城市道路軟土地基處理工程應(yīng)用分析

◎董驍建

地基承載力是市政道路的關(guān)鍵因素，而軟土地基的處理又是其中的重點(diǎn)。所以對(duì)軟土地基的穩(wěn)定進(jìn)行一定的增強(qiáng)是非常有必要的。考慮到軟土地基的承載力低、可壓縮性高的特點(diǎn)，在一些特殊工點(diǎn)采用碎石樁進(jìn)行處理。利用碎石樁良好的排水性能解決地基土的液化問題，進(jìn)一步提高地基承載力。文章對(duì)碎石樁的復(fù)合地基承載力結(jié)合工程實(shí)例進(jìn)行計(jì)算分析，為碎石樁復(fù)合地基的發(fā)展積累經(jīng)驗(yàn)。

一、軟土地基施工特點(diǎn)

立足于建筑工程的視角，軟土地基的處理技術(shù)與處理效果等都會(huì)影響道路施工。建筑工程項(xiàng)目軟土地基施工的過程中，需要運(yùn)用很多的材料，還包含許多的工序交接與分項(xiàng)工程，這些工程中的很多的工程屬于隱蔽工程的范疇，這就讓軟土地基施工的隱蔽性特點(diǎn)更為突出。其次，軟土地基施工需要做好評(píng)定工程質(zhì)量的檢查工作，還需就驗(yàn)收方法予以核實(shí)，軟土地基施工的檢驗(yàn)批、分項(xiàng)、分部等都是不可忽視的重要環(huán)節(jié)，這也讓軟土地基施工的復(fù)雜性特點(diǎn)表現(xiàn)出來。軟土地基施工所具有的隱蔽性和復(fù)雜性都要求道路施工開展需要就軟土地基的處理予以更好把控，避免后續(xù)問題發(fā)生。

軟土地基施工圖

二、軟土地基的危害

軟土地基是指強(qiáng)度低的弱質(zhì)土，特征是土質(zhì)較疏松、水分含量高。這種在我國的道路建設(shè)上經(jīng)常能看到。很多是由于道路建設(shè)中軟土地基處理不完備，軟土地基和一般道路工程地基的差異很大，主要是由于土壤中軟土的含量多而形成的，這樣不恰當(dāng)?shù)奶幚淼鼗鶗?huì)給道路建設(shè)帶來很多不好的影響。在道路施工中，軟土地基的承載力比較低，一旦通過的車輛和大型車過多的話，這部分的道路會(huì)受到很大的壓力。如果繼續(xù)這樣的話，道路會(huì)變得凹凸不平。會(huì)給交通帶來更大的危險(xiǎn)。此外，軟土地基含水率較高，工程建設(shè)時(shí)需要解決排水問題，不處理的話道路就會(huì)翻漿。如果城市一旦下雨，城市的排水系統(tǒng)就會(huì)緊張，會(huì)在一定程度上妨礙交通，引起道路安全事故。

三、軟土路基處理方法的比選和優(yōu)化

1.軟土路基處理方法的比選。

關(guān)于軟土路基處理方式方法方面，以不同的處理深度為依據(jù)，主要可以將其分成兩種，即：淺層處理與深層處理。在淺層處理工作中，換填法、墊層法、動(dòng)力固結(jié)法、灌漿法、爆炸排淤法等方法比較普遍。在淺層處理中，需要投入較少的成本費(fèi)用，工藝程序比較簡潔，該方法在施工中應(yīng)用較為普遍。

2.軟土路基處理方法的優(yōu)化。

在具體的施工工作中，通常將粘土確定為原路基的填筑材料，倘若將填筑材料換為沙礫等，盡管可以促使路基的強(qiáng)度得到提升，但是該材料的透水性能比較高，會(huì)在一定程度上軟化附近的路基土，容易導(dǎo)致二次固結(jié)情況的產(chǎn)生，并引發(fā)不均勻沉降等情況。倘若選用風(fēng)化石，會(huì)影響壓碎與壓實(shí)工作，難以促使施工的穩(wěn)定性能得到保障。倘若將粘土確定為換填材料，則很難保證施工的強(qiáng)度與平穩(wěn)性。最為有效的就是將換填材料確定為改良土。在改良土中，通常將改良劑選擇為石灰與水泥，因?yàn)樗喔牧纪辆邆浔容^高的強(qiáng)度，所開展的施工工作比較少，有助于施工工作的順利完成。

