軟黏土中市政道路管線及構筑物的地基處理技術及應用

蘇丹

摘 要：市政道路不可避免地要鋪設各種管道，包括給排水管道，如給排水管道、排水管道、污水管道等，這些管道在施工過程中對路基沉降有一定的要求。中國市政道路、管道、構筑物軟土地基處理方法沒有統一的規范，很少有具體的討論。在大多數情況下，工程師需要在具體的設計和施工過程中進行探索和積累。而對于市政道路管道和道路不均勻沉降造成的問題，沒有得到足夠的重視，有時管道的軟基沒有得到加強，或者在操作中處理不當，造成不均勻沉降，造成路面或管道損壞。近年來，人們逐漸認識到市政道路管道軟基處理的重要性，但國內的研究資料很少。

關鍵詞：軟黏土;市政道路管線;構筑物;地基處理

1 軟土地基引起的工程問題

軟土地基是一種由粉質泥沙和腐殖質組成的細粒土，具有含水量大、孔隙比大、壓縮性高、承載力低的特點。如果在這種土層中進行基礎施工，必須采取有效的加固措施。根據大量的實踐，軟土地基的施工將對工程的施工質量產生嚴重的不利影響，造成工程問題，在軟土地基上修建道路，路堤高度常受到軟土強度的控制。路堤過高，將導致擠出破壞，產生坍塌和滑坡等現象。軟土受到振動時，很容易破壞其海綿狀結構，使軟土產生振動液化而喪失強度，導致地基土大面積失效，從而引起道路破壞。如不采取有效的加固措施將會危及行車安全：主要包括以下幾點：

一是地基承載力。在長期荷載作用下，如果地基承載力低于上部結構的使用要求，地基的剪切破壞很可能會發生，對其使用性能產生不利影響，或破壞上部結構。

二是，統一解決問題。在反復荷載作用下，地基易變形。與規定的沉降值、水平位移值或其下的差異沉降等允許值相比，結構的使用性能將受到很大的影響，同時，差異沉降的危害更為嚴重。

三是抗浮穩定。當結構處于地下或半地下時，將埋在地下。如果抗浮措施不到位，結構物將失去穩定性，甚至漂浮。在施工過程中，經常發生浮失穩，造成嚴重損失，因此必須重視抗浮穩定。

2 市政道路管線及構筑物的地基中軟黏土的處理技術及應用

2.1 PTC管樁的應用

與一般的基礎工程相比，根據中國預應力管樁的實際生產情況，預制混凝土樁基礎工程具有樁材料質量高、施工速度快、工程地質適應性好、文明場地等優點。根據混凝土強度等級，管樁可分為預應力混凝土管樁、預應力高強混凝土管樁和預應力混凝土薄壁管樁。PTC管樁采用直徑400-500mm的先張法預應力混凝土薄壁管樁，工作時采用靜壓法。管樁的樁端型式為開口式。在施工過程中，需要對表面進行處理。壓樁深度達到設計深度后，方可灌注樁帽。采用碎石砂加筋墊層的方法進行攤鋪和整平。要充分發揮監理職能，施工中嚴格控制管樁質量，做好工程施工記錄，驗收時認真檢查。

施工前準備及施工中的技術要求。清理地面雜草、樹根和耕地，平整地表。施工道路兩側開挖臨時排水溝。臨時排水溝施工時，應注意與農業排水溝、灌溉溝分開，施工結束前不得長期積水，在路面無水或易排水的路段，根據實際情況可選擇較好的墊層土，壓實厚度不小于25mm。當壓實度達到90%時，形成不小于2%的排水橫坡，最后進行試樁。為了在正式施工過程中獲得控制樁的打入力，必須在每段施工前按設計樁長進行試樁。根據設計圖紙，施工樁可用于試樁。試樁時，每段試樁不少于4根。為確定壓樁能力與實際承載力的關系，試樁完成后應按有關標準進行測試。為了調整設計，需要測試樁、土、墊層的應力和變形狀態，判斷是否滿足工程承載力設計條件和沉降要求。然后對PTC樁復合地基進行施工。

