淺談市政道路建設(shè)中的軟基加固施工技術(shù)

陸云合誠(chéng)工程咨詢股份有限公司（361000）

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淺談市政道路建設(shè)中的軟基加固施工技術(shù)

陸云
合誠(chéng)工程咨詢股份有限公司（361000）

摘要:道路建設(shè)的質(zhì)量問(wèn)題愈發(fā)突出，軟基處理占很大一部分。這給市政道路建設(shè)體系的發(fā)展產(chǎn)生了極大的壓力。這里就這一問(wèn)題作出了理論與工程實(shí)踐的深入探討，并總結(jié)了常見(jiàn)的道路軟基處理方法。

關(guān)鍵詞:市政道路；軟基處理；要點(diǎn)

0引言

市政道路施工中難免遇到軟土地基，這些地基處理的好壞與道路工程施工質(zhì)量有著緊密的聯(lián)系。所以新時(shí)代背景下的市政道路建設(shè)公司，務(wù)必切實(shí)認(rèn)識(shí)到軟基加固的重要。軟土路基的種類，運(yùn)用不同的軟基加固技術(shù)，確保軟基處理效果，促進(jìn)整個(gè)工程質(zhì)量的提升。

1市政道路施工中軟基的特征

軟土指的是湖泊、海灘等地具有蓄水環(huán)境的土壤，有一定的承受范圍，具有特殊的性質(zhì)。在道路建設(shè)中軟土必須經(jīng)過(guò)特殊加工。軟土的特性表現(xiàn)為土粒分散系數(shù)大，土粒大小不均勻，土粒之間分散程度大，凝聚程度比一般土壤低，親水性較高，含水量高，水分的存在降低土壤的摩擦力，土粒孔隙大[1]。在市政道路施工過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)軟基問(wèn)題（即軟土地基）。軟基的含水率比較高，在外力作用下容易出現(xiàn)變形，表現(xiàn)為很差的承載能力。軟基是由腐蝕類植物和淤泥的沉積等成分構(gòu)成，含量比例在4%～72%，大于一般路基的35%～60%的比例。軟基的飽和度不僅高于95%，而且縫隙比在1.0～1.9。

軟基一般來(lái)講體現(xiàn)在如下兩個(gè)層面。第一個(gè)層面，軟基的產(chǎn)生種類，第二個(gè)層面，軟基的結(jié)構(gòu)原因。軟基的結(jié)構(gòu)評(píng)估參數(shù)如果發(fā)生改變，便可引發(fā)市政道路建筑出現(xiàn)品質(zhì)的缺陷[2]。所以，在市政道路施工時(shí)，軟基道路的建筑成本較高，操作較困難，不只體現(xiàn)在含水比、壓縮率和承載水平等環(huán)節(jié)上，也體現(xiàn)在土質(zhì)的靈敏度更強(qiáng)和頒布無(wú)規(guī)律等屬性。

2市政道路中軟基處理常用方法

2.1淺層處理法

淺層處理法通常有設(shè)定排水墊層、轉(zhuǎn)填或掉石擠淤、淺層固化等手段，來(lái)提升地基承受力，強(qiáng)化地基平穩(wěn)性，降低下降幅度。為讓空隙水排泄順暢，不受阻礙，一般在表層設(shè)計(jì)砂礫墊層,墊層厚50 cm。為確保路基的下沉符合規(guī)劃的標(biāo)準(zhǔn)及平穩(wěn)性限制，在路床的CBR（填料最小強(qiáng)度）的數(shù)量和路面結(jié)構(gòu)層以下土基回彈模量數(shù)無(wú)法符合規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)情況下，可把表層軟土鏟除，分級(jí)別轉(zhuǎn)換強(qiáng)度較大的砂、碎石、水泥固化土、石灰固化土等原料，并一一進(jìn)行壓制。

圖1換填+砂礫墊層聯(lián)合堆載預(yù)壓

淺層處理法工藝簡(jiǎn)單，投資少，是施工中經(jīng)常采用的方法，它一般包括換填法、晾曬法、墊層法、動(dòng)力固結(jié)法、加筋法、灌漿法、排石擠淤法和爆炸排淤法。

2.2深層軟基處理技術(shù)

該處理手段通常包括袋充砂井法、擠密砂樁法、振沖碎石樁法、粉噴樁、塑料排水板及灰土擠密樁等。本文僅介紹袋裝砂井法及擠密砂樁法。

1）袋裝砂井法

袋裝砂井法在高速公路等公路等級(jí)較高的軟基處理中最為常用。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，主要就是把袋裝的沙袋投入套管井之內(nèi)，并填塞密實(shí)之后將套管逐節(jié)拔出，且在頂面鋪設(shè)水平的墊砂層，此時(shí)軟基內(nèi)的水分就會(huì)由于上部填土路基的荷載作用，使得砂和水平砂墊層之間聯(lián)通,從而成為排水通道，排除軟基內(nèi)的水分，進(jìn)而在固結(jié)軟基的同時(shí)達(dá)到排水的效果。

