市政道路施工中的軟基處理技術(shù)淺析

趙東海（中國水利水電第四工程局有限公司，青海　西寧　810000）

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市政道路施工中的軟基處理技術(shù)淺析

趙東海
（中國水利水電第四工程局有限公司，青海西寧810000）

摘要：在市政道路施工中，對于道路地基要求不高，實(shí)際的道路通車中將會出現(xiàn)很多地基坍塌的情況，為交通帶來阻礙。因此，對道路中軟土地基的處理，在市政道路施工發(fā)展中具有重大的意義。本文對市政道路施工中的軟土地基所帶來的危害進(jìn)行分析，并研究軟基處理方法，促進(jìn)道路發(fā)揮其作用。

關(guān)鍵詞：市政道路；施工；軟基處理；技術(shù)；分析

0. 前言

在市政道路交通中，軟土地基是最為常見的問題，道路中的軟土地基比較容易出現(xiàn)沉降、硬化以及侵蝕等問題。為了促進(jìn)道路交通發(fā)展，需要采用開挖換填法、荷載壓重法、表層處理法等對軟土地基進(jìn)行處理，并對軟土地基進(jìn)行加固。常見的地基加固方式有粉噴樁加固、豎向排水固結(jié)、土木合成材料加固、動(dòng)力加固以及攪拌樁加固等。

1. 市政道路施工中的軟土地基特點(diǎn)

在進(jìn)行軟土地基施工時(shí)，首先需要對軟土地基的土質(zhì)特點(diǎn)進(jìn)行分析。一般情況下，該種地基類型的含水量比較大，土壤透水性差，土壤自身涵養(yǎng)水分的效果比較明顯，但是其含水量的變化幅度不大，使得地基整體質(zhì)軟。在地基上進(jìn)行施工時(shí)，將會造成地基發(fā)生形變，抗剪強(qiáng)度低，因?yàn)樽陨砗勘容^大，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，尤其是抗剪切力的強(qiáng)度不足，通常情況下抗剪強(qiáng)度都在30kN/ m3以下，并且導(dǎo)致其對于路面的壓力承受比較小。造成這樣的原因主要是軟土地基的基本成分為腐殖物質(zhì)。這種類型的物質(zhì)耗水量加高，最低在34%，并且其土質(zhì)的飽和程度大，在96%以上，隙比維持在1～1.9之間。壓縮比高，這種土壤在外力的作用下壓縮幅度都0.5MPa～1MPa以上。由于軟土地基的幾種特性，對于市政工程等關(guān)系到公共安全的工程的影響是顛覆性的。

對軟土地基進(jìn)行以上的物理分析之后，發(fā)現(xiàn)其對市政道路具有較為明顯影響。在對其進(jìn)行處理環(huán)節(jié)中，需要施工技術(shù)人員對土質(zhì)進(jìn)行調(diào)查，對其可能引發(fā)的結(jié)果進(jìn)行預(yù)測。對含水量高的土質(zhì)進(jìn)行重點(diǎn)處理，避免由于地基處理不善而造成施工困難。

2. 市政道路軟土地基影響以及施工要求

2.1市政道路軟土地基影響因素

由于軟土地基與其他類型的地基相比存在著較大的差別，軟土地基的物理性質(zhì)特殊性決定其表面附著物的重量。在市政道路中，軟土地基比較容易出現(xiàn)沉降問題，地基沉降對于建筑物以及道路交通來說都是比較嚴(yán)重的問題，一方面帶來經(jīng)濟(jì)損失，另一方面還有可能產(chǎn)生人身安全問題。軟土本質(zhì)強(qiáng)度差，再經(jīng)過市政道路上汽車的碾壓，其地基穩(wěn)定性下降，進(jìn)而出現(xiàn)沉降。

地基土層硬化是市政道路施工中另外一個(gè)嚴(yán)重的問題，造成地基硬化的最為主要的原因就是地基處理時(shí)所用的材料不能進(jìn)行合理配比，在地基土層上出現(xiàn)硬化問題。在地基外力的作用下其地質(zhì)結(jié)構(gòu)被改變；在實(shí)際的市政道路施工中，施工單位將砂石、水泥等摻入地基中，在原本比較軟的基地中，經(jīng)過雨水的沖刷，施工材料被雨水帶走，使得路基的緊密性降低。這種情況在實(shí)際的地基處理中比較常見。

