軟基加固技術在市政道路施工中的應用研究

一、引言

我國地域寬廣，地質地形復雜多變，地理條件較為復雜，尤其是沿海地區中存在很多地理條件復雜性多的軟土地基，在這類軟基地區建設高等級市政道路難度較大，造價較高，需要增強對道路地基的穩固性和安定性采取加固措施，例如近年來得到大力推廣應用的以較少的澆筑混合料工程量，低造價、高承載力實施的水泥粉煤灰碎石樁加固軟土地基技術成為高等級市政道路比較簡易可行的施工技術之一。因此，在這類地區建設市政道路時我們必須加強軟質地基的加固，確保市政道路的施工質量。

二、市政道路施工中的軟基對工程建設危害性

平常我們所指的市政道路中的軟土地基與普通土質地基相比，含水量比較大、高壓縮性、承載能力較弱的土基，軟土中土壤含水量比較大，淤質泥土多、可塑性強，軟質土體對市政道路質量影響較大，柔軟的土質不但降低了路基的強度還大大減弱了路基的承載能力。

由于軟基土質具有的這類特質，大大增加了施工難度，當載重車直接碾壓軟基道路時，超重車輛的質量容易破壞路面的正常承載能力，變形的路面產生裂縫甚至凸凹不平，雨季來臨時地表面水分沿著裂縫滲入地基下層，地基土層含水量急劇增加，不斷破壞路基正常承載能力，大大縮短了市政道路的正常使用壽命。

三、市政道路施工中對軟基加固技術的應用方法分類

1、表層軟基加固法

地表水含量較多影響地基的堅固性時可以采取這種方法，它主要處理對象是地表水。在填筑路基前，直接在地面開挖排水溝渠把地表面的積水引出排除，再向稍遠處挖深坑把排出的積水通過滲透方式降低土壤含水量，開挖的排水溝深度50-100cm，寬度50cm即可，施工完成后還可以直接鋪上砂礫、碎石滲水性強的材料，使溝渠作為道路盲溝繼續發揮排水作用。

2、換填加固法

對于軟土層厚度比較大的土壤，采用人工或挖掘機械把軟基土挖出換填入強度較大的砂礫、灰土、碎石塊等穩定的粒料，這些強度好的穩定粒料來源簡便、價格便宜、抗腐蝕性強，直接就地取材節省施工成本。換填法直接改良了地基土質結構和改變軟基承載能力差、含水量大等缺點，還能提高地基的硬度并地基增強承載能力，大大加快了軟土基層固結能力和對地下層土體的透水能力，降低了軟土基的沉降量。

3、砂墊法

對于軟土基中土層厚度小、含水量高的軟土地基，可以直接在軟土地基表面鋪土工布或砂墊層，砂墊層可以直接降低路堤水位，不但能排除上方積水還能把砂墊層作為填土層的排水層，注意選擇砂墊層的原材料要求選品質比較高的中粒、粗粒砂礫。

4、強夯法

法國人發明的強夯法是直接使用重達8-30t大鐵錘從8-20cm高空中直接落入錘擊軟土基，直接把地面土體壓實，強夯法施工簡便，操作方便且成本較低，由于噪聲過大、產生的震動大，施工不能近距離居民區作業。強夯法能提高地基強度1-5倍以上，適合應用范圍比較廣。

5、預壓法

預壓法又名排水固結法，高等級公路經常采用這種方法，這種方法直接利用了土壤透水的原理，直接在軟土地基內安裝垂直方向排水體，通過建筑物自身重力借助排水體把土壤中水分逐步排出，施工中必須注意豎向排水管深度、數量設置的均勻性，排水不均勻容易導致土體加速沉降。

四、市政道路軟基加固施工工程實例應用

下面以某市政道路軟基加固實際施工處理為例，說明軟基處理技術在市政道路如何實施這一施工技術。

1、工程概況

廣東沿海某市市政道路工程3標，施工地點位于珠三角沿海某市技術開發區，工程規模包括2條道路，包括金環西路（金環路交叉口北側～中珠渠北路東段）和中珠渠北路東段，該市政道路總長約為2.67km，實際施工長度達到2.7km。施工場地屬于技術開發區北圍以西段第1期已填筑土地段，整條道路施工沿線原來地質是屬于海水沖積而成淤泥沙灘，后來由農民改造挖成魚塘和種植農業產品，施工實際現場已通過回填土并進行平整，原來填筑的地面至2.1米標高是吹填砂，2.1米標高至3.5米標高為回填土，施工道路沿線平整。經儀器勘探地層以下土體為：回填土，沉積淤泥、粉質粘土及礫砂，砂質粘性土，下伏基巖為燕山期花崗巖風化帶。

