軟基加固技術在市政施工中的應用分析

張二小

（太原市政建設集團有限公司，山西太原 030000）

0 引言

路基工程作為當前市政道路建設的重要基礎項目，將直接影響整個市政道路建設的質量。在實際施工中，技術人員充分利用靈活的加固技術，最大限度地發(fā)揮路基的實際負荷功能，切實提高市政道路施工的質量和效率，有效滿足民眾的出行需要，保證車輛行駛安全。但是，在實際實施過程中，仍需施工技術人員切實把握好軟土地基的特點，秉持軟基加固技術的施工原則，因地制宜地利用好軟基加固技術。

1 軟基特性

1.1 含水量高

軟基土壤大多是軟土，由細粒土構成，在道橋施工中屬于不良地基。軟基含水量較高、孔隙率極大，是由于細粒土表面具有較多的負電荷，且長時間吸附空氣中的濕氣，使土內(nèi)產(chǎn)生較多的水蒸氣，隨著其含水量的增加，對土體黏結性造成不利影響。因黏結性降低，使土粒間的縫隙增大，導致軟基具有較高的含水量，對道橋工程施工造成不利影響，甚至嚴重威脅地基承載力和安全。

1.2 土質觸變性、流變性高

軟土長時間受重力沖擊，還會引發(fā)觸變或流變問題。觸變是在未對軟土破壞的情況下有一定的固態(tài)性，但如果軟土受到破壞，就會引發(fā)流變。在道橋工程施工時，若未采用加固技術處理，即使施工人員按標準要求施工，在后期投入使用后也會產(chǎn)生變形等問題，而這些問題會對道橋結構造成不利影響[1]。因此，在道橋工程實際施工過程中應對項目進行綜合分析，制定完善的加固方案，避免軟基對道橋工程造成不利影響，從根本上減少隱患。

1.3 壓縮系數(shù)比較大

軟土地基的壓縮系數(shù)大，抗剪強度比較低，一旦上方荷載超出其承載力范圍，就很容易發(fā)生沉降的現(xiàn)象。而且軟土地基的承載力一般比較差，含水量的影響也比較大。干燥的時候強度較大，但是一旦含水量提升就會呈現(xiàn)出流變性而失去大部分抗剪強度，變成類似橡膠土的性狀，非常不適合承受較大荷載。

2 軟基加固技術在市政道路施工中的重要作用

2.1 為市政道路工程提供安全保障

經(jīng)濟進步，人民的生活水平提高，私家車數(shù)量逐年增加，區(qū)域發(fā)展越來越需要高質量的公路運輸。隨著時間的推移，一些道路地區(qū)出現(xiàn)了更嚴重的質量問題，如裂縫和凹凸，這不僅影響了乘車者的舒適性，而且還對道路交通安全構成了威脅。應用軟基加固技術，能夠保證市政道路工程的安全，有助于避免基礎不穩(wěn)定造成的道路結構不穩(wěn)定問題。

2.2 降低市政道路施工維護成本

從短期發(fā)展的角度來看，使用靈活基礎強化的建筑技術，把該平臺作為所有城市道路工程的基礎可以保證道路穩(wěn)定，但會增加城市道路建設資金支出。平臺的不穩(wěn)定直接造成了總體路面質量的惡化，路面裂縫和不平等問題可以通過適當?shù)男迯蛠斫鉀Q，但一旦平臺建設完成，就無法從根本上恢復[2]。從城市道路基礎設施的長期使用角度來看，靈活加強城市道路有助于避免因環(huán)境變化和道路結構長期啟用后的不穩(wěn)定而造成的質量問題，從而在一定程度上節(jié)省了后續(xù)維護費用。

3 軟基加固技術在市政施工中的應用

3.1 強夯法加固技術的應用

在市政施工中，通過強夯加固技術，有助于提升軟土地基的穩(wěn)固性。技術應用原理如下：對軟土地基周邊的土質進行擠壓，使其形成夯坑。在強夯法中，包含動力密實技術、固結技術、動力置換技術。使用強夯加固法時，按照不同土層的特點，使用不同的加固技術。具體介紹如下：①如果土質的顆?？p隙比較大，利用動力密實技術、沖荷載技術，對地基土層進行壓實處理，提升軟基的土體強度、承載力。②土層含水量較大時，通過動力固結技術，深度分析軟基內(nèi)的土壤沖擊度，防止軟基土壤流動性較大，對土體產(chǎn)生破壞影響。應用動力固結技術，可以排出地基內(nèi)的孔隙水，使地基內(nèi)的含水量減小，增強軟基抗壓能力。③應用動力置換法，能夠加固軟土地基。動力置換法，可進一步分為樁式置換、整體置換。應用動力置換技術時，對地基排水能力的要求較高。如果排水系統(tǒng)使用得不合理，就會加大地基孔隙的水壓力，所以施工人員應當合理使用排水系統(tǒng)，保證市政道路質量。