3.軟土地基處理的一般原則。

在開展新工程項(xiàng)目建設(shè)工作的過程中，通常將天然地基的運(yùn)用作為首要原則，面對(duì)淤泥與淤泥質(zhì)土，可以將地基持力層確定為上覆較好的土層。面對(duì)比較薄的上覆土層，注重對(duì)施工中淤泥與淤泥質(zhì)土的擾動(dòng)情況予以控制。倘若利用建筑垃圾與工業(yè)廢料等開展沖填或雜填工作，在具備良好均勻性的情況下，能夠?qū)⑵浯_定為地基持力層。倘若所填充的工業(yè)廢料具備一定的腐蝕性能，再將其確定為地基持力層之前，需要開展專業(yè)的處理工作。倘若地基很難與有關(guān)的規(guī)定相符合，則需要以工程與地基土的具體情形為依據(jù)，針對(duì)性的開展處理，注重對(duì)其抗剪強(qiáng)度做出提升，并減少地基土的壓縮性與滲透性，促使地基土的動(dòng)力性能得到改進(jìn)。

四、換填法施工工藝標(biāo)準(zhǔn)

1.適用范圍。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于淤泥，泥濘土壤，濕陷性黃土，平原填土，雜填土基礎(chǔ)以及地下溝渠和池塘的淺層處理。

2.操作工藝。

（1）處理流程。

檢查砂石的質(zhì)量→分層鋪砂石→灑水→壓實(shí)或碾壓→整平并接受

（2）對(duì)分級(jí)的砂石進(jìn)行技術(shù)鑒定。

如果是手動(dòng)分級(jí)的砂石，則應(yīng)將砂石均勻混合，其質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求或規(guī)格。

（3）分層鋪設(shè)沙子和石頭。

①每層的厚度通常為15～20cm，≯30cm。可以通過樣品堆控制層的厚度。根據(jù)不同的條件，可以選擇壓實(shí)或壓實(shí)方法。對(duì)于大面積的沙石墊層，攤鋪厚度可達(dá)到35cm，應(yīng)使用6～10t 的壓路機(jī)進(jìn)行壓延。

②砂巖地板的底部應(yīng)放置在相同的高度。如果深度不同，則應(yīng)將基礎(chǔ)土壤的表面切成臺(tái)階和坡度，并將接縫壓實(shí)（壓實(shí)）。在型材施工過程中，應(yīng)將接縫制成坡面，每層接縫的水平間距應(yīng)錯(cuò)開0.5～1.0m，并充分壓實(shí)（壓實(shí)）。沙子和石頭應(yīng)均勻分級(jí)，然而如果發(fā)現(xiàn)沙坑和石頭沉積物，應(yīng)分別開挖并填充等級(jí)良好的沙石。

（4）澆水。

壓實(shí)前，應(yīng)根據(jù)其干濕程度和氣候條件對(duì)分級(jí)的砂石進(jìn)行適當(dāng)澆水，以保持砂石的最佳水分含量，通常為8%～L2%。

（5）夯實(shí)或滾動(dòng)。

壓實(shí)或軋制的時(shí)間應(yīng)通過現(xiàn)場試驗(yàn)確定。當(dāng)使用水夯或青蛙夯時(shí)，沉降距離應(yīng)保持在400～500mm，一次夯，一次半夯，并串聯(lián)串聯(lián)，夯實(shí)，一般≮3 次。通常，滾動(dòng)時(shí)間應(yīng)≮4 次，軸距重疊應(yīng)≮50cm。應(yīng)用手或青蛙敲擊邊緣和角落。

五、墊層施工的相關(guān)介紹

1.墊層材料要求。

（1）墊層材料要求。

①砂石。普通的礫石，卵石和中等粗砂可用作緩沖材料。為了確保墊子的質(zhì)量，對(duì)石材的粒度和顆粒含量有一定要求。通常，直徑不超過2mm 的零件必須小于總重量的45%。同時(shí)，顆粒應(yīng)均勻分布，并且不得包含有機(jī)物，例如樹皮，草根，建筑垃圾等。如果必須使用細(xì)砂，則較大的石頭必須占碎石的30%以上。然而沙子的最大粒度≯50mm。如果當(dāng)?shù)赝寥朗强伤莸狞S土，則不得使用沙子和其他較大的材料作為墊層。

