軟土地基處理技術在市政路橋施工中的應用

李春生

（安徽省公路工程建設監理有限責任公司，安徽 合肥 230051）

引言

市政道路橋梁是一種具有區域性特征的工程項目，建設此項目，既能滿足居民的日常工作，又能連接城市的外部道路，從而為人們出行提供保障。隨著我國汽車行業的迅速發展，市政道路橋梁建設在群體中的關注度越來越高[1]。此類工程作為助力城市化快速發展的基石，在城市經濟建設中發揮了不可代替的重要作用。此外，可將路橋工程的質量作為評價城市公共建設項目品質的關鍵，其既是城市形象的象征，又是一個地區發展水平的外在表現[2]。因此，加強此類項目的質量管理，規范處理施工中的復雜地質條件，對于促進路橋工程的發展是十分有必要的。

1 市政路橋施工實例

1.1 基本情況(表1)

表1 市政路橋施工實例基本情況

此項目對于帶動地區交通運輸、促進區域經濟發展有著十分重要的作用。

1.2 水文地質條件

施工段屬于平原微丘陵路段，參照雙向四車道設計，路基設計寬度為28 m，路面鋪設材料為瀝青混凝土。

該工程位于北亞熱帶至暖溫帶的過渡地帶，是一個具有較強降水、陽光充足、熱能資源的大陸性季風區。由于季風的作用，夏季和秋季都會刮南風，秋季和冬季都會刮偏北風，且常會有冷空氣進入[3]。由于冬季和夏天的交替，季節變化十分明顯。對施工段水文地質基本條件進行分析，見表2。

表2 施工段水文地質條件

地下水是以地表水為主，來源的第四系孔隙潛水。地下水位淺，地下和地表水對混凝土的腐蝕性較強。

通過對該工程軟土路面的實測，實測土壤水分含量為32%～37%。基礎承載力：在接觸式測量30 cm時，地基的承載力為85 kpa～160 kpa 間；在測量到60 cm 時，地基的承載力在75 kpa～150 kpa 間；用觸探儀測量到90 cm 時，地基的承載力在65 kpa～125 kpa 間。

2 軟土地基處理技術在市政路橋施工中的應用

2.1 水泥土攪拌樁與泡沫混凝土區域地基處理

水泥土攪拌樁是市政路橋施工中常使用的一種施工結構，將水泥作為一種硬化劑，提高樁結構周圍土體的硬化程度，并形成樁身[4]。混凝土攪拌樁不宜用于有障礙物和難以處理的土層。在當地土壤自然水分低于30%（含水分小于25%）或大于70%時，不宜進行干燥處理。在寒冷地區進行冬季施工時，要注意到負溫對其處理的影響[5]。攪拌樁必須嚴格按照設計規范進行施工。在施工階段，根據圖紙的要求，進行合理的放樣，攪拌樁和樁端的位置必須保持在90 cm 以內。如果不能滿足這個條件，就需要調整樁位。在放樣定線完畢后，出具相關的審核報告，然后進行驗收。確定無差錯后，進行下一步的施工。樁機設備在將攪拌器固定到位的情況下，利用其具有步行裝置的固定位置。在確定攪拌器的位置后，繼續調整中。如果地面有很大的波動，那么這個時候，就必須要有一個平衡系統，才能保證設備的穩定。測量鉆桿的長度，確定鉆頭的直徑，確定設備的正確位置后，確定樁位[6]。由于不同區域土壤、不同的水泥品牌，混合的質量也會有很大的差別。所以在正式進行地基處理之前，就需要按照工程部提供的信息來進行施工，經過一段時間的保養后，再進行詳細地分析，最終確定不同的施工參數和過程[7]。為保證工程質量，在泥漿快要溢出來時，必須在30 min 內噴出，直至泥漿達到樁的水平。尤其是在設計時，在考慮樁端承載力的時候，更是如此。當然，如施工中因原因而停漿，則應使攪拌器下沉到停漿點0.5 m 處，待注漿恢復后，再進行噴漿，如停水3 h 以上，則應將輸送管道拆除，妥善清潔，以防漿液凝固堵塞管道。

