭土的加固，这就使得土体含水率在20%～70%时，粉喷搅拌法这一水泥搅拌桩法软土地基施工技术能够较好保证相关施工的整体质量。

（2）高压喷射注装法软土地基施工技术。对于高压喷射注装法这一软土地基施工技术来说，利用工程钻孔机械钻孔至软基处理的设计深度后喷射高压泥浆是这一技术的简单应用流程，而由此实现的软土地基内部破坏与浆体强制搅拌，就能够保证复合地基的形成，市政道路工程施工中软土地基的强度与稳定性也将由此实现较好提升。

2.4 排水固化作用

对于排水固化作用范畴内的软土地基施工技术来说，土工合成材料、砂井和袋装砂井三部分是该技术的主要构成，这其中的土工合成材料属于最为好用的排水固结法，而通过与塑料排水板的综合使用，就能够通过自身所具备的滤水性好、保证材料强度与延展性、对地基扰动小、施工快、工期短、造价低等优势作用下较好服务于市政道路工程施工。

3 软土地基施工技术应用-以贵阳市市政道路工程为例

为了能够更为深入完成市政道路工程中软土路基施工技术应用展开的研究，选择了某地沿海的市政道路工程X作为研究对象。通过考虑这一贵阳市政道路工程的土质条件、地基构成、施工条件等因素，完成了贵阳市政道路工程软土地基施工技术的选择研究。

3.1 软土特点

文章所研究的贵阳市政道路工程位于辽宁省南部沿海地区，属辽河平原范畴，场地则属于辽河三角洲，地基土层为海陆交互相沉积，沉积土层上部以陆相沉积的粘性土为主，向下以砂土为主。在市政道路工程所属区域内，地下水属于第四系孔隙水，埋藏深度为1.10～4.50m，低下水位为-0.96～2.21m。由于大气降水与海水是该地区地下水主要来源，且地下水贮存于粘性土与粉细砂内，这就使得该地区径流条件较差、地下水水位变化不明显。

（1）软土地基特性分析。在了解贵阳市政道路工程所在地的地质情况后，还需要就该地区软土地基特性进行分析，这一分析主要围绕含水量高且孔隙较大、抗剪强度低、渗透性小、流动性强、压缩性高等五方面展开。

首先，含水量高且孔隙较大。对于含水量高且孔隙较大这一特性来说，贵阳市政道路工程软土地基存在这一特性，主要是由于其软土地基主要由粘土粒组和粉体粒组组成，而这其中蒙托石、高岭石和伊利石的晶粒就通过自身携带的负电荷形成了偶极水分子，并最终造就了贵阳市政道路工程软土地基中的各种絮状结构，这自然使得贵阳市政道路工程软土地基存在含水量和孔隙较高的特点。

其次，抗剪强度低。在贵阳市政道路工程软土地基中，抗剪强度低也是这一地基存在的特性之一。通过实际考察确定了贵阳市政道路工程软土地基抗剪强度处于5～15kPa。而除了通过我国软土天然不排水抗剪强度一般低于20kPa进行这一特性的判断外，结合相关资料所揭示大，于35%含水量并大于1.0的孔隙比时含水量较大软土抗剪强度越低的特性也能够较好说明其抗剪强度较低。

再次，渗透性小。对于贵阳市政道路工程软土地基渗透性小这一特性来说，通过实地考察确定了该地软土地基渗透系数为1×10-7cm/s左右。这一渗透系数处于1×10-6～1×10-8cm/s，说明贵阳市政道路工程软土地基具备着渗透性小特性。

然后，流动性强。对于贵阳市政道路工程软土地基流动性较强这一特性来说，当地软土灵敏度在5～8。结合4～10灵敏度软土即为高灵敏土，确定贵阳市政道路工程软土地基属于高灵敏土，这也是软土流动性特性来源。

最后，压缩性高。除了上述几方面外，贵阳市政道路工程软土地基还具备着压缩性高的特性，而通过实地考察所得到的1.6～3.5MPa-1软土层压缩系数，将这一系数与正常固结软土层压缩系数0.5～1.5MPa-1进行了对比，能够较为直观发现贵阳市政道路工程软土地基具备压缩性高的特性。