2.2市政道路軟土地基施工要求

第一，地基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。軟土地基作為市政工程中承受外力和自身重力的主要著力點(diǎn)，其自身的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性要求比較高，為市政工程提供一個(gè)穩(wěn)定的外力環(huán)境，首先需要地基自身的結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定。當(dāng)市政道路工程受到的外力和自身的重力時(shí)，能夠順利傳遞到地面，在具有穩(wěn)定的地基結(jié)構(gòu)時(shí)，能夠保證市政工程有較為合理的剪切力結(jié)構(gòu)。

第二，地基強(qiáng)度方面。地基的強(qiáng)度是市政道路工程抵抗外力的重要參數(shù)，只有地基保持較高的強(qiáng)度，在面對地震、強(qiáng)風(fēng)等惡劣自然環(huán)境的時(shí)候，市政工程能夠通過地基將所受外力轉(zhuǎn)移到地面，從而保證市政工程較高的穩(wěn)定性。

第三，水穩(wěn)定性方面。因?yàn)闇\層地下水的埋藏深度較淺，土壤中大量水分的存在會對地基造成嚴(yán)重地侵蝕，尤其是在軟土地基區(qū)域，水分的侵蝕會破壞其結(jié)構(gòu)。所以在市政工程的地基施工中，基于地基水穩(wěn)定性是必須考慮的問題。

3. 市政道路施工軟土地基處理技術(shù)分析

3.1基坑挖土施工

在軟土環(huán)境下，進(jìn)行市政工程地基施工，第一環(huán)節(jié)就是基坑開挖。在此環(huán)節(jié)中，需要注意對軟土層的保護(hù)。這是因?yàn)檐浲恋鼗旧淼慕Y(jié)構(gòu)強(qiáng)度不大，土壤的流動(dòng)性較強(qiáng)，所以在基坑開挖過程中要注意減少對軟土持力層的破壞?；油恋匚灰茩z測也依然重要，同時(shí)在施工過程中要對基坑周圍土體位移量進(jìn)行檢測，一旦超過警戒數(shù)值應(yīng)該采取支撐、支護(hù)等技術(shù)手段進(jìn)行加固，以防止出現(xiàn)土體塌方的現(xiàn)象。在施工過程中，已經(jīng)挖好的基坑和基層，在靜置過程中應(yīng)該保持高頻率的檢測，檢測人員應(yīng)該對基槽、基坑的形變量、相對位移量進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測。

對軟質(zhì)地基進(jìn)行處理，最為主要的方式就是墊層的應(yīng)用。該種方法是解決軟質(zhì)地基的主要技術(shù)手段。市政道路工程對地基有較高的穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求，當(dāng)市政工程在軟質(zhì)土壤環(huán)境下進(jìn)行地基施工時(shí)，一般會采用效果較為明顯的墊層施工方式，該種方式能夠?qū)Ρ容^軟的土壤進(jìn)行人為更換，基礎(chǔ)土層經(jīng)過更換以后，地基小環(huán)境等到極大的改善，地基底層的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有極大地提升，能夠?qū)崿F(xiàn)市政工程對地基的絕大部分要求。

3.2荷載壓重法

荷載壓重法在實(shí)際的軟土地基處理環(huán)節(jié)中，主要利用荷載加速原理，對路基進(jìn)行加固，這樣的方式能夠?qū)浲谅坊两档膯栴}進(jìn)行解決，并且通過將沉降路基的力學(xué)性質(zhì)改變，來對路基進(jìn)行處理。荷載壓重的方法主要分為兩種形式，第一種為超載壓重法，第二種預(yù)壓法。其中超載壓重法是指路基建設(shè)在超過了荷載設(shè)計(jì)時(shí)，進(jìn)行超載壓重法進(jìn)行軟土路基處理。對軟土路基進(jìn)行預(yù)先加載，消除荷載修筑上層構(gòu)造物的沉降現(xiàn)象。但是該種方式在實(shí)際實(shí)施時(shí)需要注意很多問題，首先需要對軟土地基的性能分析，當(dāng)軟土地基的透水性能、壓縮性能比較好時(shí)，可以采用荷載加重方式。但是在軟土厚度比較大的情況下將不適合采用該種方式進(jìn)行軟土地基處理。

