芻議道路施工中的軟基加固施工技術(shù)

張 永 勝

(山西機(jī)械化建設(shè)集團(tuán)公司，山西 太原 030009)

芻議道路施工中的軟基加固施工技術(shù)

張 永 勝

(山西機(jī)械化建設(shè)集團(tuán)公司，山西 太原 030009)

對(duì)軟土地基所具有的孔隙比大、流變比突出、抗剪力弱等特性進(jìn)行了概述，詳細(xì)分析了軟土地基的表層及深層加固技術(shù)，并結(jié)合工程實(shí)例，探討了道路施工中軟基加固的施工技術(shù)要點(diǎn)，以供參考。

道路，施工，軟土地基，加固技術(shù)

0 引言

我國(guó)土地遼闊，地大物博，各個(gè)地區(qū)的地質(zhì)條件各不相同。在我國(guó)的一些沿海地區(qū)或是湖河沉積的地區(qū)，往往存在很多軟土地基，在這類(lèi)地區(qū)進(jìn)行道路工程的施工時(shí)，若是處理不當(dāng)很容易導(dǎo)致工程項(xiàng)目的穩(wěn)定性不符合標(biāo)準(zhǔn)，甚至出現(xiàn)沉降事故。所以，在這類(lèi)道路工程施工過(guò)程中，施工單位需要采用一定的加固技術(shù)對(duì)地基進(jìn)行加固處理。

1 軟土地基概述

1)孔隙比大，含水量較高。軟土地基中的孔隙比相對(duì)較大，存在著較多的天然水，這是軟土地基非常明顯的特點(diǎn)。其中孔隙比大的原因就是因?yàn)榈鼗械暮枯^高。軟土地基的主要成分多為粘土和粉土粒，表面上有負(fù)電荷，會(huì)吸附空氣中游離的水分子，進(jìn)而提升軟土地基中的含水量。含水量大了，土粒之間的粘結(jié)度就會(huì)下降，從而孔隙比就會(huì)上升。

2)流變比突出。軟土地基在受到外力和重力的作用時(shí)，會(huì)隨著時(shí)間的變化產(chǎn)生變形，若是施工期間沒(méi)能進(jìn)行加固處理，那么道路竣工后在使用過(guò)程中很可能會(huì)因?yàn)檐浲涟l(fā)生流動(dòng)而坍塌。

3)壓縮性系數(shù)較高，抗剪能力弱。軟土地基的強(qiáng)度很低，主要是因?yàn)檐浲恋鼗目紫侗缺容^大，含水量比較高，進(jìn)而承載能力就會(huì)相對(duì)下降。所以，在道路施工過(guò)程中應(yīng)該盡量進(jìn)行軟土地基加固，避免出現(xiàn)塌陷事故。

2 軟土地基的加固技術(shù)

2.1 表層加固技術(shù)

1)換填技術(shù)。

施工過(guò)程中，施工單位可以將軟土地基的表層軟土挖出，將一些強(qiáng)度較高、價(jià)格較低、壓縮性較小、資源豐富而且沒(méi)有腐蝕效果的穩(wěn)定性材料填充到挖開(kāi)的位置上，例如：碎石、石渣、灰土等材料。材料填充好以后，要分層夯實(shí)，保證換好的土層能夠承受一定的承載力。采用這種方法可以在一定的程度上增強(qiáng)地基的承載力，減少地面的下沉量，防止出現(xiàn)過(guò)大的熱脹冷縮變化。該技術(shù)比較常用在淤泥土地中，或是暗塘這類(lèi)淺層的地基中。

2)土工編織物技術(shù)。

所謂的土工編織物，就是通過(guò)聚合物加工制成的平面編織物。該技術(shù)施工比較方便，重量較輕，整體性效果好，在實(shí)際應(yīng)用中呈現(xiàn)出很好的耐腐蝕性，抗拉強(qiáng)度也能得到一定的增強(qiáng)，并有效制約微生物的侵蝕。還有一種比較相似的方法是采用土格柵欄，這種材料具備很特殊的功效。采用土工編織物技術(shù)可以有效改善軟土地基的表層結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)排水能力，起到反濾隔離的作用。

