市政道路施工中的軟基處理技術(shù)

梁國林

摘要：隨著市政道路面臨著前所未有的通行壓力，市政道路在施工中要高度重視施工的質(zhì)量，而在市政道路中經(jīng)常遇到軟基，軟基處理技術(shù)對(duì)提高道路施工質(zhì)量很重要。文章對(duì)市政道路施工中的軟土地基處理技術(shù)進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：市政道路；軟土地基；處理技術(shù)

市政道路對(duì)路基完工后沉降的要求很高，而沉降剛好是軟土地基處理的主要問題，在軟土地基上修筑道路，如果對(duì)軟基不加以處理往往會(huì)導(dǎo)致路基失穩(wěn)或過量沉降，直接影響到竣工后道路的運(yùn)行狀況及其使用壽命。因此，強(qiáng)化對(duì)軟基的處理，成為提升市政道路工程施工質(zhì)量的關(guān)鍵。

一、開挖換填法

開挖換填法指的是將原有軟弱土層全部挖出或部分挖出，以滲水性較好的砂、石或者強(qiáng)度較好的粘土填筑。換填土法是用好土全部或部分替換軟土的方法。適用于軟土層較厚，稠度大，路堤高、施工期緊迫的路段。

加固原理：根據(jù)土中附加應(yīng)力的分布規(guī)律、讓墊層承受上部較大的應(yīng)力，軟弱土層承受較小的應(yīng)力。作用：提高持力層承載力；減少沉降量；加速軟土層的排水固結(jié)；防止凍脹；消除膨脹土的脹縮作用。開挖方法：全部開挖換填：在路堤全寬范圍內(nèi)將需要處理的軟土層挖除，并置換以好土。適用于軟土層厚度為 3m以內(nèi)，路堤需在短期內(nèi)填筑完成的情況。部分開挖換填：僅挖除表層最軟弱部分的軟土，換填以好土，使沉降量減少到可接受程度。

換填材料：選用排水性能好，處于地下水以下能保持有足夠承載力的砂、砂礫及其它粗粒料。

二、表層處理法

市政道路軟基如果非常軟弱，則應(yīng)當(dāng)采用表層處理法。表層處理法指的是利用排水、敷設(shè)或者增加填料等方式來提高軟基表面的強(qiáng)度，防止局部地基出現(xiàn)變形，確保道路工程的機(jī)械可正常開展作業(yè)，使填土的荷載分布均勻。分以下幾種情況：

1、土質(zhì)相對(duì)較好，但含水量比較大的軟土地基，在應(yīng)用表層處理法之前，通過在地面開挖溝槽把地表水排除干凈，降低地基表層的含水率，確保施工機(jī)械順利通過。應(yīng)填筑透水性較好的碎石或者砂礫，從而確保開挖的溝槽達(dá)到盲溝的效果。

2、地基的表層含水量大，但軟土層比較薄，這種情況應(yīng)采用砂墊層法，在地基上添加 0.5～1.2m 左右厚度的砂墊層。通過這種方式，可有效固結(jié)軟土層，而且砂墊層還具有排水的作用。除此之外，砂墊層在填筑過程中還具有降低地下水位的功能。

3、如果地基的土層不均勻，或者均布的沉降不均勻，容易導(dǎo)致側(cè)方向發(fā)生變位等問題，則可使用敷墊材料法，這種敷墊材料具有良好的抗剪和抗拉能力，可保證機(jī)械的通行，對(duì)填土荷載起到支承作用。敷墊的材料一般有土工格柵、化纖無紡布（土工布）等類型。

