軟基處理技術在市政公路施工中的應用

王媛

摘要：市政工程施工建設中，如何應對軟土環境一直以來都是施工難點。通過運用有效的軟土地基施工技術，可以通過技術方式改善軟土層結構和性質，從而使其滿足施工要求。本文根據筆者工作實踐，結合實際案例，對軟基處理技術在市政公路施工中的應用進行了分析和探討。

關鍵詞：軟基;處理;技術;市政;公路;施工

1概況

位于某市政道路為所在城市主干道，設計寬度50m，工程范圍內地層由上至下依次為4.0～5.0m厚的夾粉砂薄層流塑狀淤泥質粉黏土層，6.0～7.0m厚的流塑狀局部含砂淤泥層，9.0～10.5m厚的軟塑～可塑狀粉質黏土層，厚5.0～6.0m的稍密～中密黏土層。地下水以淺部和深部孔隙水為主，潛水量少，且地下水水位在降雨及氣候變化的影響下變幅較大，并對混凝土結構無腐蝕性。本市政工程地基內雜填土結構疏松，且淤泥質土均呈軟塑～流塑狀，粉砂細砂飽和松散，無法滿足路基結構穩定性要求。為提升土基強度及變形模量，保證路基結構穩定，在進行路面施工前必須加強軟基處理。

2施工方案設計

2.1加固方式選擇

考慮到本市政工程軟基雜填土孔隙率較大，可灌注性良好，因此可以采用灌漿加固處理措施，通過灌漿施工使水泥或其他加固性漿體滲透、充填、壓密擴展后在軟弱地層中形成漿脈?？紤]到本市政工程軟基中土體分布不均勻，采用鉆孔方式向其軟基土層中施壓并灌入事先制備好的漿液，可通過漿液的向外擴張作用形成圓柱狀漿體結構，擠壓充填周圍軟基，并使漿體四周的軟基在剪切破壞作用下形成塑性變形區域，而距離漿液較遠的土體則表現為塑性變形，使整個軟基密度顯著提升。與此同時，通過灌漿加固還能進一步滲透土體裂縫，并隨既有裂縫結構而在軟基土層中形成錯綜復雜且薄厚不一的片狀、塊狀、條狀漿體，待其充分固結硬化后形成樁柱體。這種樁柱體和壓密的地基土便構成復合地基，能有效控制軟基進一步沉降，提升市政道路路基結構的承載力與穩定性。

2.2灌漿參數確定

2.2.1灌漿段

按照設計，灌漿加固后本市政工程軟基雜填土、淤泥質土、粉細砂及復合地基承載力應分別達到130kPa、100kPa、110kPa和130kPa。本工程雜填土均質性差、孔隙率變化大、理論耗漿量難確定，為保證灌漿施工效果，對于雜填土不能單純通過理論耗漿量予以控制，并將本工程灌漿段劃分為雜填土段和淤泥質土、粉細砂段兩個部分。漿液采用按兩種配方制備的純水泥漿，兩個灌漿段漿液設計水灰比分別為0.5和0.75，考慮到局部孔隙率較大的雜填土段所需漿液量較大，應通過水泥∶細砂∶拌和用水=1∶1∶0.75的水泥漿液灌注以控制灌漿量。

2.2.2灌漿孔孔距

因本市政工程軟基雜填土均質性差、孔隙率和滲透系數難控制，故漿液擴散半徑也無法通過理論公式確定，結合類似工程實踐經驗將漿液擴散半徑暫定為1.5m，并根據本工程現場灌漿試驗結果進行進一步調整優化。

2.2.3灌漿壓力

考慮到注漿壓力主要受土體容重、初始應力、孔深、注漿施工次序等因素的影響，且本工程軟基土體相關參數變化大、確定困難，因此灌漿壓力主要通過灌漿試驗予以確定。試驗得出的兩個灌漿段灌漿壓力分別為0.1～0.2MPa和0.3～0.4MPa，并應根據灌漿施工實際進行適當調整和優化。