3.2 管樁加固技術

（1）管樁加固技術是當前軟基加固技術中較為常見的一種技術，施工技術人員使用高強度的混凝土管樁，對軟土地基進行加固，施工技術人員需要確保管樁的強度高于C60。在實際施工過程中，施工技術人員需要對當前的施工路段進行勘察，通過物探技術來分析地基土壤的分層情況，并嚴格按照市政道路施工標準進行軟土路基加固，施工技術人員需要計算軟土路基的實際面積，在明確具體的軟土面積后，施工技術人員便可以對其進行定點設計，方便后續(xù)打樁工作的開展。

（2）施工技術人員需要對案例路段中的一些廢棄物以及積水進行清理，并清除一些腐殖土。之后按照軟土路基的實際特點進行分層，以提升土壤的密實程度。在打樁過程中，施工人員需要明確其打樁面積，并完善打樁技術，對打樁效果進行驗收[3]。施工人員需要將打樁機移動到樁點位上，并保證打樁機在進行作業(yè)的過程中不會發(fā)生位移，在打樁完成后，施工人員需要對其打樁區(qū)域進行防護，防止打樁加固部位被二次破壞。

3.3 土木合成材料加固技術

土工合成材料加固技術的使用在于人工合成的材料，主要使用聚合物進行加工形成原材料。利用先進技術將各種原材料進行有效的整合，如防滲膜、土工布等先進的人工合成材料。在實際的施工當中，將人工合成材料鋪設在土層內(nèi)部或者是地基表層當中，利用材料自身的要素與特性，能夠高效消除軟土地基帶來的種種不良影響，從而達成保護地基主體的作用。這一技術的主要原理在于利用軟土地基中添加的條帶、纖維或者是網(wǎng)格，從而與土質進行充分的融合成為復合的土基材料，從而有效地提升市政道路的抗堿能力。另外，還具有一定的應力分散能力，其原理在于土工合成材料具有一定的韌性，放置于土層當中，能夠形成有機的整體，從而起到有效地降低地基變形的作用，進而有效地解決軟土地基的沉降問題。

3.4 粉煤灰加固工藝

大多數(shù)情況下采用粉煤灰加固工藝，應用范圍較廣。由砂礫和其他混凝土材料混合而成的復合材料，這些材料通過不斷攪拌而成為更強的硅石，更好地與土或水泥基材料相結合。為了確保整體性能，可以充分利用這一工藝的優(yōu)勢。原料強度特別高，副作用很小，操作特別簡單，可以減少水泥和砂巖之間固體工藝材料的消耗。此外，整個施工的環(huán)境不會受到污染，但要注意，泵管線的堵塞很容易受粉紅色灰的影響。因此，需要及時應用直通技術來防止這種情況。在所有潛在問題得到解決之后，整個施工過程可以得到優(yōu)化改進。

3.5 CFG 樁復合地基法

CFG 樁是加固軟土地基的關鍵方法，樁直徑為50cm，樁距為2.0m，呈矩形布置。為了充分利用CFG 樁在加固軟基中的應用優(yōu)勢，在樁頂安裝了鋼筋混凝土樁，樁頂延伸距離不小于10cm。樁長主要取決于場地的地質條件，即樁端必須穿過淤泥層，深度必須控制在100cm，不應太小，否則將影響樁的穩(wěn)定性。樁的最大長度小于20m。為了加強對樁帽的保護，在樁帽處放置了一個碎石造型層（厚度為50cm），然后在造型層上方放置了一個土工格柵，并受地面約束，從而獲得了較強的抗拉性能[4]。CFG 樁的實施材料主要是混凝土，要求強度等級至少為C15。工程按長期螺旋法進行，工程按具體程序進行。實施噴沙井，CFG 樁只能在結構成型后才能實現(xiàn)。施工從道路中心兩側開始，并通過定期跳躍有序推進，在施工過程中加強保護，盡可能避免現(xiàn)有施工基礎受到破壞；需要設置臨時渠道來提高排水效率，以防止積水影響泡沫軟骨強化處理的效率。單樁28d 的承載力應為250kN，施工后形成的復合地基承載力應為120kPa 或以上。