3)加入添加劑。

向軟土地基中加入添加劑的技術(shù)通常被應(yīng)用在表層土是粘土的軟土地基中，加入添加劑以后，能夠有效改善地基的強(qiáng)度，并在一定程度上提升壓縮性，保證地基的穩(wěn)定程度。通常情況下，制作添加劑都是將熟石灰及生石灰和一定量的水泥混合到一起，攪拌混合以后，與現(xiàn)有的土壤共同作用。這種加固技術(shù)可以在一定程度上降低含水量，改變粘土的成分，有效提升穩(wěn)定性。

4)排水法。

采用排水法加固通常都是用在軟土地基土質(zhì)相對(duì)較好的工程項(xiàng)目中，這類(lèi)地基的土質(zhì)較好，只是含水量比較高。使用時(shí)通常是在填土之前，挖開(kāi)槽溝以后，先將地表水排掉，降低地基中的含水量，進(jìn)而有效保證機(jī)械施工可以正常運(yùn)行?；靥顣r(shí)盡量用一些透水性比較好的砂礫或是碎石回填，令溝槽具備盲溝的使用效果。

5)砂墊層技術(shù)。

可能有些地基存在著大量的水，但是表現(xiàn)出的土層卻很薄，處理這種地基可以在地基上面添上一層砂墊層，厚度控制在0.5 m～1.2 m。砂墊層可以幫助排水，團(tuán)結(jié)軟土層，降低下方填土層的水位，進(jìn)而保證施工期間能夠正常通行工程用機(jī)械設(shè)備。

2.2 深層加固技術(shù)

1)強(qiáng)夯技術(shù)。

早前，強(qiáng)夯技術(shù)是由法國(guó)研究而來(lái)，通常是通過(guò)8 t～30 t的重錘在地基上方8 m～20 m的位置落下，壓實(shí)地基。這種加固技術(shù)施工簡(jiǎn)單，效果明顯，經(jīng)濟(jì)效益高，但是會(huì)產(chǎn)生比較大的噪聲和震動(dòng)，不適合應(yīng)用在城市這類(lèi)人口密集的地區(qū)。采用強(qiáng)夯技術(shù)加固處理的地基可以將承載能力提升到原來(lái)的5倍，有效深度最深可以達(dá)到10 m以上。強(qiáng)夯技術(shù)可以應(yīng)用到多種土壤類(lèi)型中，但是并不適用在高飽和的粘土中。

2)預(yù)壓技術(shù)。

預(yù)壓法也可以叫做排水固結(jié)法，通常應(yīng)用在粘土地基中，建設(shè)高速公路項(xiàng)目時(shí)。這種加固技術(shù)的成本相對(duì)較低，效果相對(duì)較好。應(yīng)用過(guò)程中，是通過(guò)地基本身存在的透水性或是建筑中存在的排水體，通過(guò)地表上加載的重力擠壓出地基空隙中的水分，進(jìn)而提升地基的強(qiáng)度和土壤的結(jié)構(gòu)密度。該技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中也存在著一定的缺陷，會(huì)延長(zhǎng)工期，而且需要計(jì)算填土的具體速度，避免出現(xiàn)沉降問(wèn)題。

3)復(fù)合技術(shù)。

復(fù)合加固技術(shù)是通過(guò)向天然土壤中加入增強(qiáng)樁，進(jìn)而改善應(yīng)力結(jié)構(gòu)，保證樁體能夠承受比較大的重載，一般情況下，比較常用的復(fù)合技術(shù)包括以下幾種：

a.混凝土攪拌樁。這種方法是采用水泥固化劑，通過(guò)專(zhuān)用的攪拌設(shè)備一邊鉆探一邊噴射泥漿，并在攪拌過(guò)程中令水泥和土壤良好的結(jié)合到一起。攪拌結(jié)束以后，原來(lái)的土壤結(jié)構(gòu)被改變成整體性的水泥樁。該技術(shù)的穩(wěn)定性比較好，施工過(guò)程中不會(huì)造成環(huán)境污染、噪聲污染和震動(dòng)，同時(shí)能夠有效降低工期和造價(jià)。

b.固土樁。固土樁也可以叫做粉噴樁。是通過(guò)專(zhuān)用的噴粉鉆機(jī)將粉體固化劑噴到軟土地基中，充分?jǐn)嚢瑁l(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，最后形成強(qiáng)度較高的樁體。該技術(shù)通常被用在城市道路、橋梁的建設(shè)中。

