市政工程施工中的軟基加固技術(shù)分析

蔡琨

煙臺立豐市政工程有限公司 山東 煙臺 264000

引言

根據(jù)市政工程中軟基地質(zhì)的實際情況，要選用合適的工藝是十分必要的。在工程實踐中，由于軟黏土的存在，導致基礎(chǔ)塌方和沉陷量較大。由于不受控制的因素的作用，軟基地區(qū)往往會造成工程質(zhì)量問題，使施工目的難以達到。為了改善地基的性能，降低因地基而造成的質(zhì)量問題，對市政工程的安全運行具有重要意義。市政工程往往因建設項目質(zhì)量問題而未能實現(xiàn)建設目的。所以要將軟基加固技術(shù)作為市政工程的重要組成部分。

1 市政工程軟基加固闡述

1.1 工程中軟基形成原因

在城市建設中，軟基產(chǎn)生與多種影響因子有很大關(guān)系。首先是天然條件，而軟基產(chǎn)生與天然條件有很大關(guān)系。根據(jù)當?shù)氐臍夂颉庀蟆⑺牡纫蛩兀浕馏w的品質(zhì)也有很大差別。在暴雨天氣和復雜的水文地質(zhì)環(huán)境下，容易出現(xiàn)軟基，尤其是在日間變化強烈的區(qū)域，軟基會引起熱脹縮。為此，在工程施工中，建筑單位要加強地基的防水，并實時監(jiān)控當?shù)氐慕邓疇顩r，選用可延伸的建筑材料，以降低其對基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的負面作用。另外是人為原因的影響。在工程軟基中，除了自然條件之外，還存在著人為的影響[1]。其表現(xiàn)為工程技術(shù)工人職業(yè)素養(yǎng)的影響。由于工程技術(shù)的落后，使得工程人員缺乏對水泥攪拌和基礎(chǔ)的專業(yè)知識，不能根據(jù)需要對樣板進行準確的成型。雖然短期可以達到一定的承載量，但在長期的使用中，會使基礎(chǔ)產(chǎn)生凹陷、開裂等現(xiàn)象，影響到施工的效果。

1.2 軟土地基特性

軟土地基以泥沙及其他構(gòu)造物為主，以泥沙及泥沙為主。土體構(gòu)造特征是流動和高穩(wěn)定性。就總體而言，軟土地基特性表現(xiàn)如下。一是土體高流動率。由于受長時間荷載作用，導致了松軟基礎(chǔ)的剪切構(gòu)造發(fā)生改變，地基發(fā)生失穩(wěn)或破壞。二是土壤水分含量高、土壤水分含量高。地基的構(gòu)造對地基進行有效的排水和滲透性不好。三是沒有足夠的力量。疏松地基剪切力的破壞非常大，而且會受到外界和其他的因素的作用。土體很容易發(fā)生失穩(wěn)，在壓力作用下會發(fā)生形變。因此，在對地基進行加固時，必須遵守下列基本準則。首先，考慮到低濕度的軟基，為了防止下雨天施工，必須做好基礎(chǔ)的排水工作。其次要提高基礎(chǔ)的動態(tài)特性，防止由于軟黏土的不均勻性而引起的沉降，從而對周邊房屋的安全造成不利的后果[2]。同時，還可以改善地基強度和持久性，按照現(xiàn)場情況進行相應的工藝布置，并能對開挖、加固處理、排水進行預防和防治。

2 市政工程施工中軟基加固技術(shù)應用的意義

本文從軟基加固的基礎(chǔ)上，探討了軟基加固技術(shù)的應用。第一，要確保施工的安全性，軟基本身的承載性很低，在施工中若不及時采取措施，必然會導致路面塌陷、裂縫等相關(guān)的安全隱患。這不但會造成施工的質(zhì)量無法達到預期的效果，而且會對人們的日常出行造成一定的阻礙，從而提高交通意外的發(fā)生率。第二，節(jié)省開支。城市基礎(chǔ)設施具有很強的運輸能力，因此，在相應的施工中，要花費大量的人力物力，而一旦軟基承載力不足，則會導致后期的維修費用高昂。為此，建筑單位要重視對軟基的適當運用，以增強基礎(chǔ)的強度，延長其使用年限，減少其以后的維修費用。第三，要有效地處理滲流問題，由于區(qū)域環(huán)境的原因，尤其是雨天，地基基礎(chǔ)在長時間的浸漬和積水中，會對承載力造成很大的影響，加強軟粘土的加固可以緩解土壤的滲漏，從而達到緩解滲漏的目的。同時，對地基進行加固，可以有效地改善城市的地基，確保工程施工性能和安全性。