圖1 為泡沫混凝土地基處理示意圖，按照圖1 所示的方式針對泡沫混凝土區域進行地基處理，泡沫混凝土配制時，原料稱重精度應控制在2%之內。若泡沫混凝土構件的長度過長，則應視具體情況，設橫向變形縫，一般超過15 m 時，應設置橫向變形縫間距為5 m～15 m。對某些結構材料出現突然變化的地方，應設變形縫，并填充相應的材料，一般選用聚苯乙烯泡沫板或厚板，其厚度應符合規定，聚苯乙烯泡沫板的厚度為20 mm ～30 mm，板材10 mm ～20 mm。若要澆筑到地下水位，必須向泡沫混凝土中加入防水劑等外部物質。在完成澆筑后，按照預計的過程進行交工驗收。若對應的市政路橋為軟土層，則可采取這種方式實現對軟土的處理。

圖1 泡沫混凝土地基處理示意圖

2.2 軟土地基低能量強夯施工

在低能量強夯施工中，應采取從輕到重、少擊多遍、循序漸進的方法，以保證地基的整體結構不會受到明顯的損傷。采用低能量的強夯法，使施工后的沉降提前結束。加固后的地基，上層為堅硬的硬殼，下層是穩固的土層，經過處理后，地基強度高，抗壓性低。在選擇施工設備時，要求夯錘的重量應當在8 t～10 t范圍內，起重設備必須具備良好的穩定性，且可以借助脫鉤裝置實現其起落夯錘[8]。對于夯點的距離、夯擊次數、有效加固深度以及施加的能量均需要根據現場實際情況計算得出。其中，有效加固深度可通過下述公式計算得出：

式中，h 代表低能量強夯施工有效加固深度，a 代表修正系數，通常情況下a 的取值在0.5～0.8 范圍內；H 代表夯錘有效落距，Q 代表夯錘自身重量。

通常情況下，采用4 m×4 m 的夯點布設格式，將強夯處理的次數設置為8 次。圖2 為低能量強夯點布置圖。

針對部分需要重點夯實的區域，可采用圖3 所示的方式進行滿夯布置。

按照圖2 和圖3 所示的方式完成對夯點的布置，再結合圖3 完成強夯施工。

圖2 低能量強夯點布置圖

圖3 低能量強夯點滿夯布置圖

圖4 軟土地基低能量強夯示意圖

在進行低能量強夯施工時，當強夯機到達指定位置后，將其起吊高度調節到6.0 m，在1 000 kN·m 夯擊能量條件下，起吊夯錘夯擊地基，達到設計夯擊次數后，將強夯機移動到下一個夯擊點，重復上述操作完成低能量強夯施工。

3 實證分析

以上述實例為例，對其進行軟土地基處理，觀測處理前與處理后的沉降，見圖5。

圖5 處理前與處理后的軟土地基沉降

對道路中線、右側路肩與左側路肩沉降進行統計，統計結果，見表3。

表3 沉降結果統計（累加值）

4 結論

根據上述研究，得到以下幾個方面的結論。

（1） 根據圖5 處理前與處理后的軟土地基沉降可知，處理后的軟土地基沉降＜處理前的軟土路基沉降，說明本研究方法可以在施工中起到控制路基沉降、加固路基的綜合效果。

（2） 根據表3 沉降結果統計，道路中線沉降、右側路肩沉降、左側路肩沉降在七日后均為超過10 mm，即施工處理后的路基沉降不會對路橋工程整體質量造成影響與干擾。證明本研究設計的方法可以有效提高工程施工質量，保證施工后的項目可以達到預期規范。

（3） 在后續的研究中可從下述方面著手：根據工程沉降趨勢，進行項目竣工后沉降量的預測，從而及時掌握工程在施工中存在的不足，以便于采取措施進行沉降處理，降低由于沉降病害造成的工程質量問題。