（2）软土区域性分析。在完成贵阳市政道路工程软土地基特性分析后，我们还需要进行贵阳市政道路工程软土区域性分析，将贵阳市政道路工程软土自地表向下分为了素填土、褐黄色粘性土、灰色粘性土层、黄色粉质粘土与粉细砂层四个各具特点的土层。

首先，素填土。对于素填土这一土层来说，其厚度为1.0～2.0m，主要由粘性素填土和杂填土组成，主要分布在文章研究贵阳市政道路工程前3km范围。

其次，褐黄色粘性土。对于褐黄色粘性土这一土层来说，其厚度为1.0～2.0m到4.0～5.0m，可以具体分为界线不明显的粘土、粉质粘土、粉土，具体构成的渐变关系与由西向东厚度增加是其具备的特性。

再次，灰色粘性土层。对于灰色粘性土层来说，其深埋一般为14.0～15.0m到17.0～21.0m，并可以具体分为粉质粘土、粉土、淤泥质亚粘土、粉细砂，粉细砂与粘性土极薄层状交互是这一土层所具备的成层规律。

最后，黄色粉质粘土与粉细砂层。对于色粉质粘土与粉细砂层来说，该土层深埋一般为30m左右，由于该土层中粉土层与粉细砂层的渐变关系，这就使得该土层属于市政道路工程可利用的良好桩端持力层。

3.2 软土地基施工技术的应用

为了保证贵阳市政道路工程软土地基能够实现较高质量处理，通过钻孔进行了贵阳市政道路工程深度内软土路段地层由亚粘土、淤泥质粘土、亚粘土、粉细砂组成，并得到了0.84～1.03的孔隙比、34.9%～36.1%的表层天然含水量、3.2～5.7kPa的三轴凝聚力、2.4～3.5°的内摩擦角、24.1～24.6kPa的十字板剪切强度等软土地基的物理特征。结合物理特征与上文论述，最终选择了工合成材料软土地基施工技术与水泥搅拌桩法软土地基施工技术用于贵阳市政道路工程软土地基施工。

（1）土工合成材料软土地基施工技术。首先，土工合成材料的功能。在贵阳市政道路工程软土地基施工的土工合成材料软土地基施工技术具体应用中，首先需要了解土工合成材料的功能。而结合相关文献资料与自身实际工作经验，文章将这一材料的功能概括为加筋、隔离、防护、防渗、过滤和排水六个方面。这些功能的存在就使得贵阳市政道路工程软土地基存在的负面影响得以顺利消除。

其次，土工布处理软土地基原理。在贵阳市政道路工程软土地基施工中，确定了在路基底与填土之间铺设土工布材料的施工方式，这一施工方式属于典型的软土地基浅层处治方法。而这其中土工布凭借自身优秀的延伸率实现了上部负荷扩散、地基土层间摩擦阻力的提升、地基变形均匀、差异沉降避免、支承荷载等作用，而结合公式：

求得土工布加筋复合地基的限承载力，这一公式需要得到土的内聚力、地基承载力、复合地基承载力、地基底宽等数据的支持。

最后，土工合成材料软土地基施工技术的具体应用。在具体应用土工合成材料软土地基施工技术进行的贵阳市政道路工程软土地基施工中，通过开展钻探、十字板剪切试验、静力触探试验、标准贯入试验等测试手段，确定了在贵阳市政道路工程路基高于3m的区段应用综合应用土工合成材料与塑料排水板的软土地基处理方案，即先处理表面土层、平整场地、填筑50cm砂砾分两层各25层面进行分层碾压、铺设土工布一道、设置盲沟，通过这一施工流程我们就完成了土工合成材料软土地基施工技术的具体应用。实践证明，贵阳市政道路工程软土地基处理中应用的100%聚丙烯连续长丝无纺针刺土工织物凭借着自身优秀的性能指标实现了软土地基横断面内的不均匀沉降调整、改变了竖向压力的分布、实现了最大沉降量的降低、增强了结构的抵抗剪切能力、减小了土体的侧向位移，而这些都使得贵阳市政道路工程软土地基的稳定性大大提升。而通过计算，得出了土工合成材料软土地基施工技术应用后贵阳市政道路工程安全系数提升了25%的结论，由此可见土工合成材料软土地基施工技术在贵阳市政道路工程软土地基施工中所能够发挥的出色效用。值得注意的是，在路基高于5m的区段施工中，土工布应铺设两道。