三、豎向排水固結(jié)法

豎向排水固結(jié)法適用于粘性軟土路基的處理，其加固原理是縮短路基排水距離，促進(jìn)排水固結(jié)，并提升路基強(qiáng)度。豎向排水固結(jié)法又分砂井排水和紙板排水兩種方式，砂井排水根據(jù)施工方式的不同又可分為打入式、振動(dòng)式、螺旋鉆式等。在此以砂井排水法為例介紹其施工方法。為了提升地基穩(wěn)定性，應(yīng)以填土坡面下為加固對(duì)象，為了減少地基沉降，應(yīng)以路基頂面寬度下為處理對(duì)象。施工前仔細(xì)查看施工場地有無沙層；施工過程中要減少對(duì)四周土壤的擾動(dòng)，以防地基強(qiáng)度削弱或透水性變差，對(duì)此可適當(dāng)加寬排水距離；采用砂井排水時(shí)，盡量采用質(zhì)量好的粗砂，以確保其透水性能良好，且透水效果能夠長期保持。砂井排水法施工時(shí)應(yīng)遵循鋪砂—打入排水砂井的順序施工。在進(jìn)行砂井施工之前，需要在地表面鋪墊一層砂（即砂墊層）。并需要開挖排水溝，防止填土內(nèi)有較高的地下水位。排水砂井的打入主要有打入式、振動(dòng)沉樁式、射水式、螺旋鉆進(jìn)式及袋裝式等。無論那種方法其沉入深度通常是15～20m，一旦超過這一深度，就會(huì)增大工程難度，增加工程費(fèi)用。注意事項(xiàng)：布置砂井需要根據(jù)設(shè)計(jì)圖間距進(jìn)行，用不同顏色對(duì)已打入或待打入的井位進(jìn)行標(biāo)志。經(jīng)常檢查導(dǎo)桿，確保其豎直，打入深度要符合要求。打入速度可以快，但要控制拔出套管的速度，速度應(yīng)控制在填充砂及壓氣能順利地操作為度。填充砂料需要利用傳送帶進(jìn)行連續(xù)投入，還可以通過漏斗提升將其喂入，從正確計(jì)量考慮，漏斗提升的方法更優(yōu)。

四、粉噴樁加固處理法

進(jìn)行粉噴樁之前應(yīng)準(zhǔn)備好需要的施工技術(shù)資料，如工程場地的地質(zhì)報(bào)告，粉噴樁設(shè)計(jì)樁位圖，室內(nèi)配比試驗(yàn)報(bào)告，土工試驗(yàn)報(bào)告，原地面高程數(shù)據(jù)表，加固深度與停灰面高程以及測量資料等。確保場地整潔平坦。用粘性土填平場地低洼；施工場地不符合機(jī)械行走要求時(shí)，需要通過鋪設(shè)砂土或碎石墊層來改善。如果地表太軟，需要采取避免機(jī)械失穩(wěn)的相關(guān)應(yīng)急措施。準(zhǔn)備好施工機(jī)械，按照需要組裝機(jī)械并進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)。根據(jù)工程設(shè)計(jì)的配比和實(shí)際測量的各項(xiàng)施工現(xiàn)場參數(shù)進(jìn)行試樁，進(jìn)而確定粉噴樁的施工工藝。試樁通常是5根，鉆進(jìn)、提升、攪拌的速度，噴氣需要的壓力以及單位時(shí)間的噴粉量也是通過試樁確定的。粉噴樁使用的水泥，應(yīng)有合格證，并符合工程設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，并現(xiàn)場檢驗(yàn)合格才能投入使用，受潮、結(jié)塊變質(zhì)的加固料必須廢棄。

對(duì)噴粉高程、鉆機(jī)下鉆深度以及停灰面進(jìn)行嚴(yán)格控制，保證粉噴樁長度符合要求。決不能使用缺少粉體計(jì)量裝置的噴粉機(jī)。對(duì)于成樁直徑和攪拌情況進(jìn)行定期的檢查。定期復(fù)核檢查現(xiàn)場的鉆頭，確保其直徑磨耗量在2cm 之內(nèi)。如果鉆頭上升到地面以下0.5m 時(shí)，要停止噴粉機(jī)噴粉。在噴粉成樁時(shí)因故停止噴粉，在進(jìn)行二次噴粉接樁時(shí)，要確保噴粉重疊長度大于1m。粉噴樁施工過程，泵送水泥保持連續(xù)，并指定專人記錄固化材料的使用情況，其用量誤差要保持在±1% 范圍內(nèi)。為了保持?jǐn)嚢铏C(jī)的垂直情況，需定期對(duì)導(dǎo)向架的垂直情況和起吊設(shè)備的平整情況進(jìn)行嚴(yán)格檢查，確保垂直度偏差不大于1%。攪拌機(jī)進(jìn)行噴粉時(shí)提升的速度和次數(shù)要符合相關(guān)要求，并指派專人詳細(xì)記錄攪拌機(jī)下沉或提升的時(shí)間，并保證其深度符合設(shè)計(jì)要求，時(shí)間誤差小于5秒，施工前需要測量鉆桿長度，并進(jìn)行標(biāo)志，以便準(zhǔn)確的把握鉆入深度和復(fù)攪深度。施工中出現(xiàn)各種問題需要及時(shí)處理、并詳細(xì)記錄。儲(chǔ)灰罐容量不能小于一根樁的用灰量加50kg，如儲(chǔ)量不夠，決不能進(jìn)行下一根樁的開鉆施工。

