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

陈旭

宁波梅山国际冷链有限公司  浙江宁波  315832

摘要：城市化进程的加速和市政道路建设的迅猛发展，在许多城市地区软弱土地基由于其低强度、高压缩性和不均匀沉降等特性，给道路建设带来了极大的挑战。传统的地基处理方法已无法满足现代工程的需求，因此需要研究和开发更为有效的技术。本文探讨当前市政道路设计中应用的软弱土地基处理技术，评估其效果和适用性，为提高道路工程的质量和安全性提供科学依据，进而推动市政基础设施的可持续发展。

关键词：市政道路设计；软弱土地基；处理技术

引言：

在市政道路设计中，软弱土地基的处理一直是一个重要且复杂的课题。由于城市化进程的加快市政道路建设规模不断扩大，许多道路不得不经过软弱土地基区域。当前，软弱土地基的处理方法包括预压、排水固结、化学加固和机械加固等，然而这些方法在实际应用中常因地质条件的复杂性和多变性而效果不尽如人意。因此，有必要对现有技术进行深入分析，以寻找更加高效、经济且环保的处理方案。

一、市政道路设计中常见的软弱土地基处理技术

（一）刚形状处理

刚性处理技术通过使用硬化材料或构件增强地基的承载能力和稳定性。常见的方法包括桩基础、搅拌桩和注浆法。桩基础通过将桩打入地下，形成支撑结构，将道路荷载传递到深部坚实土层或岩层，从而提高地基的稳定性和承载力。搅拌桩技术则通过将水泥或其他固化剂与软土混合，形成具有较高强度的加固体，增加地基的整体刚度。注浆法将水泥浆液或化学浆液注入软弱土层，使土体硬化，增强其承载能力。这些刚性处理技术适用于高荷载需求的道路或桥梁基础，可以有效防止地基沉降和不均匀沉降，延长道路使用寿命显著改善软弱土地基的工程性能，为市政道路建设提供可靠的基础保障[1]。

（二）水泥土搅拌桩结合轻质填料处理

水泥土搅拌桩技术是将水泥或其他固化剂与软土在现场混合搅拌，形成高强度的加固体，从而提高地基的承载能力和稳定性。这种加固方法不仅能有效改善软土的工程性能，还能减少地基沉降和不均匀沉降。根据宁波地区工程经验建议桩长不超15m，并切结合使用轻质填料，如泡沫混凝土、轻骨料混凝土或膨胀聚苯乙烯（EPS）块，进一步减轻地基的荷载降低沉降风险，同时提高路基的稳定性和耐久性，减少传统填料所需的运输和施工成本提升施工效率。

（三）排水固结法

市政道路设计中排水固结法是处理软弱土地基的一种常见技术，通过加速地基土体中的孔隙水排出，促进土体固结提高地基的承载力和稳定性。主要方法包括堆载预压和真空预压。其中堆载预压是在地基上施加临时荷载，通过土体自重和外加荷载引起排水固结，增加地基强度；真空预压则利用真空泵系统在地基中形成负压环境，通过真空排水加速固结。排水固结法适用于高压缩性软土和含水量高的软弱地基，具有工艺相对简单、效果显著、材料和设备成本较低等优点，是一种有效的软弱土地基处理技术，适用于大面积地基处理，但需结合具体工程条件和环境因素进行综合评估和设计。

二、软弱土地基处理技术的设计与施工要点

（一）前期勘察与地基评价

前期勘察与地基评价工作的开展直接影响软弱土地基处理后续方案的选择与工程质量。勘察工作主要包括地质钻探、取样、测试与分析，目的是获取地基土层的物理和力学性质，如土层分布、承载力、压缩性、渗透性等参数。经过详细的勘察确定软弱土地基的类型、范围和厚度，为地基处理方案提供科学依据。地基评价则是在勘察结果的基础上，结合工程要求和环境条件，评估地基的稳定性和承载能力，确定是否需要进行处理及采用何种处理技术。有效的前期勘察与地基评价不仅能减少施工中的不确定性和风险，还能优化设计方案，降低工程成本，提高施工效率和质量[2]。