2）擠密砂樁法

擠密砂樁法是類似沉管灌注樁的方法，通過(guò)沖擊和振動(dòng)，把砂擠入土中而形成。擠密砂樁的主要作用是將地基擠實(shí)排水固結(jié)，從而提高地基的整體抗剪強(qiáng)度與承載力，減少地基的沉降量和不均勻沉降。這種方法一般能較好地適用于砂性土，不適于飽和的軟黏土地基擠密砂樁用砂標(biāo)準(zhǔn)要求與袋裝砂井用砂標(biāo)準(zhǔn)基本相同，不同的是擠密砂樁也可使用砂和角礫的混合料，含泥量不得大于5%[3]。

2.3土工合成材料加筋法

在道路軟基處理時(shí)，常常會(huì)使用鋪設(shè)土工格或者土工布。它可以改變土層間的應(yīng)力，增強(qiáng)路基的穩(wěn)固性，降低路基的沉降。其主要施工原理是,在將路堤寬度的土工聚合物鋪設(shè)在下承載上，土工聚合物緊貼下承載層面不能出現(xiàn)褶皺、重疊等現(xiàn)象,同時(shí)保持一定的松緊度，在各個(gè)路堤間要留足夠的錨固距離。這一方法的主要特點(diǎn)是物理抗拉性質(zhì)好，抗腐蝕能力強(qiáng)，施工方便簡(jiǎn)單，整體性高。

2.4排水固結(jié)法

排水固結(jié)法是在軟土地基上設(shè)置豎向排水體，然后施加荷載，促使地基排水固結(jié)緊密，以提高地基強(qiáng)度，減少在路堤荷載作用下產(chǎn)生工后沉降的一種方法。排水固結(jié)法由加壓系統(tǒng)和排水系統(tǒng)兩部分組合而成。加壓系統(tǒng)是通過(guò)外界對(duì)軟基施加荷載，產(chǎn)生超靜孔壓,土中的孔隙水因壓力差而發(fā)生滲流。常用加壓系統(tǒng)包括堆載預(yù)壓、真空預(yù)壓及降水預(yù)壓。排水系統(tǒng)是指在地基中設(shè)置一些排水通道，縮短孔隙水排出路徑，由水平和豎向排水系統(tǒng)構(gòu)成。水平排水系統(tǒng)常用砂礫墊層，豎向排水系統(tǒng)常用袋裝砂井和塑料排水板。該方法適用于深度大于5 m的軟土，處理深度一般30 m，對(duì)能滿足預(yù)壓期的路段處理效果明顯，其工后沉降較小。塑板和管樁兩種處理方式交界處易出現(xiàn)明顯差異沉降。塑板在滿足預(yù)壓期的要求外可適當(dāng)超載，管樁應(yīng)采用樁長(zhǎng)和樁間距漸變，路堤采用輕質(zhì)路堤填筑等方式來(lái)減小差異沉降。對(duì)填土較低的橋頭，也可直接采用塑料排水板加超載預(yù)壓的方式進(jìn)行處理。

2.5水泥攪拌法

水泥攪拌法也是常用的方法之一，水泥攪拌樁以水泥作為固化劑的主劑，利用深層攪拌機(jī)械將水泥漿或水泥粉作為固化劑，在地基深處將軟土和固化劑強(qiáng)制攪拌，形成復(fù)合地基，以提高地基承載力，減小地基沉降的一種方法。在城市市政道路中，水泥攪拌法也得到了廣泛的應(yīng)用，橋頭路段采用該方法較多。目前，常用的雙向攪拌工藝采用同心雙軸鉆桿，通過(guò)正反向旋轉(zhuǎn)阻斷水泥漿上冒途徑，把水泥漿控制在2組葉片之間，保證水泥漿在樁體中均勻分布和攪拌均勻，確保成樁質(zhì)量。

