市政道路軟土地基淤泥固化的處理技術

張徐杰

（上海奉賢建設發展集團市政公路工程有限公司，上海市201400）

0 引 言

市政道路建設屬于國家公共項目建設，為確保經濟、科技以及各方面的發展需要，對各個不同的地區進行道路建設非常必要。在市政道路建設中，不可避免的會遇到一些淤泥較多的道路施工項目。這部分路段往往會存在透氣性差、含水量高、穩定性較差的隱患。其中，針對淤泥固化路段，很容易因為受力過重，或者受力不均勻的緣故導致發生偏移或者沉降的問題。在這樣的安全隱患之下，本文主要介紹了軟土地基的處理技術，為更好的施工提供理論基礎[1]。

1 市政道路淤泥固化土中軟土地基的特點

基于淤泥飽和的土上的軟土地基工程。由以下特點：第一土中含水量較高，但存在顆粒層和粉塵兩種主要的土壤內容物，這樣的土地環境不僅本身存在大量的水分，而且顆粒層對周圍水分子也具有較強的吸附能力；第二是透水性差，基于土地環境本身的特點，其中含有大量的有機質層，容易產生氣泡粘附于滲透層，防止內外環境的水分交換；第三是流變性高的問題。軟土地基相較于傳統的道路地基來講，其抗外力能力較差，在受到外界的環境壓力時，容易因為剪切力而發生變化。第四是壓縮性高的特點。軟土地基往往會處于固結的狀態，并且在慢慢沉降的過程中軟土地基固結的可能性會更高。不僅如此，在某些情況下還可能產生超固結的現象。

2 軟土地基施工過程中存在的技術問題

2.1 軟土地基處理時應考慮的因素

（1）地基狀況：對于薄而淺的軟土層，最簡單的處理方法是表層處理法。如果軟土層厚度較大，應采用淺層固化法、排水固結法、井點降水法等。

（2）道路性質：道路等級越高，平整度就越重要，對沉降處理的要求越嚴格。道路形狀也是要考慮的重要因素，如果采用換填法，對于寬而低的路堤容易發生局部性破壞；反之，窄而高的路堤，下面易被換填。對于設計高度大而穩定有危險的路堤，壓重法將受到限制采用。還有路堤越寬越高，地基產生的壓力球的根部越深而引起深處粘土層的沉降。

（3）周圍環境：施工對周圍環境的影響，例如噪音、振動地基以及地下水變化和排出的泥水等等，在選擇施工的方法時必須考慮進去。在地基特別軟弱的情況下，附近地基經常發生大的沉降或隆起。這樣，在路堤坡腳附近有民房或重要構造物時，應考慮控制剪切變形且減小總沉降量的方法為主要技術措施。

2.2 施工過程中的技術問題

（1）前期準備：軟土地基施工是道路工程施工的重難點內容。人員不夠、人員專業能力問題，以及缺乏現場施工準備的相關設備等前期因素都會導致項目規劃不精確、施工地理環境不明的問題，從而影響施工的質量及進度。

（2）處理問題：對軟土地基未作出處理，或者處理方法不正確，質量問題不過關，使路面不均勻沉降或者開裂。

（3）驗收不當問題：施工驗收標準隨著現有研究或者市場環境的變化而隨之變化。因此可能會采用不合適的標準進行驗收，從而導致質量問題的出現。

3 軟土地基施工處理方案

3.1 施工工藝流程

（1）固化工作量確認：根據勘察報告，確定明暗浜塘位置、面積、淤泥深度等參數，以此確定浜塘固化處理面積及處理深度等數據。

（2）固化劑配合比：固化施工前，需提前現場取淤泥土樣，根據設計要求及室內試驗結果，確定固化劑成分及配合比等數據。

（3）進行現場清表，提供施工工作面。

（4）施工前準備，對于明浜區域，需提前安排抽水設備將明浜中積水抽干后進行施工；對于暗浜，則直接可以施工。

（5）劃分施工區塊：將待處理的浜塘區域進行放樣并劃分施工區塊，區塊劃分尺寸一般為5 m×5 m。現場實際施工面積較小，根據各處理區塊的處理深度以及固化劑配比數據，利用固化劑自動定量供料系統設置固化劑含量。

（6）強力攪拌頭就地攪拌。

（7）碾壓和養護：固化攪拌完畢后，固化土體養護數天至一定強度（根據現場情況確定具體時間）后采用壓路機碾壓表面（如明浜固化后浜底坡度較大，采用固化施工配套挖機碾壓即可），若距離路床施工有較長時間，建議覆蓋30 cm 素土并碾壓，保護固化土體。

3.2 固化劑摻量的確定

由于現場混合工藝與實驗室拌合工藝具有一定的數據差異，所以在確定固化劑摻量時需要考慮一定的強度折減來保證工程安全，折減系數與施工機械、施工深度等因素有關。以往工程經驗表明：采用攪拌型樁機就地固化機械施工時，一般軟弱土固化后的固化層無側限抗壓強度的現場施工值與室內試驗值的比例為0.3～0.5。