（二）预应力管桩施工

预应力管桩通过预先施加应力，使桩体在受荷时能够更好地抵抗弯曲和剪切应力，从而提高其承载能力和耐久性。施工过程中，将预制好的预应力管桩运输至施工现场，然后通过打桩机或静压设备将管桩沉入地基。在沉桩过程中需控制好桩位和垂直度，确保桩基的整体稳定性和均匀性。在开展桩顶标高时应根据设计要求进行精确调整，以保证桩基的有效承载力。施工后，应进行静载试验或动载试验，检验桩基的承载力是否符合设计标准。预应力管桩施工不仅能够快速有效地处理软弱地基，还能减少对周围环境的扰动，适用于高层建筑、桥梁和市政道路等工程。

（三）轻质填料施工

轻质填料常用材料包括泡沫混凝土、轻骨料混凝土和膨胀聚苯乙烯（EPS）块。施工时要对地基进行清理和平整，然后根据设计要求铺设轻质填料。泡沫混凝土和轻骨料混凝土通常通过搅拌机现场混合后浇筑而EPS块则需逐层铺设并压实，施工过程中必须严格控制填料的厚度和密实度，确保填料层的均匀性和稳定性。此外，还需设置排水设施，防止雨水或地下水积聚影响地基稳定。通过合理的设计和精细的施工，轻质填料不仅能显著减轻地基荷载，减少沉降，提高地基的抗震性能和耐久性。

三、软弱土基处理技术的发展趋势

（一）新技术与新材料

软弱土基处理技术的发展趋势中，新技术与新材料的应用是一个重要方向，推动了地基处理效率和效果的显著提升。随着工程技术的不断进步，许多创新技术和材料被引入地基处理领域。例如，地基加固中的高强度复合材料和纳米材料显著提升了地基的承载力和稳定性。这些新材料具有更高的强度和耐久性，同时还能适应复杂的地质条件。在施工技术方面，信息化和智能化技术的发展为地基处理提供了更多的可能性，利用大数据和人工智能技术可以对地基情况进行精确分析和预测，形成优化处理方案提升施工效率[3]。

（二）环境友好型技术

环境友好型技术的使用提升了地基处理的效果，还大大减少了对环境的负面影响。传统的地基处理方法往往依赖大量开挖、搬运和化学材料的使用，可能导致土壤污染和生态破坏。为了应对这些挑战，环保型技术和材料的开发与应用逐渐成为主流。通过利用特定微生物的代谢活动，在土体中生成具有胶结作用的矿物质，从而增强土壤的强度和稳定性。这种方法不仅减少了化学试剂的使用，还能够利用天然资源进行改良，显著降低了对环境的影响。另一个创新是使用可降解材料和绿色聚合物作为地基加固材料，这些材料在提供足够的力学性能的同时，能够在地基稳定后逐渐降解，避免长期的环境污染。

（三）信息化与智能化管理

通过信息化技术工程项目可以实现全过程的数据采集和监控，利用传感器和物联网设备实时获取地基的各种参数，如土壤含水量、压实度和变形情况。这些数据通过无线传输技术，实时上传至云端平台供工程师和管理人员进行分析和决策。智能化管理则进一步推动了地基处理的自动化和智能化水平。通过大数据分析和人工智能技术，对采集到的数据进行深度分析，预测地基处理过程中可能出现的问题，并提供优化的施工方案。例如，利用机器学习算法可以根据历史数据和现场情况，自动调整加固材料的配比和施工参数，确保地基处理的效果最佳化。

三、结语：

市政道路设计中的软弱土地基处理技术在保证道路工程质量和安全性方面起着至关重要的作用。在实际工程中应根据具体地质条件和工程需求选择最合适的处理方法，并结合现代科技手段进一步提高软弱土地基处理的效率和效果。未来，应持续关注新材料、新技术的开发与应用，不断完善和创新软弱土地基处理方法，以满足日益复杂的市政道路建设需求，推动市政基础设施的可持续发展。

参考文献：

[1]李泽光.杂填土下卧软弱土地基处理中的强夯加固效果分析[J].四川建材,2023,49(03):90-91+103.

[2]陈凡.软弱地基综合处理施工技术[J].山西建筑,2022,48(07):65-68.

[3]薛果.论道路软弱土基常用处理技术应用[J].四川建材,2021,47(04):70+80.