3灌漿加固處理技術的應用

3.1施工工藝

在正式施工開始前必須嚴格按照設計要求準備施工機械機具和材料到場，并按照灌漿試驗所確定出的施工參數進行注漿孔位、排位測放，調整注漿壓力，確定漿液擴散半徑等，完成施工準備后按照“鉆孔→下注漿管并封堵孔口→漿液攪拌并灌注→漿液凝結成孔”的次序施工。鉆孔施工采用Ф110mm鉆頭及沖擊成孔的方式鉆進，在本工程雜填土軟基段鉆進時為避免出現孔壁不穩，應同時下入導管護壁;在淤泥質粉土、粉細砂土段鉆進時除應下入導管護壁外還應通過撈砂筒取砂成孔。將長度0.8～1.2m且下端封口的孔徑Ф8.0mm的花管設置在灌漿管下端，為防止流沙涌入花管影響灌漿施工，還應按設計要求將一層軟橡皮捆扎在花管外壁。待成孔至設計深度后下灌漿管，并將水泥袋放入孔底接觸孔壁起到包裹灌漿管的目的。先將設計水量注入攪拌筒內，開動攪拌機后再分數次加入強度等級42.5的普通硅酸鹽水泥，拌和3～5min后將漿液過濾網漏入儲漿筒。灌漿時采用封閉孔口后由上至下的分段式灌注至設計孔深。注漿段具體長度主要根據本工程軟基中的雜填土、淤泥質粉土、粉細砂等土層厚度確定，并按照2～3次升壓方式控制注漿壓力。灌漿施工過程中若出現冒漿等問題，必須調低注漿壓力，并增大漿液黏稠度，同時將單位時間內的吸漿量嚴格控制在30～40L/min以內以進行限量注漿，如果上述措施不奏效，則應立即停灌，在漿液中按設計要求摻砂或水玻璃提升漿液黏稠度，并等15～20min后再恢復灌注。注漿結束30min后將孔口封堵物全部取出，再將砂石投入注漿孔內直至水穩層頂面，24h后補灌水灰比0.5的漿液并漿液頂面與水穩層頂面齊平后結束施工。

3.2施工效果

檢驗本市政工程532個注漿孔，孔段總長度2948.2m，耗費漿液量910.82t，平均每孔注漿量1.712t，且第Ⅰ序孔耗漿量大于第Ⅱ序孔。根據總注漿量和單位孔注漿量數據來看，軟基土體孔隙率大幅度降低，加固施工效果優良。

3.2.1靜載試驗待

本工程施工結束15d后，選擇有代表性的5個孔位進行0.5m2復合地基壓板靜載試驗，并待軟基頂面單點載荷量超出140kN后停止加載，所得到的實際沉降量最大值為7.25～9.50mm，沉降量均值為8.35mm。靜載試驗結果表明，試驗孔位地基土并未達到極限破壞狀態，且注漿加固后的復合地基實際承載力達到了設計要求。

3.2.2鉆孔取芯

在施工結束半個月后選擇12個孔位進行標貫試驗和探槽開挖鉆孔取芯檢驗，其中6個檢測孔與灌漿點相距0.5m，另外6個測孔與灌漿孔相距1.0m。鉆芯取樣結果顯示，本市政工程雜填土注漿加固后存在較多的水泥結石，且結石大多與周圍土體緊密膠結;而淤泥質土體內水泥結石大多呈團塊狀。對所取芯樣進行土工試驗后發現，原先松散的軟土密實度顯著增加，狀態也從未加固處理的松散狀轉變為膠結密實狀。標貫試驗所提供的數據表明，注漿加固后的雜填土平均擊數12.1擊且密實度優良，粉細砂土擊數從5擊增加至15擊后承載力也從100kPa增大至155kPa。探槽開挖剖面顯示的雜填土體結構中水泥結石主要呈片狀、帶狀和條狀，平均厚度在2.0～5.5cm之間，共同構成路基硬殼結構。

4結語

通過本文對某市政工程軟基灌漿加固技術的分析表明，灌漿加固技術在處理市政道路軟土地基方面技術上可行，經濟上合理，并能有效提升軟土地基的承載力和穩定性。灌漿加固施工技術成功的關鍵在于灌漿方案設計及施工參數確定是否合理，灌漿施工參數的確定困難而復雜，通過現場灌漿試驗確定出參數理論取值后還必須結合工程實際進行調整和優化。本市政工程軟基灌漿加固施工效果檢驗結果表明，灌漿范圍內的雜填土、淤泥質粉土及粉細砂等軟基土體孔隙均得到有效填充、擠密和置換，路基承載力顯著提升，沉降也得到有效控制。

參考文獻：

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