3.3表層處理法

軟土地基由于土質(zhì)等原因，其地表比較軟，在這樣的條件下難以實(shí)現(xiàn)路面施工，因此需要對其進(jìn)行表層處理。在表層處理中主要是利用路面穩(wěn)固原理，對其表面進(jìn)行排水、敷設(shè)等，如果有條件還可以進(jìn)行穩(wěn)定材料的添加。以上措施都能夠?qū)④浲恋鼗牡乇韽?qiáng)度增加，能夠有效緩解局部剪切出現(xiàn)變形。采用表層處理方式中需要注意以下問題：第一，當(dāng)?shù)缆分型临|(zhì)比較好時(shí)，但是其土基中含水量比較大時(shí)，采用該種方式時(shí)，需要在地面上進(jìn)行溝槽挖掘，將軟土地表中的水排除。這樣能夠保障市政道路施工的機(jī)械能夠順利進(jìn)行工作，該溝槽能夠作為盲溝，降低地表含水量，在溝槽填土環(huán)節(jié)中，需要選擇透水性比較好的砂礫或者粒徑比較大的碎石。第二，在地基上部分含有大量的水時(shí)，并且其軟土層比較薄時(shí)，需要選擇砂墊層法。該種方式能夠?qū)⒉环€(wěn)定的軟土層穩(wěn)固，同時(shí)能夠排水。

4. 市政道路施工軟土地基加固技術(shù)

4.1粉噴樁加固

對軟土地基進(jìn)行粉噴樁加固時(shí)，需要按照以下模式進(jìn)行施工。第一，現(xiàn)場情況調(diào)查。施工人員需要對現(xiàn)場中的土質(zhì)情況進(jìn)行調(diào)查，并根據(jù)實(shí)際的路面情況準(zhǔn)備施工材料。當(dāng)施工材料準(zhǔn)備完畢后，制定粉噴樁設(shè)計(jì)樁位圖。第二，場地平整。當(dāng)施工場地不夠平整時(shí)，在實(shí)際的施工中將難以實(shí)現(xiàn)樁加固。同時(shí)施工機(jī)械難以進(jìn)行操作，因此需要對不符合要求的路面條件進(jìn)行處理。第三，當(dāng)機(jī)械設(shè)備準(zhǔn)備完畢之后，需要在設(shè)定好的配比下完成施工現(xiàn)場參數(shù)設(shè)計(jì)，并制定粉噴樁工藝流程。一般情況下，在不了解該種固定方式的效果下，可以選擇5根樁進(jìn)行試驗(yàn)，確定樁的鉆進(jìn)速度、攪拌速度、噴氣壓力等。

4.2動(dòng)力加固技術(shù)

動(dòng)力加固技術(shù)在實(shí)際軟土地基施工中比較常見，最為主要的原因是其施工方式比較簡單，并且施工效果比較顯著。該種技術(shù)也被稱為強(qiáng)夯技術(shù)，在實(shí)際施工中，主要通過8t～30t的重錘在離地面20m左右處進(jìn)行重錘的自由落體，當(dāng)重錘直接鑿擊道路表面時(shí)，由于重力以及重力加速度的原因，對地面造成一個(gè)重力沖擊，軟土地基在這樣的重力打擊下能夠得到基層夯實(shí)。以這樣夯實(shí)路面的方式與其他的地基加固技術(shù)相比，成本低很多，并且在實(shí)際應(yīng)用最為廣泛。在動(dòng)力加固模式下，地基表面的承載力提升了1～5倍，在原有的軟土地基高度基礎(chǔ)上，其被加固了5m～10m。但是該種動(dòng)力加固的模式并不是能夠應(yīng)用到所有類型的地基中，例如在黏土飽和度比較高時(shí)將難以適用。

4.3土木合成材料加固

土木合成材料在實(shí)際的應(yīng)用中，要求比較高。但是該種加固方式卻能夠有效提升軟土地基的穩(wěn)固性。在正式進(jìn)行施工之前，需要施工技術(shù)人員對施工現(xiàn)場中的地質(zhì)條件進(jìn)行分析，并制定土質(zhì)情況報(bào)告，對地質(zhì)信息進(jìn)行更加科學(xué)的分析。然后根據(jù)土質(zhì)報(bào)告選擇合理的施工加固方法。土木合成材料中，其加固技術(shù)中所需要的設(shè)備就是振動(dòng)設(shè)備，該種設(shè)備需要在軟土地基中以振動(dòng)的方式，在統(tǒng)一頻率下，針對振動(dòng)頻率添加比較合理的土木合成材料。在這些合成材料的添加上需要注意材料的安全性，當(dāng)材料中化學(xué)成分比較多，將會造成土質(zhì)污染，土木合成材料的加入就是通過與軟土地基的融合，提升軟土地基的穩(wěn)定性，從而實(shí)現(xiàn)地基加固。