以奉賢區金海南路（平莊西路～規劃G228）改建工程浜塘處理為例，根據現場淤泥土樣，結合施工設計要求以及使用要求情況，對室內試驗和現場試驗進行分析，確定固化劑的摻量為7%，主要成分包括P.O 42.5 水泥、礦渣微粉以及少量穩定劑，具體配比需要結合現場試驗再作調整后確定。試驗段剖面示意見圖1。

圖1 試驗段剖面示意圖

3.3 針對不同軟土地基的處理方法

由于淺層固化處理形成的固化層，對擴散應力、減小沉降和不均勻沉降有很好的效果。

如圖2 所示，針對不同填土高度可采用不同處理方式進行，主要研究內容有：

圖2 固化層與樁聯合復合地基處理

（1）低填土路段就地淺層固化處理方法

在低填土路段或淺層軟基路段，不采用換填法而直接采用就地固化處理方法，形成一定深度和強度的固化層，以滿足承載、路基路面施工等要求，該方法無需進行換填，不存在棄土或借土，最大程度的利用現場地基土資源，達到資源利用的最大化和資源循環利用的目的。

（2）高填土路段就地淺層固化處理方法

軟基較厚的路段，還可采用就地固化處理與復合地基結合使用的處理方法，由于就地固化處理形成的硬殼層，可充分發揮硬殼層下表層土的承載力，從而達到擴大樁距、降低造價的目的。

（3）淺層處理層作墊層作用優劣效果分析

所形成的固化層可代替原復合地基中砂石墊層的作用，減小砂石用量，節約資源。特別是在就地固化處理方法與剛性樁等并用時，就地固化處理形成的固化層可代替蓋板的作用，即無需使用蓋板，從而降低工程造價。

4 軟土地基施工處理技術及施工優化策略

4.1 軟土地基的處理技術總結

首先是深層攪拌法。深層攪拌法的主要應用機理在于不同的材料與淤泥等含水量較高的土壤混合，會形成穩定性更高的地基。一般來講，利用深層攪拌法進行施工時，對周圍環境的要求較低，但是因攪拌需要一定的場地，因此施工前期需要準備好場地。另外，在攪拌的同時，往往會選擇水泥、石灰、砂石等可以提高地基抗流變能力的材料。不過，在利用這一方式進行施工時，需要注意固化劑的使用方式以及后續的規范化操作。

其次是粉噴樁復合地基處理技術。利用這一方式進行施工的同時，需要準備相關的施工設備，如可以為地基打孔的設備等。在實際的施工中，往往會將固化劑放入打孔的設備中，一旦設備深入軟化地基的底層，在打孔的同時，可以將固化劑溶于底層的土壤中，促進底層水分蒸發穩固其基本結構。在施工使用的固化劑往往會考慮到經濟實惠的因素，因此常常采用的固化劑包括石灰、水泥等材料。

最后是換土墊層法。換土墊層法所耗費的人力、物力較高，但是工程的穩定性較高于上述的辦法。從理論層面來講，換土墊層法主要采用穩定性更高以及質量更好的土壤來替換原本地基中的淤泥等較差的土壤。不過，利用該方式進行施工的同時，容易發生道路沉降的問題。在現有研究以及技術支持的情況下，實際施工過程中往往會注意一些幾點內容。第一是使用材料的問題，例如可以選擇一些透水能力較高的土壤等。第二是填土的操作方式，即往往會從兩端起開始施工，并且在施工的過程中注意土壤的厚度以及土壤的緊實度。

另外，常用的處理辦法還包括水泥粉煤灰碎石加固法、凍結法等。前者與換土墊層法和深層攪拌法的原理相似，主要依靠碎石、水泥、粉煤灰等材料與水拌勻之后，與土壤墊層一起形成一種復合土基。因為該方法存在密閉性好、施工效率高以及成本造價低的特點而備受歡迎。后者屬于一種較簡單的辦法，即利用冷凍劑將軟土地基中的弱土層凍結的辦法對其進行固化穩定。與上述辦法的特點形似、因施工操作較簡單，且成本較低的原因，而在目前的施工過程中而被廣泛應用。

上述所有的軟土地基處理辦法各有優劣，考慮到實際的施工情況、工程造價以及相關的地理環境等影響因素，應該采取不同的辦法。

4.2 軟土地基施工中的注意內容

根據軟土地基施工的問題，首先應該重視前期施工準備的問題。即需要提前做好施工規劃、施工設計以及現場地理勘測。不僅如此，還應該注意選擇先進的精確性更高的設備進行地理環境勘測。其次，針對施工過程中管理疏漏的問題，應該提高其管理內容安排，并且實行責任落實到個人的方式，提高全員工作的積極性。另外，施工過程中的技術問題需要配備相應的專業人才。在道路施工需要工人具有一定的實際經驗，而對于新員工來講則可能出現操作不當的問題。最后，針對施工維護以及施工驗收的問題，需要按照現行標準進行驗收，并且在驗收的過程中為提升數據的真實性，應該進行反復測試。

5 結 語

市政道路工程屬于利國利民的工程。為提升市政道路的質量，并且保證相關的民生質量，需要重視其建設過程中的質量問題。在道路淤泥固化的處理手段中，軟土地理的建立是重要的，因其處理方式多種多樣，因此應該選擇合適該地區地理環境的辦法進行施工。