市政道路施工中的軟基加固技術(shù)

俞克雄

（蘭州市政建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730000）

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展，推動(dòng)了市政道路建設(shè)，國(guó)家對(duì)市政道路建設(shè)愈發(fā)重視，促使市政道路施工水平不斷提高。由于市政道路施工地理位置不同，會(huì)遇到各種各樣的地質(zhì)類型，尤其是軟土地基，若處理不當(dāng)將嚴(yán)重影響市政道路的安全性，同時(shí)增加養(yǎng)護(hù)成本。想要有效解決軟土地基問(wèn)題，則需要施工人員依據(jù)實(shí)際情況選擇合適的軟基加固技術(shù)，以保證市政道路的施工質(zhì)量。因此，加強(qiáng)對(duì)市政道路施工中軟基加固技術(shù)的研究非常重要。

1 軟土地基的特點(diǎn)

1.1 含水量高

軟土地基最突出的特征是土壤含量高、土壤孔隙較大。眾所周知，土壤孔隙度大小會(huì)影響地基承受壓力的能力。市政道路施工中遇到軟土地基，若不能妥善處理，勢(shì)必會(huì)影響市政道路的安全性和穩(wěn)定性。軟土地基主要由細(xì)微顆粒含量較大的泥炭和松土、空隙大的有機(jī)質(zhì)土等構(gòu)成，在土層中帶電粒子、空隙及吸水能力的共同作用下，軟土地基中的含水量較大，進(jìn)而降低了市政道路工程的穩(wěn)定性、安全性及可持續(xù)運(yùn)行性。

1.2 流變性強(qiáng)

一般情況下，土壤加固后，土壤壓力和強(qiáng)度會(huì)隨之增強(qiáng)，但并不能改善軟土地基的流變性，其主要原因是加固處理多為物理方式，只會(huì)讓土壤變形，無(wú)法計(jì)算土壤的物理性質(zhì)指標(biāo)。因此，市政道路施工過(guò)程中應(yīng)保證土壤的穩(wěn)定性，尤其是軟土地基的含水參數(shù)，以避免道路沉降問(wèn)題。

1.3 易形變

軟土地基自身的不穩(wěn)定性較強(qiáng)，且土質(zhì)松散，在多重壓力作用下容易出現(xiàn)形變，表現(xiàn)為抗剪能力差，若在施工過(guò)程中不能妥善處理，不僅會(huì)導(dǎo)致市政道路出現(xiàn)沉降塌陷的現(xiàn)象，影響市政道路的質(zhì)量，還會(huì)引發(fā)安全問(wèn)題。

2 市政道路施工中軟土加固技術(shù)的重要性

2.1 保證市政道路工程質(zhì)量與安全

軟土地基是道路施工中最常見的不良地質(zhì)，若處理不當(dāng)直接影響市政道路工程的質(zhì)量與安全，出現(xiàn)道路沉降、局部塌陷等問(wèn)題，嚴(yán)重降低市政道路工程的穩(wěn)定性與安全性，同時(shí)，降低市政道路工程的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。因此，施工單位必須采取科學(xué)的加固處理措施，提高軟土地基的承載力，從源頭解決地基問(wèn)題，為后續(xù)施工創(chuàng)造良好的條件，為保證施工安全奠定基礎(chǔ)。

2.2 降低市政道路維護(hù)成本

從短期發(fā)展來(lái)看，在市政道路施工中應(yīng)用軟基加固技術(shù)會(huì)增加一定的施工成本。但從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展來(lái)看，路基是市政道路施工的基礎(chǔ)，也是保證市政道路施工質(zhì)量的關(guān)鍵，其好壞直接影響市政道路的使用年限。若路基不穩(wěn)定，勢(shì)必會(huì)影響市政道路工程質(zhì)量，容易出現(xiàn)各種問(wèn)題，如裂縫、沉降等。但市政道路路基已經(jīng)定型，無(wú)法重新修建，為了保證市政道路正常運(yùn)行，就要不斷進(jìn)行維修與養(yǎng)護(hù)，維護(hù)成本直線增加。綜合比較，應(yīng)用軟土加固技術(shù)可以在一定程度上降低市政道路后續(xù)維修與養(yǎng)護(hù)成本。

2.3 推動(dòng)市政道路行業(yè)發(fā)展

軟土地基加固技術(shù)在市政道路施工中發(fā)揮著重要的作用，勢(shì)必要優(yōu)化、創(chuàng)新軟土地基加固技術(shù)，以提高軟土地基加固施工的規(guī)范性與高效性，從根本上提高市政道路工程的質(zhì)量與安全，促進(jìn)市政道路行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