4.4混凝土管樁加固

混凝土管樁加固模式是市政道路軟土地基加固中比較常用的方式，該種方式在實(shí)際的施工中比較特殊。該技術(shù)是在振動(dòng)管樁以及防滲墻的基礎(chǔ)上，將二者施工的優(yōu)勢相互結(jié)合，有效地拓寬了施工使用范圍。該種技術(shù)的實(shí)質(zhì)就是在軟土地基上，直接進(jìn)行混凝土澆筑。該種施工方式對混凝土澆筑樁的尺寸與強(qiáng)度都有較大的要求，一般情況下，其管樁直徑需要保持在1.5m，并且其深入到軟土中的長度需要在2m以上，在這樣的要求下才能夠?qū)浲恋鼗M(jìn)行加固。

4.5防基坑突涌技術(shù)

地下水的影響在很多道路軟土地基挖掘過程中，產(chǎn)生的影響比較大。為了避免地下水的影響，需要對承壓水頭進(jìn)行分析。在道路軟土地基開挖時(shí)，如果地下水處理不當(dāng)，將會發(fā)生基坑底突涌的現(xiàn)象。那么在實(shí)際施工中如何避免道路基坑底突涌現(xiàn)象出現(xiàn)，需要采取以下方式：

第一，施工人員朝基坑底注入水，對承壓水的頂脫力進(jìn)行平衡，然后設(shè)置標(biāo)高，并進(jìn)行封底混凝土澆筑。該種方式就是水中開挖、水中封底。

第二，緩解承壓水的壓力，在隔滲帷幕下進(jìn)行。采用連續(xù)墻的形式，在地基底部形成止水帷幕。

第三，以施噴的方式能夠有效提升土體的抗剪強(qiáng)度。對基坑不透水層的混凝土澆筑，進(jìn)行注漿或者施噴，需要增強(qiáng)基坑底部土體的強(qiáng)度。

4.6軟土地基攪拌樁加固

攪拌樁的輔助支護(hù)方式比較適用，當(dāng)土質(zhì)比較松軟時(shí)。為了實(shí)現(xiàn)某一項(xiàng)功能，必要的情況下，還需要對地基中質(zhì)地比較軟的土進(jìn)行土質(zhì)改造，如果土體不符合地基支護(hù)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，就需要提升土質(zhì)硬度。而采用的水泥土攪拌樁，在專用的機(jī)械鉆孔設(shè)備上安裝導(dǎo)管，找準(zhǔn)地基位置，對土基鉆孔。為了穩(wěn)固地基，需要在地基鉆孔深處，加入土質(zhì)固化劑。通過在鉆孔處加入水泥固化劑，在強(qiáng)硬攪拌的方式下，有效地將土質(zhì)改變，對原本松軟的土體進(jìn)行重新塑造，地基土體的穩(wěn)定性提升。

加入固化劑的方式能夠有效地提升土質(zhì)硬度，在實(shí)際的軟土地基處理中效果比較顯著提升軟基的固化效果，還需要適量地增加一些減水劑等化學(xué)劑。被改良的軟土地基，其土體發(fā)生了重大的改變，一方面具備一定的施工性，另一方面也有了較強(qiáng)的抗?jié)B性。同時(shí)在道路施工中，其地基的施工承載力也大幅度提升，在逐漸改良以及演化中，從最初的軟地基逐漸形成了一種復(fù)合型的地基。該種復(fù)合型地基能夠應(yīng)用于不同種建筑施工中。在這種類型地基支護(hù)中，水泥攪拌樁是關(guān)鍵。

結(jié)語

綜上所述，軟土地基是市政道路施工中比較重要的問題，軟土地基的處理不善將會為市政施工帶來嚴(yán)重的影響，如出現(xiàn)地基沉降、地基土層硬化等問題。為了促進(jìn)城市道路建設(shè)，需要在實(shí)際的市政施工中對軟土地基進(jìn)行有效處理。

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