c.高壓旋噴技術(shù)。該技術(shù)采用鉆機(jī)將配置好的漿液噴到土壤中去，并通過(guò)高壓技術(shù)將土壤切割開(kāi)來(lái)，充分?jǐn)嚢柙谝黄穑阢@機(jī)提升的過(guò)程中形成圓形的樁體。該技術(shù)在使用過(guò)程中占地面積小，噪聲很低，但是需要較高的成本，而且會(huì)造成一定的環(huán)境污染。

d.石灰樁。石灰樁的使用是采用石灰和土壤之間的化學(xué)變化，進(jìn)而達(dá)成加固軟土地基的目標(biāo)。石灰樁技術(shù)的應(yīng)用是通過(guò)機(jī)械施工的方法鉆進(jìn)到地基中噴灑空氣，松動(dòng)土壤，達(dá)到想要的標(biāo)準(zhǔn)以后，反轉(zhuǎn)鉆頭并提升，將生石灰噴入進(jìn)去。整個(gè)過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)了石灰和土壤的充分接觸，最后形成一個(gè)整體。該技術(shù)在應(yīng)用時(shí)可以深入到20 m。

e.散體樁法。散體樁也可以叫做碎石樁，采用高壓水向土壤中沖擊，形成孔洞，隨后將碎石添加到?jīng)_擊而成的孔洞中，進(jìn)行震動(dòng)并攪拌，令碎石和土壤充分的結(jié)合到一起。

3 工程實(shí)例介紹

某道路工程在施工過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)地基是8 m～18 m深的粉質(zhì)粘土，目標(biāo)是填到最高高度為6 m的路堤。在該工程的施工過(guò)程中，采用的加固技術(shù)是通過(guò)現(xiàn)澆混凝土管樁技術(shù)加工，樁長(zhǎng)可以設(shè)計(jì)成6 m～11.8 m之間，直徑定為1 000 mm，管壁厚度設(shè)計(jì)成120 mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)定為C20，坍落度規(guī)定為5 cm～8 cm之間，各個(gè)樁之間的距離要保證在3 m，縱向之間的距離要保證在3.5 m，每個(gè)單樁的承載力要保證在700 kN以上。

樁基檢測(cè)工作:首先，在施工現(xiàn)場(chǎng)挖開(kāi)地基，檢查樁身外觀沒(méi)有問(wèn)題，通常是在樁基施工兩周后進(jìn)行檢查，數(shù)量不能少于3根。其次，進(jìn)行低應(yīng)變檢測(cè)，可以采用反射波法，檢測(cè)樁身的完整性，數(shù)量必須在整體數(shù)量的1/4以上，檢測(cè)結(jié)果是滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的。最后，進(jìn)行靜載荷測(cè)試，檢測(cè)3根樁基的單樁承載力，保證在設(shè)計(jì)要求中的700 kN以上，證明符合設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)語(yǔ)

在道路施工過(guò)程中，會(huì)涉及到多個(gè)領(lǐng)域多個(gè)專(zhuān)業(yè)的內(nèi)容，施工現(xiàn)場(chǎng)中的地質(zhì)地形條件，氣候條件都會(huì)影響到施工質(zhì)量。針對(duì)軟土地基來(lái)說(shuō)，施工單位必須在施工過(guò)程中采用合適的加固技術(shù)對(duì)軟土地基進(jìn)行加固處理，提升地基的承載力，保證軟體地基的強(qiáng)度，進(jìn)而保證道路工程的施工質(zhì)量。

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Discussion on soft foundation reinforcement technology in road construction

ZHANG Yong-sheng

(ShanxiMechanizationConstructionGroupCorporation,Taiyuan030009,China)

The paper introduces soft foundation features including big core distance, obvious flowing ratio and weak shearing resistance, analyzes soft foundation surface and depth reinforcement technology, and explores soft foundation reinforcement technology points by combining with engineering examples, with a view to provide some guidance.

road, construction, soft foundation, reinforcement technology

1009-6825(2014)34-0146-03

2014-09-24

張永勝(1970- )，男，工程師

U416.1

A