五、強(qiáng)夯法加固技術(shù)

此方法的主要優(yōu)點(diǎn)在于適用范圍比較大、軟基加固比較好、施工比較簡單等。強(qiáng)夯法的基本原理是，利用強(qiáng)大的沖擊力把土體結(jié)構(gòu)破壞掉、對(duì)周圍的土擠壓成夯坑，主要包括動(dòng)力密實(shí)、動(dòng)力固結(jié)和動(dòng)力裝置等方法。

1、動(dòng)力密實(shí)。動(dòng)力密實(shí)是指把沖擊荷載來壓實(shí)土體，從而把土體之間的縫隙擠壓密實(shí)，最終提高地基的強(qiáng)度。但是相關(guān)的實(shí)踐證明，地面的沖擊力的作用會(huì)產(chǎn)生下降，強(qiáng)夯的深度下降的范圍在 0.5～1.0m 的范圍內(nèi)，而經(jīng)過強(qiáng)夯之后的軟基承載力，其承載能力提高2～3 倍。

2、動(dòng)力固結(jié)。動(dòng)力固結(jié)主要是通過應(yīng)力波來破壞土體的結(jié)構(gòu)，從而是土體局部或者全部產(chǎn)生排水通道縫隙，從而達(dá)到加固道路軟基的目的。在這種方法下，夯擊能力與土體沉降量成正比例關(guān)系，當(dāng)土體的沉降量為 100%時(shí)，則吸附水就會(huì)變成自由水，這時(shí)土體的強(qiáng)度便會(huì)達(dá)到最低值。

3、動(dòng)力裝置。動(dòng)力裝置分為樁式、整式裝置兩種方式。在這兩者當(dāng)中，整式裝置指的是通過夯擊能力把碎石壓入到淤泥當(dāng)中，然后由碎石形成墊層。而樁式裝置指的是夯擊能力把碎石填筑到軟基土體中，進(jìn)而形成碎石樁，起到加固軟土地基的作用。

六、高真空擊密法

此法是一種快速加固軟土地基的新技術(shù)，它是通過數(shù)遍的高真空，并結(jié)合數(shù)遍合適的變能量擊密，達(dá)到降低土層含水量，提高密實(shí)度、承載力，減少地基工后和差異沉降量的目的。

高真空擊密法應(yīng)該是在普通強(qiáng)夯法基礎(chǔ)上的改進(jìn)工法，對(duì)軟土地基的加固原理仍然是動(dòng)力排水固結(jié)理論。高真空擊密法特點(diǎn)是通過多遍主動(dòng)排水措施來增強(qiáng)動(dòng)力固結(jié)效果。排水的作用原則上可用有效應(yīng)力原理解釋。但高真空排水不是強(qiáng)夯法的輔助手段，而至少是與強(qiáng)夯同等重要的工序。下圖為某市政道路試驗(yàn)區(qū)加固前后靜力觸探對(duì)比。

結(jié)語

市政道路工程中軟弱土地基的處理方法各式各樣，每一種方法都有各自的特點(diǎn)，主要的效果也有所不同。選擇處理方法時(shí)，要根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況進(jìn)行充分的研究分析，結(jié)合地基的性狀、道路的標(biāo)準(zhǔn)、施工條件以及對(duì)周圍環(huán)境的影響等各種因素，選擇最符合目的要求，而且經(jīng)濟(jì)合理的方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]張麗華.市政道路施工中軟基加固技術(shù)探析[J].江西建材，2013

[2]石磊.論述市政道路施工中軟基加固技術(shù)[J].中華民居，2013