2、軟基處理設計分析

根據勘察報告、設計圖紙、地形復測資料，施工項目部綜合考慮施工現場實際地質條件、施工工期要求、工程造價、道路周邊環境等多種因素，對該道路分別采用水泥攪拌樁復合地基、強夯置換、旋噴樁復合地基和真空聯合堆載預壓法進行處理。道路軟基處理方法如下：金環西路AJK0+044～AJK0+580采用水泥土攪拌樁復合地基處理；中珠渠北路東段ACK0+333.9～ACK0+403.5、ACK 0+634～ACK0+749.4、ACK1+303～ACK1+321.4、ACK1+343.1～ACK1+373.1采用水泥土攪拌樁復合地基處理；中珠渠北路東 段ACK0+749.4～ACK1+303局 部補打設水泥土攪拌樁；中珠渠北路東段ACK0+403.5～ACK0+634采 用 強夯置換法處理（圖1）；中珠渠北路東段ACK1+321.4～ACK1+343.1采用旋噴樁復合地基處理；中珠渠北路東段ACK1+363.1～ACK2+520采用真空聯合堆載預壓地基處理。下面以CFG樁技術為例，簡述它的在軟土地基中加固應用。

3、CFG樁原理、特點簡析

水泥粉煤灰碎石樁（簡稱CFG樁）是由碎石、水泥、粉煤灰、石屑或砂等混合料加水拌和形成高粘結強度樁，樁與樁間土體等共同組成的復合地基的一種軟土地基加固技術。樁身強度為C15-C25之間，CFG樁可在粘性土、砂土、淤泥質土地基的公路軟基加固中使用，擠密效果好的土和擠密效果差的土都可以使用這種方法，擠密效果好的土中使用CFG樁時，提高承載力同時還具有擠密、置換作用，采用CFG樁復合地基加固處理技術具有施工速度比較快，施工工期少、工程造價便宜等特點，近年來大量的高層建筑、高等級公路地基都應用到這項施工快捷的技術。

圖1 強夯置換法剖面圖

4、CFG樁施工過程

（1）施工準備

在施工前中對建設單位提供的勘察報告、地質水文、地下管線情況，結合設計圖紙，選擇功率適合的施工機械，綜合所有資料再確定施工方法。施工前對水泥、粉煤灰、砂進行試驗室配合比測試，確定CFG樁原材料的配合比；建設場地由建設單位平整完畢，并清理好施工阻礙物，成樁工藝試驗，最終制定CFG樁施工工藝和參數；根據設計圖紙樁位布置圖，使用儀器測量放線，準確定位每一個樁位點。

（2）樁機就位、鉆進

CFG樁鉆機進場就位后，對CFG樁鉆孔機身的垂直標桿全面進行檢查，校正塔桿的位置，保證CFG樁鉆桿與樁位中心點垂直吻合，CFG樁垂直度允許值偏差誤差不能超過1%。長螺旋鉆機成孔過程中，要勻速鉆入，避免產生螺旋孔。在鉆機實施成孔過程中，專人現場監測，當發現鉆桿異常搖動或鉆進困難時，此時把進尺放慢，否則很容易使樁孔偏離中心點并產生位移，嚴重情況可能損壞鉆桿、鉆具。當鉆進至設計樁長預先設置標高時，在動力頭下部停止部位對應的鉆機塔身處作專門的標記，標記成為判斷施工控制孔深的根據。當動力頭下部到達標記部位樁長即可符合設計要求。施工過程中還要根據需要和可能考慮到施工工作面的標高誤差值，作相應調整，成孔深度誤差控制要小于0.1m以內。

（3）投料、提鉆

CFG樁成孔到設計圖紙標高后，停止鉆入，開始泵送水泥、粉煤灰、砂拌制的混合料，當鉆桿中心的拌合料充足后慢慢均勻進行提鉆，不能先提鉆再泵料。成樁的提拔速度要均勻并控制在2～3m/min，CFG樁形成過程中要連續進行泵送混合料作業，要防止因泵送供料慢而導致停機待料。CFG樁形成后，樁頂直接使用濕黏土進行封頂并保護。要注意施工過程中每支樁的投放混合料的量不能少于設計灌注量。混合料攪拌要求按照之前實驗配合比進行配料，混合料的計量務必要準確。采用長螺旋鉆管內泵壓混合料法施工時，混合料的坍落度宜控制在16-20cm，混合料加水量和坍落度根據工程設計圖紙要求，通過實施的施工方法并由現場工藝試驗確定。

（4）封頂、移機

現場對確認CFG樁達到設計指標后并用濕粘性土封頂，當完成上一支樁后，鉆機移動到下一支樁進行施工。施工過程中CFG樁的泥土較多，很容易把將附近的樁位蓋住，有時還會在鉆機進行支撐過程中，鉆機支撐腳直接壓在樁位旁邊，令原來標記的樁位產生移動。因此在進行下一支樁施工時，還應根據軸線、設計圖紙對周圍樁的位置，復核下一支樁要施工的樁位，保證鉆樁位置準確無誤。

五、結語

軟基加固技術能較好地提高市政道路的總體質量和延長道路正常使用壽命，施工質量好的市政道路也能為城市經濟發展源源不斷提供基礎保障。軟土地基加固技術對市政道路施工質量有重要影響，也是保證整個市政道路安全運行基礎。因此，施工單位要組織施工技術力員對軟土基構成進行分析，結合施工實際地質條件制定科學的施工方案，確定適宜的軟土加固施工技術，對施工中每一個階段、每一個環節實行嚴格的管理，充分做好技術交底和對專業人員實施技術培訓，增加施工人員質量意識，保證軟土基的加固質量并充分發揮軟基加固技術最大化的作用。在未來的施工技術發展過程中，花大力氣繼續拓展軟土地基加固技術在市政道路應用領域，進一步提升我國市政道路工程建設質量。