道路施工中软基加固技术要点分析.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2024 年 02 月 01 日 作者简介：罗世伟（1982），男，广西北海人，研究方向为道路施工。-120-道路施工中软基加固技术要点分析 罗世伟 北海市银海区交通服务中心，广西 北海 536000 摘要：摘要：本文以某道路施工项目为例，从施工准备阶段、材料的选择和施工质量控制三个方面详细分析了道路施工中的软基加固技术要点，旨在为类似的道路项目施工提供一定的技术参考和依据。文章首先概述了道路软基加固技术及其原理，重点阐述了土体改良的基本原理和材料的选择；然后重点分析了道路施工中软基加固的技术要点，并针对这些要点提出了相应的优化措施。关键词：关键词：软基加固技术；土体改良；施工技术；效果评估 中图分类号：中图分类号：U415.6 软基加固技术是道路施工中常见的一种地基处理技术。随着我国城市化和基础设施建设进程的加速，软基问题因其施工难度大、成本造价高等特点，已成为制约工程可持续发展的关键因素。有鉴于此，深入研究软基加固技术的关键要点对于提高道路工程的质量和稳定性具有重要意义。本研究旨在通过系统分析软基加固技术的概念、重要性、基本原理以及施工技术要点，为实际工程提供科学的指导。1 工程概况 某道路施工项目起点桩号 K0+000，终点桩号K0+950，设计长度 950 米。该项目属续建工程，设计的技术标准在满足现行规划、规范的前提下，尽可能与道路现状相一致。本项目与相交道路平交口均属项目设计范围，全线共设十一处平交口，其中，九处十字平交口、两处 T 形交叉平交口；十五组（共三十处）港湾式公交停靠站，站台长度 45m：减速段长度 25m，加速段长度 35m。本工程设计内容包括：道路工程、排水工程、交通工程、绿化工程、照明工程按要求，项目共分八个标段，本标段为。按招标文件要求，本项目质量等级达到合格标准，施工工期 150 日历天。2 软基加固的基本原理 2.1 土体改良的基本原理 2.1.1 物理方法 土体的物理改良旨在通过改变土体的结构和颗粒排列，增强其力学性质，常见的方法有振实法和预压法。振实法是通过在土体外部施加振动，使土体颗粒振实并重新排列，增加颗粒间的接触力，从而提高土体的密实度和承载力。物理改良的原理是通过有效地减小土体孔隙比，提高土体的抗剪强度，对软基的改良效果显著。在实际施工中，振实法在不同地质条件下的软基加固均适用，效率较高，因此是常见的软基加固方法。预压法是通过在土体上施加持续的垂直荷载，使土体发生压缩固结，从而减小孔隙体积，提高土体的承载能力。目前常见的预压法是水袋堆载预压（如图 1），其原理是向水袋中注水后放置在预处理的路基上形成垂直的荷载，荷载通过路基将荷载传递给软基，从而起到加固软基的作用。水袋堆载预压在新建公路、铁路的软土地基处理中均可适用。图 1 水袋堆载预压 2.1.2 化学方法 土体改良的化学方法是通过在土体中注入化学药剂对土体进行加固，从而提升其力学性能。化学方法是通过在土体中添加固化剂，使土体内颗粒发生胶结反应，形成坚固的结构，进而增强土体的密实度和稳定性。固化改性进一步引入改性剂来优化土体颗粒表中国科技期刊数据库 工业 A-121-面性质，提高颗粒间的吸附力和胶结性，进一步优化土体改良的效果。固化法在实践中具有较强的可控性，能够应对不同土体特性和设计要求。因此，化学方法的效果取决于选择化学药剂的合理性，也需要对道路软基的地质特征进行全面分析，从而提升固化剂的添加量的精确度。2.2 加固材料的特性和选择 2.2.1 常见加固材料 在软基加固施工中，加固材料的选择是加固效果的关键。常见的加固材料包括固化材料、改性材料和土壤稳定剂三种：固化材料包括水泥、石灰、粉煤灰等，改性材料有聚合物、纤维等，常见的土壤稳定剂有沥青、聚合物乳液等。水泥和石灰等固化材料常用于物理固结和化学固结方法中。水泥通过水合反应生成水泥胶凝体，填充土体孔隙，增加土体的强度和稳定性；石灰通过与土体中的粘粒发生离子交换和胶凝反应，形成稳定的胶结物，提高土体的抗剪强度。此外，固化材料的选择还取决于软基的土质特性，如土壤类型、含水量、PH值等。