3 軟土區(qū)域地基施工常見問題

軟基是城市工程施工的重要組成部分，如果處理不好將會使其預定目的受到影響，軟土區(qū)域地基施工的一般問題可以歸納為：總體強度低，問題發(fā)生速率高。在特定的工程施工中，如果土壤中含有大量軟土，土壤中含有大量的中性水離子，土壤表層有正、負電荷的分布，并且正負電荷的持續(xù)增強。結(jié)果是，在高溫下，水溶性物質(zhì)對大氣環(huán)境下的溶解物質(zhì)對其的吸收能力產(chǎn)生一定的影響，而隨著中性水分的增加，土體黏性也會越來越差，變得越來越堅硬[3]。城市工程施工的規(guī)模和數(shù)量都在增加，例如，城市公路的地基承受能力越來越強，因此引起地基塌陷和沉降發(fā)生率的提高必須引起人們的關(guān)注。

4 市政工程中常用軟基加固技術(shù)

4.1 預應力管樁施工技術(shù)

在實際工程中，預應力管樁施工是一種行之有效的方法，但在實際工程中使用前，需要專業(yè)的勘探者首先要明確軟基的位置和大小，然后仔細地測量，減少累積的錯誤，避免影響到加固和材料消耗。確定好地點后，根據(jù)樁位放置管樁，進行施工。由于軟基地區(qū)的地質(zhì)情況比較惡劣，因此，在工程中，先將一根接一根的地樁插入到地面，然后將三層結(jié)構(gòu)重量傳遞給下層承載力高的地層，而當下層有高承載力的地方，則可以借助樁基與周邊土體之間的摩擦作用，提高其承受能力，而在鉆孔結(jié)束后，必須在周邊布置標記，避免影響其強度。采用預應力鋼管樁法可以有效地進行管樁加固，但由于造價昂貴，而且對管樁的長度和間距有很大限制。

4.2 水泥粉煤灰碎石樁加固技術(shù)

水泥粉煤灰碎石樁加固技術(shù)是一種常用的地基處理技術(shù)，它是以粉煤灰、石屑、黏性碎石等多種形式的混合材料，在混凝土中摻入混凝土或其他物料，經(jīng)水混合后，可以使地基具有良好的穩(wěn)定性和整體性。水泥粉煤灰碎石樁加固技術(shù)具有流動性強和易性好、強度高、經(jīng)濟性好、施工方便等優(yōu)點，可有效地減少對施工影響。在施工中必須進行有針對性的理論和實踐的總結(jié)，根據(jù)具體情況，按照當?shù)氐奶攸c選擇合適的粉煤灰管道的施工堵塞方式，有針對性的質(zhì)量管理應該引起足夠的關(guān)注[4]。樁距通常為3～5m，樁直徑為350～600mm，在2m處合理的加筋可以起到很好的防護作用，150～300mm的床墊結(jié)構(gòu)和30mm以內(nèi)的沙礫（礫石）的最大直徑也要注意。

4.3 強夯法加固技術(shù)

強夯加固技術(shù)是一種常見的軟地基加固技術(shù)，具有造價低，應用范圍廣泛，加固效果好，施工簡單等優(yōu)點。強夯法加固技術(shù)是利用強烈的地面動力作用，將周邊的土體結(jié)構(gòu)徹底摧毀，再將周邊的深部泥土進行大力擠壓，從而產(chǎn)生較大的夯坑。強夯法加固技術(shù)是一種應用于工期短、基礎(chǔ)預壓期較小、地基厚度較小的大型市政工程中的方法。與多層復合法相比，施工難度小，在施工中要綜合分析各種影響因素，確定是否采取強夯技術(shù)進行加固。

4.4 軟基換填加固技術(shù)

軟基換填加固技術(shù)是一種很好的用于市政工程的技術(shù)，目前已被越來越多地用于城市建設中。在實施軟基換填加固技術(shù)時，需要派遣專家進行實地勘察，確定其真實地質(zhì)構(gòu)造層數(shù)，并對其具體厚度及分布進行詳細的剖析，最后編制出一套合理的施工計劃。具體工程要求采取人工開挖和機械開挖相結(jié)合的方法對松軟土壤進行徹底清除，并做好周圍的清潔工作，避免對周圍的環(huán)境造成的影響。應根據(jù)城市建設中對基礎(chǔ)質(zhì)量的要求，對土、沙進行優(yōu)化，以適應更換作業(yè)的需求。軟基充填補強技術(shù)在施工中的運用，包括原材料比例、材料的質(zhì)量檢驗、合理的試件和針對性的實驗，保證軟基充填技術(shù)在實際中的應用和適用性，配合相應的壓實措施，可以提高城市軟基的緊實性，為施工的施工提供更好的依據(jù)。通過對工程實例進行詳細的研究，可以看出，采用軟地基補強法具有較低的原材料購置成本和節(jié)約成本等優(yōu)點，能夠保證工程單位的經(jīng)濟利益。需要指出的是，軟弱地基的改填法工程建設時間比較漫長，周邊交通工作中很容易采用這種技術(shù)。為此，在市政工程中采用軟基換填加固技術(shù)必須根據(jù)實際情況，制定合理的施工計劃，以確保其在實際中的運用。