总的来说，土工合成材料软土地基施工技术的应用实现了30%的总沉降量减少、1/3的差异沉降降低，而这些成果的取得与土工布本身难以被拉破、耐腐蚀性强、柔性大、反滤排水效果好、施工简便等优点存在着较为密切的联系，由此可见该技术具备的广阔应用前景。

（2）水泥搅拌桩法软土地基施工技术。在贵阳市政道路工程软土地基施工的水泥搅拌桩法软土地基施工技术具体应用前，就该技术开展了室内试验、现场单桩静载荷试验、复合地基静载荷试验。

首先，原状土及水泥土物理力学试验。在原状土及水泥土物理力学试验中，这一试验通过在贵阳市政道路工程软土地基处所取得的软土，获得了不同土层厚度、含水量、孔隙比、固结强度、快剪强度、承载力等指标，而水泥土强度则通过龄期与强度的关系试验获得了如表1所示的试验结果，的无侧限抗压强度与掺灰量的关系结果如表2所示，结合表1与表2我们能够较为深入了解水泥土物理学特性。

表1 龄期与强度关系试验

28 1.4 90 2.3 120 2.7

表2 无侧限抗压强度与掺灰量的关系

100 1.4 150 2.4 200 3.2 300 3.6

其次，静力触探试验。在静力触探试验中，结合公式估算桩体的无侧限抗压强度：

而由此开展的静力触探试验就能够较好检验水泥土搅拌桩有效性。通过公式如下公式计算桩间土的承载力

单桩承载力计算：

复合地基承载力计算：

得出了如表3所示贵阳市政道路工程软土地基试验段的静载荷试验与静力触探试验的对比结果，通过该表发现，静力触探试验与静载荷试验所确定的复合地基承载力是相当接近的。由此可见水泥搅拌桩法软土地基施工技术在贵阳市政道路工程软土地基处理中应用的可行性。

表3 静载荷试验与静力触探试验的对比结果

静载荷试验静力触探试验组号 天然地基（kPa）单桩（kN）复合地基（kPa）天然地基（kPa）单桩（kN）复合地基（kPa）第一组 87 274 176 82 269 169第二组 —— 280 181 85 277 174第三组 —— 265 177 81 254 181第四组 —— 257 169 89 251 173

在公式（3）应用的桩间土承载力中，应用了桩间土的承载力特征值与桩间土的比贯入阻力开展具体计算；而在应用公式（4）进行的单桩承载力计算中，应用了早强系数、不同时期的水泥土无侧限抗压强度、检测时实际成桩龄期、水泥土无侧限抗压强度的标准龄期，并最终通过公式：

完成了水泥土搅拌桩单桩承载力的计算；而在公式（5）计算复合地基承载力的过程中，应用了桩间土的影响面积、单桩的影响区域面积等数值。

3.3 研究总结

结合以贵阳市政道路工程为例开展的软土地基施工技术应用研究，断定土工合成材料软土地基施工技术的应用实现了路基两侧位移边桩不变形、有效控制路基均匀变形。该工程在通车2年以后依旧保持着路基稳定，由此可见土工合成材料软土地基施工技术所具备的优秀软土地基处理效果。

而在水泥搅拌桩法软土地基施工技术的应用中，试验发现原土层的40kPa承载力特征值随着水泥搅拌桩法软土地基施工技术的应用上升到了132kPa，由此可见水泥搅拌桩法软土地基施工技术应用后原土层力学指标的明显提升，这也说明了水泥搅拌桩法软土地基施工技术具备着较为优秀应用性能。

4 结束语

在就市政道路工程中软土路基施工技术应用展开的研究中，文章详细论述了软土地基的相关概念、常见的软土地基施工技术，并以贵阳市政道路工程为例开展了具体的软土地基施工技术应用研究。而通过这一系列研究我们能够较为深入的了解市政道路工程中的软土路基施工技术，更能够较为直观且深入的了解土工合成材料软土地基施工技术与水泥搅拌桩法软土地基施工技术，希望这一认知能够为相关工程研究人员与从业人员带来一定启发。

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中图分类号：TL4

文献标志码：A

文章编号：2096-2789（2017）11-0011-04

作者简介：杨道德（1981-），男，工程师，研究方向：市政道路施工。