改性材料主要有聚合物和纤维。聚合物通过改善土体颗粒表面性质，增加土体的粘结性和黏聚性，提高土体的整体强度和稳定性；纤维能够在土体中形成网状结构，防止土体的塑性流变，增加其抗拉强度。改性材料在提高土体的抗变形能力和稳定性方面有显著的效果。常用的土壤稳定剂有沥青和聚合物乳液，其作用是提升土体的稳定性。沥青通过润湿土粒，形成胶质状物质，能提高土体的抗水侵蚀性和抗压强度；聚合物乳液可以在土粒表面形成薄膜，形成包裹作用，进而改善土体的抗水性、抗冻性和抗风化性。2.2.2 材料性能对加固效果的影响 材料性能对加固效果的影响主要体现在力学性能、物化性质和环境适应性三个方面：（1）力学性能。材料的力学性能对加固效果产生直接影响。例如，在使用固化材料时，水泥的强度和硬化速度等性能直接影响到土体的承载能力和施工进度。适当的力学性能可以有效提高土体的强度和稳定性，确保软基加固工程的长期稳定性。（2）物化性质。材料的物化性质受固化材料的固化时间、化学反应特性等影响，而改性材料的抗腐蚀性、耐久性等属性则决定了土体改良的持久效果。正确评估和选择材料的物化性质，对确保加固效果的长期稳定性起到关键作用。（3）环境适应性。材料的环境适应性也是影响软基加固效果的关键因素。不同地区的气候、土质等环境因素对加固材料的性能和持久性有不同的要求。在道路软基加固施工中，充分分析材料的环境适应性，能够更好地适应复杂多变的自然条件，保证加固效果的可靠性和稳定性。3 软基加固的施工技术要点 3.1 场地准备阶段 3.1.1 土壤勘测与分析 土壤勘测的目的是掌握道路软基的物理特性、力学性质和地质构造等重要基础信息。通过采用地质雷达、声波测井、土层取样等现代技术手段，深入分析道路软基的内部结构，可以得到土体的类型、含水量、密实度等关键参数。全面而精确的土壤勘测为后续的加固方案设计与施工提供了可靠的数据支持。土壤勘测应进行定性分析与定量分析。通过岩土工程力学试验、土壤抗剪强度测试可以分析土体的力学性质，进而为后续的加固设计与施工提供必要的参数；同时，对土壤的渗透性、液限指数等关键性能进行综合分析，有助于更全面地评估土体的工程特性。科学而精细的土壤分析是确保施工方案合理性的关键，同时也能有效的避免或减少施工中地质问题发生的可能性，进而提高加固效果。3.1.2 场地清理和平整 场地清理和平整是道路软基处理的基础工作。场地清理工作包括对施工区域内杂乱、杂草以及其他可能影响加固工作的障碍物进行有效的清除，清理过程中应对施工场地进行全面的评估，以确保清理的彻底和有效。用推土机、挖掘机等机械设备对场地进行清理，清除对软基加固施工不利影响的障碍物，可以为后续的施工提供整洁、有序的施工环境。在场地平整阶段，通常利用平地机械设备对场地进行平整，消除土体表面的凹凸不平，进而确保施工区域平整度达到施工要求。场地平整是后续的施工操作、材料的均匀分布以及加固层的一致性的基础。通过合理的场地平整，可以有效提高施工的效率，降低中国科技期刊数据库 工业 A-122-施工风险。3.2 加固材料的施工 3.2.1 施工工艺流程 在道路软基加固的施工过程中，施工工艺的质量直接影响软基加固的效果。道路软基加固工艺流程主要包括以下三个阶段：（1）加固材料的配制和搅拌阶段。根据图纸和土质分析的结果，合理选用水泥、聚合物等固化材料，以及纤维、改性剂等改性材料进行配制。在配制过程中，需要精确控制加固材料的配合比，确保其符合设计要求。搅拌阶段采用搅拌设备，如搅拌车或混凝土搅拌机，使加固材料充分混合均匀，从而提高施工的一致性和施工效率。（2）施工阶段。施工阶段的工作包括对软基进行加固材料的浇注、振实、压实等。在软基加固的物理方法中，振实法和预压法是常见的施工手段。振实法通过振动设备对软基进行振实，改善土体的密实度和承载能力；预压法则通过施加预定的垂直荷载，使土体发生压缩固结，提高土体的承载能力。固化法通过浇注固化材料，使其与土体发生胶结反应，形成坚固的固结体。改性方法是将改性材料通过均匀混合和浇注，改变土体的性质使之更有利于施工，提高土体的稳定性和强度。（3）施工质量控制阶段。质量控制阶段包括对加固层的厚度、均匀性、固结效果等进行质量检测和评估。