3 市政道路工程施工中軟土地基加固技術(shù)的應(yīng)用

為保證市政道路工程質(zhì)量，施工單位必須處理現(xiàn)場(chǎng)的軟土地基，使其承載力達(dá)到施工要求，以減少市政道路工程的安全問(wèn)題，同時(shí)，降低市政道路工程后續(xù)維修、養(yǎng)護(hù)成本，進(jìn)而提高市政道路的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。由于軟土地基加固技術(shù)種類較多，且適用范圍及施工方式不同，施工人員需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。下面對(duì)市政道路施工中的軟土地基加固技術(shù)進(jìn)行探究。

3.1 預(yù)應(yīng)力管樁加固技術(shù)

預(yù)應(yīng)力管樁加固技術(shù)具有涉及范圍廣、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于市政道路軟土加固中。預(yù)應(yīng)力管樁加固技術(shù)的關(guān)鍵是管樁，需嚴(yán)格把控管樁的制作與使用，以保證地基加固質(zhì)量。首先，施工前，需做好排水、清淤、回填等工作。施工人員根據(jù)地形分塊截留，借助挖掘機(jī)清理地基中的淤泥，并運(yùn)送到指定區(qū)域。其次，錘擊打入樁。施工人員根據(jù)實(shí)際情況制定施工流程圖，并做好定位樁、沉樁、接樁、送樁等位置的測(cè)量工作。沉樁前，施工人員需對(duì)控制點(diǎn)和基礎(chǔ)軸線進(jìn)行定位，盡量離沉樁區(qū)域遠(yuǎn)一些，以免受到干擾與影響。打樁時(shí)，若樁較密，可從中間向四周對(duì)稱施工；若樁較稀疏則可以從一側(cè)向另一側(cè)逐排施工，同時(shí)，遵循從大到小、由深到淺的順序打樁。特別要注意管樁吊起時(shí)是否處于垂直狀態(tài)，必須將管樁垂直插入土中，以保證預(yù)應(yīng)力管樁加固效果。

3.2 強(qiáng)夯加固技術(shù)

強(qiáng)夯加固技術(shù)主要是通過(guò)擠壓軟土地基周圍的土質(zhì)使其形成夯坑，如圖1 所示。強(qiáng)夯加固法可分為動(dòng)力固結(jié)技術(shù)、動(dòng)力密實(shí)技術(shù)、動(dòng)力置換技術(shù)等。市政道路施工應(yīng)用強(qiáng)夯加固技術(shù)，需結(jié)合地基的實(shí)際情況選擇不同的加固技術(shù)類型。當(dāng)土質(zhì)顆粒縫隙較大時(shí)，可采用動(dòng)力密實(shí)技術(shù)，主要是通過(guò)重荷載技術(shù)壓實(shí)地基中的目標(biāo)土層，以大幅提高目標(biāo)地基的承載力和土壤密度。若土壤含水量較高，則可以使用動(dòng)力固結(jié)技術(shù)。通過(guò)分析軟土地基中土壤沖擊程度，以避免因流動(dòng)較強(qiáng)，破壞軟土地基，同時(shí)，可以借助動(dòng)力固結(jié)技術(shù)排除地基縫隙中的水，有效降低軟土地基中的含水量，進(jìn)而增強(qiáng)軟土承載能力。另外，軟土地基加固中的動(dòng)力置換技術(shù)可細(xì)分為樁式置換與整體置換兩種，動(dòng)力置換技術(shù)對(duì)排水系統(tǒng)的要求較高，若排水系統(tǒng)達(dá)不到要求，就會(huì)出現(xiàn)地基空隙水壓過(guò)大的情況，進(jìn)而影響后續(xù)施工進(jìn)度。

圖1 強(qiáng)夯加固技術(shù)原理

3.3 土工合成材料加固技術(shù)

土工合成材料是加固軟土地基的材料，其能夠有效改善軟土地基的承載力與穩(wěn)定性。市政道路施工過(guò)程中，若采用土工合成材料加固軟土地基，需要在施工前，全面勘察施工現(xiàn)場(chǎng)，收集地質(zhì)信息及影響地質(zhì)變化的因素，并以此為依據(jù)，制定施工方案。施工人員根據(jù)施工方案確定施工工具與設(shè)備參數(shù)，在軟土地基中加入適量的土工合成材料，振動(dòng)設(shè)備需保持穩(wěn)定、統(tǒng)一的頻率施工，使土工合成材料與軟土地基融合，從而達(dá)到加固軟土地基的目的。另外，土工合成材料加固技術(shù)可以在短時(shí)間內(nèi)完成軟土地基加固工作，可在一定程度上降低成本投入。但土工合成材料具有易老化的特點(diǎn)，所以，為了保證市政工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，施工前需對(duì)道路路基進(jìn)行相應(yīng)處理，也正是因?yàn)檫@一問(wèn)題，導(dǎo)致土工合成材料加固技術(shù)無(wú)法在市政道路施工中廣泛應(yīng)用。目前，土工合成材料在市政道路施工中主要用于加強(qiáng)層和堤岸護(hù)坡。

3.4 水泥攪拌樁加固技術(shù)