3市政道路軟基處理工程概況

3.1工程概況

廈門(mén)某市政道路工程，長(zhǎng)約7．46 km，寬70 m。參照勘察數(shù)據(jù)，擬建道路路基作用力最明顯的是湖泊淤積層，湖泊淤積層淤泥地域廣闊，厚度大，工程性不佳,在上級(jí)路堤和連續(xù)的交通載重的壓力下，會(huì)由于淤泥強(qiáng)度差引發(fā)路基損壞，甚至因?yàn)橛倌喙探Y(jié)沉降速率小造成沉降，從而產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，引發(fā)路面構(gòu)成的不完整。另外，場(chǎng)地工程地質(zhì)特點(diǎn):軟土發(fā)育,厚度變化大（0．50～18．20 m），同一斷剖面，左右兩側(cè)淤泥分布很不均勻。淤泥成分以黏粒有機(jī)質(zhì)為主，含砂質(zhì)少，不利于排水固結(jié)。因此，某工程主要需解決的問(wèn)題是軟土路基的加固處理。

3.2軟基處理方法

3.2.1 CFG樁復(fù)合地基法

軟土路段通常運(yùn)用CFG樁（水泥粉煤灰碎石樁）的形式加以地基固化處置。CFG樁樁徑是50 cm，樁距2.0 m，標(biāo)準(zhǔn)矩形結(jié)構(gòu)。為切實(shí)體現(xiàn)CFG樁剛性樁的效果，隨的載重多多益善，縮小樁間土的壓縮值，樁頂設(shè)定為120 cm×120 cm×25 cm的鋼筋混凝土托盤(pán)，樁頂要延伸到托盤(pán)不小于10 cm。CFG樁實(shí)際施工長(zhǎng)度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況通過(guò)試樁確定，樁尖要求穿過(guò)淤泥層，進(jìn)入持力層100 cm，最大樁長(zhǎng)控制在20 m以內(nèi)，樁頂設(shè)置一層50 cm厚的砂礫墊層，墊層頂面鋪設(shè)一層土工格柵。土工格柵采用在低應(yīng)力條件下就能較高程度發(fā)揮其抗拉強(qiáng)度的鋼塑土工格柵。CFG樁樁身混合料的成樁強(qiáng)度不應(yīng)低于C15。CFG樁采用長(zhǎng)螺旋法工藝進(jìn)行施工，施工前先施打袋裝砂井，待砂井施工完畢后再施工CFG樁，注意避開(kāi)構(gòu)造物基礎(chǔ)。施工時(shí)要從路中心向兩側(cè)施工，間隔跳打，注意設(shè)置臨時(shí)排水邊溝，做好排水工作。CFG樁28 d單樁承載力不小于250 kN，復(fù)合地基承載力不小于120 kPa。

3.2.2高壓旋噴樁復(fù)合地基法

對(duì)要先行配置電力管道的道路、特別位置的軟土地基運(yùn)用打設(shè)高壓旋噴樁的形式加以地基固化處置。高壓旋噴樁樁徑是60 cm，樁距1.7米，形態(tài)是正方形。為強(qiáng)化樁體間的銜接性，讓每個(gè)樁承載壓力更為平均，于樁頂配置120 cm×120 cm×25 cm的鋼筋混凝土托盤(pán)和50 cm厚砂墊層，砂墊層頂層設(shè)定一級(jí)兩向土工格欄。樁頂要滲透到托板不小于10 cm，旋噴樁的真實(shí)施工長(zhǎng)度參照地質(zhì)的實(shí)際經(jīng)過(guò)試樁來(lái)明確，樁尖要從淤泥層中透過(guò)，抵達(dá)持力層100 cm，樁長(zhǎng)的極值要小于20 m，樁長(zhǎng)應(yīng)由系統(tǒng)給定的樁長(zhǎng)當(dāng)作參考值，每100 m取不少于3個(gè)點(diǎn)進(jìn)行試樁，并以試樁的實(shí)際平均長(zhǎng)度作為該段的施工長(zhǎng)度。樁頂墊層頂面鋪設(shè)的土工格柵采用在低應(yīng)力條件下就能較高程度發(fā)揮其抗拉強(qiáng)度的鋼塑土工格柵。高壓旋噴樁每延米水泥用量約250 kg，其28 d齡期的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度為2200 kPa，單樁承載力不小于200 kN，復(fù)合地基承載力不小于120 kPa。

4結(jié)語(yǔ)

目前，處理道路軟基的方法應(yīng)用，已明顯有了提高。可是在真實(shí)情況下，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)工程情況還存在諸多手段可以運(yùn)用。業(yè)內(nèi)人士要加強(qiáng)研究，研發(fā)出一系統(tǒng)性合理性好的方案來(lái)處置道路施工軟基的相關(guān)難題，從而為我國(guó)的道路建設(shè)更好發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn):

[1]吳金火生.淺議公路施工中的軟土地基處理技術(shù)[J].中華民居（下旬刊）,2013,02:325- 326.

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[3]秦斌.關(guān)于公路施工中軟土地基處理技術(shù)的探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014,03:187.