②粉質(zhì)粘土。凍土或膨脹土不能用作墊層材料。如果在黃土濕陷的地區(qū)使用粉質(zhì)粘土作為墊層材料，則不允許使用碎磚，瓷磚或大石頭。

③石灰土。它一直是一種良好的緩沖材料，已被廣泛使用。使用時(shí)，其體積混合比（體積）通常為2：8 或3：7（28 石灰土或37 石灰土）。土壤材料通常是粘土，但規(guī)格對(duì)粒度有要求，最好使用粉質(zhì)粘土。較大粒徑的塊狀粘土和較小粒徑的沙質(zhì)粉質(zhì)較差。

（2）墊層法的一般規(guī)定。

①土層置換與墊層法適用于各種淺薄弱基礎(chǔ)和非均勻基礎(chǔ)的處理。當(dāng)城市道路范圍內(nèi)上層的軟土變薄時(shí)，可以使用全位移處理。在處理范圍內(nèi)拆除舊地基后，對(duì)于松散填土，暗溝，暗塘，廢坑，廢井，廢井，墳?zāi)够蚩樱３殖鞘械缆坊A(chǔ)的整體變形均勻是基本原則。

②在采用土墊法進(jìn)行地基處理時(shí)，應(yīng)根據(jù)城市道路的性質(zhì)，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，荷載及大小順序，巖土工程條件領(lǐng)域及周圍環(huán)境，并與工程機(jī)械連接以及設(shè)備和綜合分析，合理地確定了填充材料等局部材料的來源，并選擇了合適的填充材料和相應(yīng)的施工方法，保證了技術(shù)的先進(jìn)性，合理的經(jīng)濟(jì)性。

2.砂墊層施工要點(diǎn)和質(zhì)量控制。

（1）砂墊層的施工要點(diǎn)。

①使用中粗砂，試驗(yàn)后泥漿含量必須在5%以內(nèi)，作業(yè)前要檢查水箱，基礎(chǔ)土壤表面，淤泥，雜物干凈，兩側(cè)應(yīng)設(shè)置一定的坡度，以防止在倒塌時(shí)倒塌振動(dòng)。

②用砂子分級(jí)時(shí)，人工對(duì)砂子進(jìn)行分級(jí)，礫石應(yīng)先將砂子混合，在礫石散布前壓實(shí)均勻，分級(jí)的砂子和礫石應(yīng)根據(jù)其干濕程度和氣候條件，適當(dāng)加水達(dá)到最佳含水量，用于壓實(shí)。

③沙墊應(yīng)分層鋪設(shè)并夯實(shí)，以控制每一層沙墊的厚度。僅在每層墊層通過密度測試后才能進(jìn)行上層施工。在碾壓每一層沙子之前，應(yīng)為每100 平方米設(shè)置一個(gè)純凈的沙子檢驗(yàn)點(diǎn)。機(jī)械軋制后，應(yīng)從純砂點(diǎn)取樣，以確定砂的干密度。通過檢查后，即可建造上層的沙石墊層。

④沙墊底部應(yīng)與沙墊高度相同，不同高度后深度應(yīng)淺些。在最后一層軋制后，應(yīng)適當(dāng)?shù)仄秸⑿迯?fù)上表面的不平整度和較大的高程誤差，并且應(yīng)使用平板振動(dòng)器將上表面交叉振動(dòng)至少兩次。

⑤應(yīng)建造大面積的沙墊進(jìn)行引水作業(yè)，并在交叉口處形成階梯狀的斜坡。

⑥在冬季施工中，應(yīng)清除砂石中的冰，并應(yīng)采取措施防止砂石中的水凍結(jié)。

（2）應(yīng)注意的幾點(diǎn)事項(xiàng)。

①砂墊層的施工方法應(yīng)根據(jù)地基的土質(zhì)、地下水位及施工條件確定。水位較低時(shí)，采用滾動(dòng)方式。水位高時(shí)，采用搖水法。

②砂石墊層下的土層不得被擾動(dòng)，作業(yè)應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，并盡快完成。不得使用凍沙。