水泥攪拌樁加固技術(shù)多用于飽和軟土地基，主要是將水泥作為固化劑，并使用專門的攪拌機(jī)混合攪拌軟土地基中的軟土與水泥，在物理與化學(xué)的共同作用下，形成新的路基，不僅穩(wěn)定性高，且不易受到外界干擾，大幅提升了軟土地基的承載力與穩(wěn)定性。按照施工做法可分為3 種：?jiǎn)屋S攪拌樁、雙軸攪拌樁和三軸攪拌樁。水泥攪拌樁加固技術(shù)的使用流程如下：第一，樁位放樣。根據(jù)樁位設(shè)計(jì)圖進(jìn)行測(cè)量放線，確定每個(gè)樁位的位置，誤差控制在鉆機(jī)定位之內(nèi)。第二，根據(jù)放樣點(diǎn)確定鉆機(jī)位置，鉆頭垂直于樁位中線點(diǎn)。為保證樁基主軸傾斜度控制在1%以內(nèi)，施工人員需借助經(jīng)緯儀確定層向軌垂直于攪拌軸，并調(diào)平底盤。第三，鉆進(jìn)。施工人員啟動(dòng)鉆機(jī)，直至設(shè)計(jì)深度，同時(shí)啟動(dòng)噴漿泵，將水泥噴入軟土地基中，使水泥與軟土地基中的土壤充分?jǐn)嚢枞诤稀Ａ硗猓跀嚢柽^(guò)程中，施工人員要觀察、記錄讀數(shù)表的變化情況。第四，重復(fù)攪拌與提升。該過(guò)程中主要采用二噴四攪工藝，當(dāng)重復(fù)攪拌提升到樁體頂部時(shí)，施工人員應(yīng)關(guān)閉噴漿泵和攪拌樁機(jī)，然后將樁基移到下一個(gè)樁位重復(fù)上述工藝流程。

3.5 表層處理技術(shù)

表層處理技術(shù)是通過(guò)材料添加或排水等手段提高路面強(qiáng)度，多用于地表軟弱情況。目前，市政道路施工軟土加固中常用的表層處理技術(shù)有墊砂法、排水法等。排水法主要用于含水量較高，但土質(zhì)較好的軟土地基；而墊砂法主要用于含水量高、且土層結(jié)構(gòu)較薄的軟土地基。第一，排水法。施工人員通過(guò)開溝挖槽降低軟土地基中的含水量，進(jìn)而達(dá)到排水的目的，同時(shí)添加高透水性材料，如碎石。挖溝時(shí)，施工人員需結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)地形，保證緊密貼合，并關(guān)注填土沉降變化情況。溝槽寬度一般在0.5m 左右，深度在0.5～1m 之間。另外，若軟土地基中含有大量的填充土或淤泥，可采用塑料板排水法，如波浪形排水塑料板、口琴形塑料排水板，以在短時(shí)間內(nèi)完成軟基加固。第二，墊砂法。市政道路工程中采用墊砂法處理軟土地基時(shí)，需先設(shè)置樣板，并保證自卸汽車能夠與推土機(jī)同步作業(yè)，這是保證攤鋪?zhàn)鳂I(yè)一致的關(guān)鍵。施工中，若采用粉末材料作為填料，需要處理好墊砂端部，以防覆蓋填料，導(dǎo)致排水問(wèn)題。

3.6 水泥粉煤灰碎石樁技術(shù)

水泥粉煤灰碎石樁技術(shù)不僅操作簡(jiǎn)單，且整體效果好，已廣泛應(yīng)用于市政道路施工中。水泥粉煤灰碎石樁技術(shù)的原理是：將水泥、石屑、粉煤灰等材料均勻混合，加水稀釋、攪拌，然后制作成粘結(jié)強(qiáng)度較高的樁體，適當(dāng)摻混在軟土地基中，使其形成復(fù)合墊層，進(jìn)而提高市政道路路基的承載力與穩(wěn)定性。另外，通過(guò)調(diào)整水泥產(chǎn)量，可使樁體強(qiáng)度等級(jí)在C5～C20 間變化。水泥粉煤灰碎石樁技術(shù)是在碎石樁的技術(shù)上發(fā)展而來(lái)，其具有碎石樁和水泥攪拌樁的優(yōu)點(diǎn)。施工中，若采用水泥粉煤灰碎石樁技術(shù)，必須注意以下兩點(diǎn)：一是冬季施工時(shí)，混合料入孔的溫度必須大于5℃，并對(duì)樁頭與樁間土進(jìn)行保溫處理。二是施工垂度偏差控制在1%以內(nèi)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，軟土地基作為市政道路工程施工中比較常見的不良地質(zhì)，對(duì)市政道路工程質(zhì)量影響很大。因此，施工單位必須做好軟土地基處理工作，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)情況，科學(xué)選擇軟土地基加固技術(shù)，以有效提高軟土地基的承載力與穩(wěn)定性，進(jìn)而保證市政道路工程質(zhì)量。