4.5 排水固結(jié)技術(shù)

排水加固對于提高含水率和不穩(wěn)定松軟地基具有良好的效果。在軟弱地層中采用適當?shù)呐潘夹g(shù)，保證水分能充分流入疏松的地基，從而改善地基的穩(wěn)定和承載能力。就現(xiàn)有的觀點而言，排水地基一般采用沉降預加法、真空預壓法、沙井灌注法等方式來施工。預壓排水技術(shù)主要是利用礦井內(nèi)的水流來減少地層的含水量，提高土體的強度，從而實現(xiàn)預壓的加固。該技術(shù)措施能極大地降低對地基的損傷，確保施工安全。預壓法主要是在隔熱薄膜上鋪上一層沙子，將地面與外界隔離，采用真空設備將室內(nèi)的氣體排出以增加壓力。但目前這一技術(shù)的使用還很有限，因此必須結(jié)合城市的具體情況來進行選型。在沉積物處理中，主要使用相應的機械裝置對其進行擠壓，以改善其較差的土質(zhì)，從而實現(xiàn)較快的固化。結(jié)果表明，采用標準排水技術(shù)可以改造含水量大、流動性強的軟基。

另外，在工程施工中，塑料具有良好的排水性能，在城市建設中，塑料排水板加固技術(shù)有利于增強軟基固結(jié)能力，這種方法在軟基上的應用比較廣泛，將排水管排出土壤中的水分，這樣可以減少土層的沉陷，從而增強地基強度，提高軟基的抗壓能力。

4.6 灌漿加固技術(shù)

采用灌漿技術(shù)，必須在配套的機械基礎(chǔ)上，通過鉆井和灌注預先準備好的固化泥漿，主要是以泥漿為主。對巖體進行注漿，可以將泥漿與軟黏土相結(jié)合，并利用固溶泥漿改變原軟粘土的構(gòu)造，從而達到較好的增強性。在工程實施之前，要對工程進行全方位的現(xiàn)場分析，強化工程質(zhì)量管理，確保泥漿注入的有效性，做好配套設施灌漿后的維護，以真正改善工程綜合效益。

4.7 水泥土攪拌樁加固技術(shù)

水泥土攪拌樁加固技術(shù)需要在深層土壤中進行強力攪動，形成高質(zhì)量的高質(zhì)量基礎(chǔ)。一般情況下，補強的厚度大于5m，干補土厚度小于15m，濕法補強厚度小于20m。用旋轉(zhuǎn)攪拌器將水泥砂漿與周邊軟黏土混合。水泥與軟黏土經(jīng)機械攪拌后，經(jīng)過一定的物理、化學作用，可得到較好的水泥漿。水泥砂漿混合樁基的工程技術(shù)可劃分為：泥漿攪拌法（下文中，簡稱濕法）在自然水分低于30%（土壤水分小于25%）或大于70%時，不宜進行干燥處理。在冬季寒冷的地方，使用水泥漿攪拌器，應進行現(xiàn)場和實驗室測試。對擬采取水泥混合土進行地基的施工，除了按照目前技術(shù)規(guī)程要求進行的土體施工詳細勘察之外，還需確定土壤pH值。

4.8 振沖置換樁加固技術(shù)

振沖置換樁加固技術(shù)是通過振沖機連續(xù)橫向震動、沖擊等方法，在軟基上進行多次橫向震動和沖擊，使其在加固后的土體處產(chǎn)生空洞，然后振填碎塊，從而形成一種碎石與加固復合基礎(chǔ)。通過對砂礫灌注樁進行試驗，發(fā)現(xiàn)其本身的抗壓能力較強，能起到一定程度的排水效果，加快地基的固化。振沖置換樁技術(shù)適合于粘土，也可以用于粉煤灰的治理。當然，也可以用來制作沙地上的石墩。但在這個時候，擠壓比取代更重要。在制樁時，由于振動裝置的橫向振動，使填充物壓入孔壁，使樁身的直徑增大。在這種壓力下，由于土壤的約束作用，樁直徑將不會增大。很明顯，土壤的強度愈低，即對填充物的束縛愈少，則會產(chǎn)生較大的樁身。若土壤的硬度太弱（比如，新填的松軟土壤），導致土壤的約束無法與將填充物壓進孔內(nèi)的作用力相抵消，則無法構(gòu)成樁。在成樁之前，土壤硬度要達到什么程度需要及時確定。

5 結(jié)束語

綜上所述，在市政工程施工中，采用軟基加固技術(shù)進行地基處理，既能改善地質(zhì)狀況，又能延長城市建筑的使用年限。建筑企業(yè)在進行城市基礎(chǔ)設施的建設時，必須針對不同的地質(zhì)條件和施工特征，采取適當?shù)拇胧源_保對軟基進行加固，達到改善工程安全性的目的。