市政工程中軟弱地基處理方法分析

楊安豐

（寧海縣水務(wù)集團(tuán)有限公司，浙江 寧海 315600）

0 引言

市政工程是城市發(fā)展的基礎(chǔ)和保障，其施工質(zhì)量直接關(guān)系到工程項(xiàng)目的后期使用，對(duì)城市形象的樹立和市民的日常生活具有直接影響。軟弱地基是市政工程施工過程中最常見的問題。軟弱地基的有效處理不僅對(duì)工程質(zhì)量帶來直接影響，而且影響后期的工程使用壽命。所以，在市政工程施工過程中必須重視軟弱地基的處理。

1 軟弱地基的影響及特性

1.1 軟弱地基的影響

軟弱地基是指河水沖填、淤泥、生活垃圾等含水率較大的土質(zhì)所產(chǎn)生的壓縮性較大的土層。軟弱地基土層若屬于建筑地基的承力部分，因其承受力較弱，會(huì)對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的牢固性造成巨大損害。特別是對(duì)高層建筑來說，其自身的重力較大，地基承載力不足則會(huì)對(duì)整個(gè)項(xiàng)目造成不利影響，甚至引起地基的不均勻沉降，造成裂縫甚至倒坍事故。

1.2 軟弱地基的特性

1）軟弱地基的含水平和孔隙率與正常建筑土質(zhì)相比具有一定的差異性，其主要成分為粉土、黏土等，不含有機(jī)質(zhì)，土層的含水率高達(dá)80%以上。同時(shí)，軟弱地基的孔隙比通常在1～2。

2）軟弱地基的壓縮性較強(qiáng)，上層建筑的牢固性將受到影響，會(huì)因下層地基不均勻或沉降造成裂縫甚至倒塌。

3）軟弱地基的透水性較差，項(xiàng)目施工結(jié)束后，水分排出難度大，在短時(shí)間內(nèi)固結(jié)效果較差。

4）軟弱地基的抗剪切能力較差，雖然高載荷可以促進(jìn)水分的排出，但也可能造成軟弱地基側(cè)滑、沉降、塌陷變形，影響剪切能力。

2 市政工程中軟弱地基的處理方法

2.1 固化法

在軟弱地基的處理方式中，固化法是一種最常見、最有效的方式。固化法以石灰、水泥等為主要材料制作固化劑，并將其注入軟土層中進(jìn)行攪拌，軟土與石灰、水泥凝結(jié)形成地下樁排，提升地基的整體穩(wěn)固性。固化法又可分為壓力灌漿法、深層攪拌法、旋噴法等。在進(jìn)行軟弱地基處理時(shí)，應(yīng)結(jié)合工程項(xiàng)目實(shí)際情況選擇合理的方法進(jìn)行加固，提高地基的透水性與強(qiáng)度。不過，在使用加固法時(shí)要注意均勻攪拌，以提高加固效果。另外，在進(jìn)行軟弱地基處理時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)石塊、較大雜質(zhì)等不明障礙物或軟弱地基未處理干凈，則不能使用上述方法。

2.2 換填法

換填法也稱為換土墊層法，通常用于淺層地基處理，如雜填土、淤泥。換填法的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便、工藝簡(jiǎn)單，施工設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單。另外，換填法在解決地基承載力與不均勻沉降問題時(shí)效果較好，安全性與可靠性較強(qiáng)。同時(shí)，換填法的施工成本較低，有利于工程項(xiàng)目整體造價(jià)的控制。

2.3 振沖置換法

振沖置換法需要借助振沖機(jī)具進(jìn)行。在高壓水射流下邊振邊沖，在地基內(nèi)形成孔，并在孔內(nèi)填充卵石、碎石等，形成樁體。樁體和原地基組成復(fù)合地基，從而實(shí)現(xiàn)提升地基承載力、減少縮性的目的。不過，碎石樁的承載力與沉降量主要取決于原地基對(duì)其側(cè)向的約束作用，約束作用越大，碎石樁的作用效果越好。所以，強(qiáng)度較低的軟黏土地基應(yīng)慎用振沖置換法。

2.4 強(qiáng)擠（夯）法

土壤土質(zhì)內(nèi)天然孔隙較大說明可能是軟弱土質(zhì)。道路的下部土層如果是素填土或黏性土則可以考慮使用強(qiáng)擠（夯）法，通過沉管、夯錘的方式把管錘置于土內(nèi)，讓土體向側(cè)邊擠開，在管內(nèi)或夯坑放碎石、砂等填料。強(qiáng)擠（夯）法樁體和原地基土組成復(fù)合地基，因擠、夯讓土體側(cè)向擠壓，地面隆起，土體內(nèi)孔隙水壓提升。在孔隙水壓力消除后土體強(qiáng)度會(huì)隨之提升。強(qiáng)擠（夯）法的優(yōu)點(diǎn)是排水性好造價(jià)成本低，在軟弱地基施工中具有非常重要的作用。不過，強(qiáng)擠（夯）法在施工過程中噪聲較大，給周邊的居民帶來影響。所以，在使用強(qiáng)擠（夯）法時(shí)要做好防護(hù)工作。

