公路与城市道路工程路基施工中的软土地基施工技术研究
刘虎军
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引言
公路与城市道路是交通网络的重要组成,路基稳定性是道路安全运营的基础。软土地基具有高含水量、低强度等特性,易导致路基沉降、滑移等问题,影响道路使用寿命和行车安全,因此对软土地基施工技术的研究至关重要。软土地基施工技术虽有诸多应用,但不同地质条件和道路类型对技术要求差异大。
一、软土地基及路基施工相关理论基础
1.1 软土地基的基本特性
软土地基的基本特性集中体现为物理结构与力学性能的特殊性。从物质组成来看,软土多由黏粒、粉粒及有机质构成,天然含水量通常远超液限,呈现海绵状结构,孔隙比大且渗透性差,水分难以快速排出。其工程力学性质表现为低强度与高压缩性,抗剪强度仅能承受轻微荷载,在外力作用下易产生显著沉降,且沉降持续时间长。这种特性对路基的危害具有隐蔽性与累积性,短期可能因承载力不足出现局部凹陷,若遇地下水变化或振动荷载,还可能引发路基滑移,直接威胁道路结构安全。
1.2 公路与城市道路路基施工对软土地基的要求
公路与城市道路路基施工对软土地基的要求需结合道路功能与使用场景差异化设定。从共性要求来看,地基需满足基本承载力标准,确保路基在车辆荷载与自重作用下不发生剪切破坏。公路尤其是高速公路对沉降均匀性要求更高,因高速行驶对路面平整度敏感;城市道路则需兼顾路基稳定性与周边环境协调,如旧城区道路施工需控制地基处理对周边建筑的影响。
1.3 软土地基施工技术的理论支撑
软土地基施工技术的理论支撑源于地基处理的核心原理与效果评价逻辑。地基处理通过置换、加固、排水三类核心手段改善软土性能。置换法用高强度材料替代软土,直接提升地基承载能力。加固法通过物理或化学作用改变软土结构,增强其自身强度。排水法则通过构建排水通道加速软土固结,减少后期沉降。技术选择需遵循因地制宜原则,根据软土厚度、分布形态及周边环境选择适配方案。施工效果评价以强度提升与沉降控制为核心指标。
二、公路与城市道路工程中常见软土地基施工技术
2.1 置换类施工技术
置换类施工技术通过替换软土实现地基强度提升,核心是用高强度材料置换浅层软土。换填法根据软土厚度选择砂、碎石等透水性材料,施工时先清除表层软土,分层铺设换填材料并碾压密实,利用材料自身强度分散荷载,同时改善地基排水条件。抛石挤淤法则适用于淤泥层较厚且流动性强的区域,通过向软土中抛填块石,依靠石块自重挤压淤泥并形成骨架结构,石块间隙可填充细料形成稳定地基,施工中需控制抛石顺序以避免局部隆起。
2.2 排水固结类施工技术
排水固结类施工技术通过加速软土排水实现强度增长,关键是构建高效排水通道。袋装砂井法将砂装入透水土工袋形成排水体,按设计间距插入软土,通过砂井将软土中的水分引流至地表,配合堆载预压可缩短固结时间,施工时需保证砂井垂直度以避免排水路径受阻。塑料排水板法采用带状塑料排水体,通过专用设备插入软土,其表面的沟槽可引导水流,且材料轻便、施工效率高,适合大面积软土地基处理,需注意排水板搭接质量以保证排水连续性。
2.3 加固类施工技术
加固类施工技术通过改变软土结构提升自身强度,核心是物理或化学加固。深层搅拌法利用搅拌机械将水泥等固化剂与软土强制搅拌,固化剂与软土发生化学反应形成水泥土桩,桩体与周围软土共同承载,施工中需控制搅拌均匀性以确保桩体强度。高压喷
射注浆法通过高压泵将水泥浆液喷射到软土中,浆液切割搅拌软土并凝固形成固结体,可根据需要调整喷射范围,适用于处理既有道路下方或临近建筑物的软土地基。
2.4 复合地基类施工技术
土层处理类施工技术以桩与软基联合承载为复合地基类施工技术的核心,主要通过产生整体受力结构来起到作用。碎石桩复合地基是一种通过振动或冲击方法挤土入软基形成碎石桩的方式,在桩体起到置换和挤密双重效果的同时提升土层地基承载力,碎石的透水性还起到了促进软基排水的能力,桩间距应控制在一定的范围防止影响整个整体均匀性。
三、不同场景下软土地基施工技术的选择与应用优化
3.1 公路工程软土地基施工技术选择
不同地段公路软土地基施工选择方法要尽量具有连续、长的距离性和控制沉降。平原地区公路软土比较均匀但分布较厚,应选择排水固结类技术以及堆载预压的技术,运用塑料排水板加速软土的固结,按级进行堆压能有效控制不均匀沉降,以免后期路面纵向出现裂缝。山区公路的软土地基一般都有地形高低,首先要考虑抗滑的稳定性,可以选用深层搅拌桩或者高压喷射注浆的方法形成竖向加固系统,搭配挡土墙等支挡结构可以防止路基沿软弱夹层滑移。
3.2 城市道路工程软土地基施工技术选择
鉴于新建城区道路施工范围较大,选择软土地基施工技术时应优先考虑施工效率和环境保护,在施工难度、施工强度允许的情况下多选择换填法等手段处理浅层软土,在采用 CFG 桩复合地基控制深层沉降的同时兼顾经济性和加固效果;在旧城区道路改造施工中受周边建筑影响空间较小的情况下,应当选择一种侵入程度较低的手段进行处理,例如针对既有路面下设置固结体的高压喷射注浆技术能够最大限度降低对既有路面的破坏,并有效保证原有通行道路的可通行性能和既有居民群体的正常生活;当道路改造施工区域内存在一定数量地下管线的情况下,应当优先选择设备便携、对地层侵袭程度较低的塑料排水板法来处理道路中的软弱地基;在商业区内道路施工场地中应当考虑道路施工周期,优先选择较快成型的碎石桩技术。
3.3 施工技术应用优化策略
为了能够有效实施建筑工程施工的优化策略,其优化的目的主要集中于施工技术的适应性和协同性。施工技术的适应性主要是指基于土层地质适应性来对相关参数进行动态优化,例如在对高灵敏性软土进行施工时,可以适当缩减深层搅拌桩的搅拌频次来减少施工时对土结构的破坏程度;而对于渗透能力非常差的软土,在其排水固结技术运用环节还应增加砂垫层厚度以确保排水途径的通畅性。而施工中需要相互协同的建筑工程施工技术,可以利用组合方式来展现出其联合优势,例如在建筑工程施工过程中的排水固结技术以及复合地基技术的有机结合,首先通过塑料排水板达到排除部分水分的目的。
结语
本文对软土地基处理施工技术在公路、市政道路路基施工中的运用进行了总结,确定了适宜的使用方法及其技术特点以及场景适应性原则,提出的优化方法,经实践检验有效,不过技术应用可以有更好的突破,可以在传统基础上加强相关新材料以及智能监管技术的应用,推动软土地基处理更加高效和精细化,为道路工程建设服务。
参考文献
[1]广天顺.公路与城市道路工程路基施工中的软土地基施工技术研究[J].运输经理世界,2022,(35):20-22.
[2]刘卫.公路与城市道路工程路基施工中的软土地基施工技术研究[J].运输经理世界,2022,(35):32-34.