通过采用地质雷达、声波测井等现代技术手段，对软基加固层进行实时监测，确保加固效果符合设计要求。此外，还需要对施工设备和施工过程中的环境因素进行综合考虑，保证施工质量符合图纸要求和规范。3.2.2 施工设备的选择和操作 施工设备应根据工程的具体要求和加固方法进行选择。振实法常采用振动设备，如振动压实机、振动盘等对土体进行振动压实；预压法则需要选用预压设备，如液压压桩机、压实机或水袋预压法等对土体施加持续荷载；化学方法使用喷淋设备、灌注机等进行固化材料的浇注；而改性方法是采用搅拌车、混凝土搅拌机等设备用于改性材料的制备和混合。施工设备需由经验丰富的专业人员进行操作，以确保施工过程的安全、稳定和精确。振实法施工中，需要根据土体的特性对振实机的技术参数进行针对性的调整，以达到最佳的振实效果；预压法施工中，施工人员需要准确掌握预压设备的操作规程，根据设计要求进行对土体施加垂直荷载，确保土体的压实固结效果；化学方法和改性方法施工中，操作人员需精确控制喷淋、浇注等过程，确保固化材料和改性材料均匀分布，达到设计要求的施工效果。另外，施工设备的操作还需要充分考虑施工现场的安全性和环境保护。操作人员需严格遵守相关安全规程，佩戴必要的防护设备，确保施工过程中的人身安全。施工设备的排放标准和废弃物处理也需要符合环保要求，采取有效的措施减少对周围环境的影响。3.3 质量控制方法与要点 3.3.1 质量检测方法 地质雷达是通过发射和接收雷达波来获取地下土体信息的方法，通过地质雷达可以得到土体的密实度、含水量等关键参数。地质雷达的优势是能在施工过程中实时监测软基的变化情况，从而为后续施工工序的调整和优化提供数据。声波测井是通过在井孔中发射声波，并根据声波的传播速度和反射特征来获取土体的物理性质和土体结构信息的方法。声波测井在软基加固中可以对土体弹性模量、泊松比等参数进行准确测定，为工程的质量评估提供可靠的数据基础。此外，电阻率法和地电阻法等非侵入性地质勘测技术也被广泛应用于道路软基加固效果的质量评估。电阻率法和地电阻法通过监测土体对电流或电场的响应，得到土体的导电性分布，从而推断土体的类型、含水量等信息。电阻率法和地电阻法能够对土体的整体性质进行准确评估，从而验证施工质量是否符合要求。3.3.2 质量控制的关键环节 首先，施工设备和材料的把控是质量控制的关键。在软基加固施工中，施工设备的选择、操作和维护对工程的质量有极大的影响。实践中应定期检查和维护施工设备，确保其正常运行，避免因施工设备原因影响施工。此外，应对加固材料的质量进行严格的把控，包括固化材料的配制、改性剂的选择和搅拌等，以确保施工过程中使用的材料符合标准要求，从而保证加固效果的稳定性和持久性。中国科技期刊数据库 工业 A-123-其次，通过科学规划的施工工艺，包括振实法、预压法、化学法和改性法等各种方法协同操作与应用，能够最大限度地提高施工效率，降低施工风险，确保软基加固工程质量效果最佳。同时，对施工工艺中关键工序的施工细节的把控，如场地准备、加固材料的施工等，也是保证工程质量的关键因素。4 结束语 综上所述，软基对道路施工的质量、安全、进度、成本等都会产生较大影响，尤其是质量，不合格的软基严重威胁道路施工的质量。因此，施工前应对针对不同的软基采取针对性的加固措施，从而保证道路施工的质量。参考文献 1金焱.道路施工中软基加固技术探究J.交通建设与管理,2023(4):95-97.2李昌樊.市政道路施工中软基加固技术研究J.江西建材,2023(1):249-250.3何长明,黎军.道路软基处理方案选型研究J.岩土工程技术,2023,37(5):574-580.4白云东.市政道路施工中软基加固技术探析J.建材发展导向,2023,21(18):181-184.5李书昌.CFG 桩在道路软基处理中的应用J.建筑技术,2022,53(9):1211-1214.6杨宏涛.市政道路施工中软基加固技术分析J.现代工程科技,2022,1(5):27-30.7赵国瑞.公路工程施工中软基处理技术研究J.交通世界,2023(8):66-68.8刘素彦,武志鹏.滨海城市建设软基处理施工工艺J.云南水力发电,2023,39(1):168-171.