2.2 振動水沖法

振動水沖法主要是在路基中成孔，將砂、碎石等材料填入孔中，并進行分層振實，發揮出加固作用。需要使用新鮮生石灰灌注石灰樁，還需要添加粉煤灰材料，利用分層灌注、分層夯實方法成樁。生石灰的吸水性很強，但在大量吸水膨脹后會對周圍土壤形成擠壓效果，增加土壤密實度，提高路基的穩定性和強度。

2.3 采用換土進行地基加固

對軟土進行換土處理是軟土地基處理中十分有效的技術，可以進行大規模的應用與推廣，如土地及自身的穩定性差是由土質的屬性所決定的，軟土自身的空隙大，強度弱，將其進行更換處理，可以避免市政道路施工過程中絕大多數的問題，除此之外，也可以使用灌漿法將軟土中的水分充分的排除。在此基礎上進行夯實作業，能夠進一步減少地基的縫隙，增加軟土地基的強度，以較強的力度來對軟土進行夯實作業能夠進一步減少軟土地基在市政道路工程施工以及使用過程中所出現的問題。對于城市地下水較多的問題，可以根據實際情況進行針對性排水措施的使用，在軟土層中可以設置排水層，并且設置排水板來對地下水進行引流。更為重要的是可以采用粉噴樁復合地基處理方法來對軟土地基進行處理，為了能夠進一步提升軟土地基處理的質量，工作人員應當在施工之前對場地進行平整，能夠保證軟土地基的表面更加平整，從而避免坑洼情況的出現。在此基礎上進行粉噴樁復合地基處理技術，能夠進一步提升市政道路工程的安全性以及穩定性，從而避免市政道路工程在實際使用過程中事故的出現。

2.4 高壓旋噴法

在市政道路施工中，軟土路基處理過程中常用高壓旋噴樁法，其主要是利用高壓旋轉狀態的噴嘴向土層中噴射水泥漿，將其與水體進行混合，發揮出水泥的加固作用，進一步提高路基承載力。為了減少路基滲漏問題，技術人員可以實行聯鎖樁施工，采用定向噴射方式形成連續墻，發揮出良好的防滲漏效果，這種方式需要占據很大空間，不易出現振動，但會污染環境，需要大量資金作為支持。

2.5 堆載預壓方法

施工單位可以通過堆載預壓法對軟土地基進行加固處理，其原理就是利用外部荷載強行壓制地基水分排出來，進而使土層之間的縫隙減少，滿足軟土地基施工的要求。在使用過程中，施工單位在選擇處理的各項參數時，要結合著道路橋梁工程的實際情況，同時合理確定荷載定額。在預壓堆載的過程中，每層都要進行嚴格監控和觀測，并將觀測到的頻率和周期進行合理的確定，以保證處理的效果可以符合要求。在施工中，每天加荷應保持在0.1m左右，以免超出地基結構負載能力之外，使地基結構失穩且不完整。在以后的施工中，堆載的地部面積盡量加大，并比頂部面積小。

2.6 道路限流極其重要

在市政道路建設的過程中，軟土層相對于其他類型的土層來說有著相當大的施工難度，想要進一步提升軟土地基的施工質量，除了要對軟土層進行夯實之外，還應當對其投入使用之后的荷載極限進行設計，避免荷載超過設計范圍而造成的地基的沉降，不過伴隨著現階段城市發展速度的加快，市政道路的通車數量以及規模呈現出不斷上升的趨勢，這將會給軟土基地的使用及運營帶來非常大的挑戰，針對此種情況，應當在市政道路區域內進行嚴格的車輛限流，對于超過一噸重的卡車都是不允許通過的，通過該條措施的使用能夠有效地保證道路的穩定性。

3 結語

總之，高壓旋噴樁加固和PTC管樁在市政道路管道及構筑物地基處理中的應用效果是顯著的。確定整個市政道路工程施工質量的關鍵是軟土地基的驗證和處理技術。今后，軟土地基施工技術的應用仍需不斷完善和進步。既要嚴格執行質量安全管理要求，又要保證施工質量，有利于市政道路的發展。隨著研究的不斷深入，科技的不斷進步，軟土地基處理技術一定能夠更加成熟，處理水平也一定能夠得到提高。

參考文獻：

[1]周華.軟黏土中市政道路管線及構筑物的地基處理技術及應用[D].浙江大學，2019：1-75.