3.6 排水固結技術

一些軟土地基含水量高，地層不夠穩(wěn)定，排水固結方法可以有效地改善這些問題。排水固結工藝主要是采取有效的排水措施處理軟土地層，從軟土地基的多個部分排出水，達到提高地基承載力和穩(wěn)定性的目的。降雨預熱方法、真空預熱方法、砂樁加載方法等是排水固結的常用方法。降雨預熱技術主要是通過將水泵入井來降低地下水位，從而提高土壤強度和加強預熱。這種方法有助于盡可能避免破壞土壤結構，并確保今后市政工程的順利進行。真空預熱是將隔熱膜的砂層復蓋起來，以隔離土壤層和大氣，然后使用真空裝置從內(nèi)部抽取空氣和水，從而加強預熱。雖然該技術運行良好，但具體應用將受到周圍施工環(huán)境的限制，因此，施工人員必須根據(jù)現(xiàn)場實際情況合理選擇處理方法。沙堆預熱主要是利用機械設備壓縮土壤顆粒，以優(yōu)化土壤層的飽和特性?？梢钥闯?，在高含水量、高流動性的軟土地基地質中采用排水固結方法是適當?shù)模渲饕康氖峭ㄟ^改善土壤結構來提高承載力。

3.7 水泥攪拌樁加固技術

（1）明確施工材料的規(guī)格和主要性能要求，保證材料質量，例如，砂礫粒尺寸應為20～40mm，泥漿量應不小于5%。細砂模量應不小于2.3，顆粒不規(guī)則系數(shù)不小于5，泥漿量應不小于5%，滲透性系數(shù)應不小于5×10-3cm/s；水泥采用普通硅酸鹽水泥P.O 42.5，水泥攪拌量為加筋土質量的12%～20%，灰水比應為0.45～0.55，試驗立方體90d 強度大于或等于2.0MPa[5]。

（2）具體施工技術要求。在砂連接成形層施工時，應在土坡處開挖踏板，踏板寬度應控制在0.5～1.0m；形狀層應通過機械軸承進行，壓實通道數(shù)應不小于4 次。

（3）在實施土工格柵時，應采用綁扎方法連接，綁扎寬度應等于或大于50cm，黏結強度不應小于土工合成材料的抗拉強度。如果存在多層網(wǎng)格，則網(wǎng)格層之間的間距必須為25cm，網(wǎng)格的頂部和底部連接必須交替偏移，偏移長度必須大于50cm。

（4）混凝土更換樁的施工順序必須介于中間或兩側；本工程采用單軸雙向攪拌樁工藝，施工過程中鉆頭位移率控制在0.5～0.8m/min，加固現(xiàn)場土質任意點的起泡次數(shù)超過20；施工停工面積應大于500mm；垂直偏差應小于1%。

4 道橋工程軟基加固的質量控制措施

（1）提高建筑工人的素質。由于軟基加固的復雜性，提高工程技術水平和建筑工人整體素質將對軟基加固處理的質量產(chǎn)生重大影響，因此，需要加強對建筑工人的專業(yè)培訓，提升其專業(yè)能力和綜合素養(yǎng)，進而保障軟基加固質量，實現(xiàn)工程建設目標。施工人員要由有關部門嚴格審查，確保施工人員資格符合要求，使更多高素質施工人員參與工程建設。

（2）要加強對工作人員安全意識、質量意識的培養(yǎng)，提高工作人員對工程建設質量的重視程度，保證軟基加固施工質量，以進一步提高整個道路項目的總體質量和效益。

（3）嚴格遵守建筑法規(guī)，遵循相關的原則。安全是建設施工中需遵循的首要原則。要確保建筑工人的生命安全，應以預防為主，要在項目開展初期進行詳細的調查，根據(jù)實際情況制定適當?shù)拇胧?，為工程建設創(chuàng)造安全穩(wěn)定的工作條件，并通過技術手段進一步推進工程建設。要遵守質量保證原則[6]。在工程建設中，要嚴格遵守技術規(guī)范，確保工程施工工序符合要求。在建設完成后，還要進行嚴格的質量審查，確保工程質量達到標準要求。

（4）加強物料管理。與混凝土材料一樣，材料質量控制由多個部門共同完成，要在材料進入施工現(xiàn)場后要進行二次檢查。認真取樣并嚴格檢查混凝土的強度，以確保材料性能符合實際要求。

5 結語

總之，在道橋施工過程中不可避免地會遇到軟土地基，對工程穩(wěn)定性和安全性造成不利影響。而不同加固技術的特點也不同，需根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況選擇適合的加固技術，從根本上提高工程質量與安全性，保障道橋工程的經(jīng)濟效益，促進行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。