③控制砂石級(jí)配、虛擬鋪裝厚度、壓實(shí)次數(shù)、澆水等工藝操作指標(biāo)。

④當(dāng)溝槽底部浸入地下水或地表水中時(shí)，淤泥很難清除。在振動(dòng)過程中，沙子和沙子混合在一起，這會(huì)增加沙子含量并降低沙墊的承載能力。基坑的底部必須鋪有直徑≯10cm 且直徑均勻的礫石或礫石層，以防止底部受壓不均勻。

⑤對(duì)于大面積水震砂，層間交點(diǎn)處最好＞2m。

⑥規(guī)范中規(guī)定搖沙不應(yīng)積水，但在搖水沙施工過程中，若能有效控制泥砂混合，則可在積水下施工。

六、城市道路軟土地基處理工程應(yīng)用分析

1.深層水泥攪拌樁。

（1）準(zhǔn)備好。施工中使用的各種機(jī)械設(shè)備，應(yīng)做好相應(yīng)的檢查工作，并派專人進(jìn)行維修。確保設(shè)備在施工過程中的運(yùn)行不會(huì)出現(xiàn)問題，避免對(duì)地基處理效果產(chǎn)生不利影響。

（2）做好試樁工作。為了保證施工質(zhì)量達(dá)到要求的標(biāo)準(zhǔn)，必須在正式施工前做好試樁工作。通過試樁，可以充分了解該地區(qū)的地質(zhì)條件，并得到相應(yīng)的參數(shù)。在試樁過程中，施工人員必須充分了解泵速、攪拌時(shí)間等參數(shù)，為正式施工工作提供數(shù)據(jù)支持。最后對(duì)管道進(jìn)行清理，避免施工中堵塞管道，影響施工。試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)掛好吊錘，確保其垂直度符合施工要求。水泥攪拌樁完工后應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量檢查。

2.加筋處理。

由于軟土地基承載力差，需要采用提高地基承載力的方法，加筋處理是提高地基承載力的一種非常普遍的處理技術(shù)。該技術(shù)的主要原則是通過在基礎(chǔ)中加砂墊層和土工格柵來提高地基承載力。然而，天然地基與后一層框架必須有一定的區(qū)別，因此在強(qiáng)度方面應(yīng)考慮柔性基礎(chǔ)。同時(shí)，對(duì)軟土路基要做好排水處理，最常用的方法是排水固結(jié)法。通過這種方法，不僅可以進(jìn)一步保證施工質(zhì)量，保證路面的平整度，而且可以大大提高路基的承載力，保證道路的穩(wěn)定性。土工格柵布置時(shí)，必須均勻布置，否則路基受力不均。同時(shí)，下承層中的雜物應(yīng)在鋪設(shè)前清理干凈。另一方面，土工格柵的鋪設(shè)有很高的專業(yè)要求，因此必須由專業(yè)技術(shù)人員鋪設(shè)。同時(shí)，必須定期進(jìn)行檢查驗(yàn)收，確保土工格柵鋪設(shè)符合相關(guān)工藝要求，并保證上部路基受力均勻，能承受反復(fù)碾壓，確保工程質(zhì)量。

3.強(qiáng)夯法。

在軟土地基處理中，強(qiáng)夯法是一種非常常見的施工技術(shù)。實(shí)踐證明，該工藝具有操作時(shí)間短、操作方式簡單、處理效果比較理想等特點(diǎn)。因此，大多數(shù)公路工程都會(huì)采用強(qiáng)夯法來提高軟土路基的強(qiáng)度。強(qiáng)夯法的主要原理是利用重錘從高處自由落體產(chǎn)生的強(qiáng)大作用力，對(duì)土體進(jìn)行反復(fù)夯實(shí)，使路基更加密實(shí)，達(dá)到提高路基承載力的目的。但強(qiáng)夯法僅適用于非飽和土，對(duì)于高飽和度、高粘度的軟土路基，并不能達(dá)到預(yù)期的效果。換填過程中應(yīng)采用碎石等較硬材料，粒徑不大于50cm。