2.5 CFG樁工程技術(shù)

CFG樁工程通過碎石、水泥、粉煤灰、水、砂等以一定的配比進(jìn)行混合攪拌，形成高黏結(jié)強(qiáng)度樁，與樁間土、褥墊層共同形成復(fù)合地基。CFG樁的優(yōu)點(diǎn)是成本低、施工后變形小、沉降穩(wěn)定快。CFG樁地基處理法由CFG樁身、樁帽、褥墊層等構(gòu)成。施工時(shí)，應(yīng)結(jié)合項(xiàng)目段土質(zhì)與周邊環(huán)境的實(shí)際情況合理選擇固化劑與外加劑。在市政工程中，固化劑通常為硅酸鹽水泥，外加劑通常為硫酸鈉與氯化鈉。固化劑的添加量并不是越多越好，而是要結(jié)合工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)確定。CFG樁施工工藝如圖1所示。

圖1 CFG樁施工工藝

另外，市政工程建設(shè)項(xiàng)目具有較強(qiáng)的針對(duì)性和目的性，需結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)施工人員進(jìn)行規(guī)范和管理，保障市政工程項(xiàng)目質(zhì)量，促進(jìn)市政工程健康發(fā)展。

3 案例分析

3.1 項(xiàng)目概況

為配合城市防洪工程、改善水體環(huán)境，對(duì)興寧路污水總管工程進(jìn)行建設(shè)，對(duì)冠莊片污水進(jìn)行截流，統(tǒng)一排入城北污水處理廠。原興寧北路已實(shí)行雨污分流體制，污水總管已鋪設(shè)到堤樹壩北側(cè)。本工程起點(diǎn)在堤樹橋北側(cè)，管底標(biāo)高為8.110m，終點(diǎn)為原城北污水總管，全長3 500m，污水管管徑為1 000mm，沿途經(jīng)過的道路和地塊有興寧北路、甬臨線、同三高速公路、桐山村、下洋葛、興海大橋、梅丹線等。污水管道設(shè)置在顏公河左堤壩內(nèi)側(cè)排水邊溝線內(nèi)3.0～5.0m不等，靠近高速公路橋洞附近的管道設(shè)置在北側(cè)防洪堤內(nèi)，全線污水管道與防洪堤同步實(shí)施。污水管道按非滿流設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)最大充滿度為0.75，設(shè)計(jì)最小流速為充滿度下0.6m/s。污水管道管材使用國標(biāo)，鋼筋混凝土II級(jí)管，承插式管道，O形橡膠強(qiáng)接口，管道基礎(chǔ)采用180°混凝土基礎(chǔ)，管頂覆土不足0.7m處應(yīng)做360°混凝土基礎(chǔ)加固處理，污水檢查井在直線段內(nèi)的間距按規(guī)范要求最大間距為80m，污水窯井井蓋采用復(fù)合材料井蓋，均用重型井蓋。

3.2 軟弱土特征

沿顏公河北側(cè)地段有濕陷性黃土、滑坡、淤積地等地質(zhì)問題。淤積地的軟弱土層是良好的農(nóng)田，但對(duì)污水總管建設(shè)工程來說是不良地質(zhì)。該工程的飽和黃土夾淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土主要為近年來淤積所致，為次生黃土，呈軟塑狀。

本工程軟土層厚度在10m左右，形成時(shí)間較短，為欠壓密狀態(tài)。試驗(yàn)段總長為300余m，地形復(fù)雜，軟弱土厚度變化較大。根據(jù)試驗(yàn)資料，施工段飽和黃土物理力學(xué)指標(biāo)如表1所示。

表1 飽和黃土物理力學(xué)指標(biāo)

3.3 軟弱地基處理效果

本項(xiàng)目使用碎石樁處理方式，在平面處以梅花形進(jìn)行布置，通過擠密碎石樁對(duì)軟弱地基進(jìn)行加固，取得良好的效果（見圖 2）。

圖2 軟弱地基處理

4 結(jié)語

軟弱地基是市政工程項(xiàng)目中的常見問題之一，對(duì)后期整個(gè)工程項(xiàng)目質(zhì)量具有直接影響。因此，市政工程項(xiàng)目建設(shè)過程中要重視軟弱地基的改造和處理。軟弱地基的處理方式較多，在具體項(xiàng)目實(shí)踐中，要結(jié)合軟弱地基類型與工程實(shí)際需求，在滿足設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上，保障其經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)固性，以提升市政工程項(xiàng)目的整體質(zhì)量。