4.換填法。

在道路工程建設(shè)中，如果存在軟土路基，采用換填法處理軟土路基是很常見的，換填法效果理想。采用換填法將軟土路基的覆土換填為施工所需的土壤，從而進(jìn)一步提高軟土路基的穩(wěn)定性和承載力，使道路施工順利進(jìn)行。首先，為提高軟土路基的穩(wěn)定性，在軟土路基施工現(xiàn)場采用渣墊層和碎石層，提高路基的透水性，防止后續(xù)施工過程中產(chǎn)生不均勻沉降，進(jìn)一步保證施工過程的施工質(zhì)量。其次鋪設(shè)素土層和灰土墊層。當(dāng)?shù)缆饭こ痰暮奢d力較大時(shí)，該層能使樁與樁體之間的地面達(dá)到平衡，樁能分擔(dān)荷載，使道路工程軟土路基的墊層達(dá)到應(yīng)力平衡，從而使軟土路基更加穩(wěn)定、牢固。最后，砂墊層涂層能將土壤中的氣體和水分完全排向外界，從而提高軟土路基的固結(jié)速度，進(jìn)一步保證土壤的承載力。此外，在道路工程軟土路基施工中，有關(guān)設(shè)計(jì)人員必須充分考察施工現(xiàn)場的基本情況，通過綜合分析，選擇最合適的施工方法，以進(jìn)一步解決軟土路基處理問題，促進(jìn)工程的順利發(fā)展道路工程建設(shè)。

5.高壓噴射注漿法。

高壓旋噴法一般用于粘性土和砂土較多的軟土路基。這種技術(shù)可以大大提高這種地基的強(qiáng)度。高壓噴射注漿法的工作原理是將固化液通過注漿管噴入軟土路基土體中，使土體與固化液有效結(jié)合。固化后形成高強(qiáng)度的混合土，路基承載力大大提高。在這一過程中，首先要注意了解施工區(qū)的土壤成本，為技術(shù)的順利進(jìn)行打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

6.成品保護(hù)。

（1）砂土換填。

①回填砂石時(shí)，注意保護(hù)現(xiàn)場的軸向樁和標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)高樁，防止碰撞位移，并經(jīng)常復(fù)測。

②基礎(chǔ)范圍內(nèi)不得留有孔洞。竣工后如無技術(shù)措施，開挖工程不得在影響其穩(wěn)定性的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行。

③施工過程中要保證邊坡穩(wěn)定，防止邊坡垮塌。

④夜間施工時(shí)，應(yīng)合理安排施工順序，并提供充足的照明設(shè)施，防止砂石級(jí)配不允許或鋪裝過厚。

⑤級(jí)配砂石完成后，上部連續(xù)施工；否則，應(yīng)定期澆水。

（2）灰土換填。

①衡量干土質(zhì)量密度要求：灰土回填施工期間，請(qǐng)記住，干土質(zhì)量密度必須測量每一層的石灰土壤壓實(shí)后，只有當(dāng)它滿足需求的上層灰土可以鋪成的。并在試驗(yàn)報(bào)告中注明土質(zhì)類型、配合比、試驗(yàn)日期、層數(shù)（臺(tái)階數(shù)）、結(jié)論、試驗(yàn)人員簽字等。對(duì)密實(shí)度不符合設(shè)計(jì)要求的零件，應(yīng)提供處理方法和復(fù)檢結(jié)果。

②接縫規(guī)定：石灰土施工時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行接縫規(guī)定，灰土基礎(chǔ)標(biāo)高不同時(shí)，應(yīng)做成階梯狀，上下兩層灰土接縫間距≮500mm。

③生石灰塊固化不良：顆粒太大，沒有仔細(xì)檢查，導(dǎo)致顆粒體積膨脹。在固化過程中，將放置拱形上部的墊子和基礎(chǔ)，因此壓縮機(jī)必須滿足含水量的要求。

結(jié)語

當(dāng)前，城市道路軟土地基處理措施變得更加健全，然而，依然存在著一些缺陷與不足之處。這就要求，在進(jìn)行設(shè)計(jì)與施工的過程中，應(yīng)當(dāng)高度重視施工經(jīng)驗(yàn)的累積與總結(jié)，注重對(duì)更多的資料作出整理，確保所制定軟土地基處理措施與設(shè)計(jì)方法的科學(xué)性和有效性，并將其充分運(yùn)用于城市道路的施工工作中，以此來促使城市道路施工質(zhì)量得到提升，延長城市道路壽命，為市政工程的可持續(xù)、和諧發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。