市政道路施工的軟基加固技術(shù)探析

盛永燦++潘立新

[摘 要]近年來，伴隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展以及大力開展城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工作口號的落實，市政道路工程施工建設(shè)正在如火如荼的進(jìn)行著。在許多城市道路的施工建設(shè)中，軟土地區(qū)的施工較為廣泛，如何做好這一區(qū)域的地基加固工作越來越重要，已成為衡量整個道路工程施工質(zhì)量的關(guān)鍵所在。在這種時代背景下，軟土地區(qū)施工加固技術(shù)得到了廣泛的重視，已經(jīng)形成了許多加工新方法、新措施，有必要對軟基加固技術(shù)進(jìn)行研究和分析。

[關(guān)鍵詞]市政道路；軟基加固；技術(shù)

中圖分類號：U416.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）09-0176-01

1 道路軟土地基處理的一般原則

對于軟土地基的處理，要優(yōu)先現(xiàn)有天然材料，如建筑垃、工業(yè)廢料等符合填充標(biāo)準(zhǔn)的材料進(jìn)行地基的加固；有機(jī)含量較多或者帶有腐蝕性的工業(yè)垃圾等不適合用于地基的加固。軟土地基的處理要達(dá)到以下的目的：加固地基，增加其抗剪性和減少下沉；改善軟土的動力性能，防治軟土地基出現(xiàn)震動變形或液化；降低軟土地基的壓縮性，控制沉降在合理范圍內(nèi)；降低地基的滲透性，防治出現(xiàn)滲流造成地基的破壞。

2 市政道路施工的軟基加固技術(shù)

2.1 粉煤灰碎石樁法

粉煤灰碎石樁（CFG）法是由碎石、石屑（或砂）、粉煤灰摻適量水泥加水?dāng)嚢韬笮纬筛唣そY(jié)強(qiáng)度樁，樁與樁間土和褥墊層一起形成的復(fù)合地基。它的主要優(yōu)點在于強(qiáng)度好，有良好的和易性、流動性以及混凝土灌注簡便等，還能節(jié)省水泥及砂的用量，減少了對環(huán)境的污染。值得注意的是：本工藝在施工中出現(xiàn)的最多故障就是在泵送混凝土?xí)r中途堵管，壓力過高時，輸料管會發(fā)生爆裂。

2.2 換填置換法

換填置換法，既是在勘察數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對一定范圍和一定深度范圍內(nèi)的軟土地基進(jìn)行置換，置換的材料一般為強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好的其他物理材料，如砂石、石灰等，以達(dá)到改良地基或者形成雙層地基，起到地基加固或者減小下沉的效果。置換法的軟土地基處理方式，需要有以下幾點需要注意：一是選用的換填材料要根據(jù)施工地實際的情況進(jìn)行選擇，要符合相關(guān)規(guī)定和道路建設(shè)的要求，這樣才可保證軟土地基加固的實施是合理有效的。二是置換過程中，要逐層換填加固，逐層壓實，用機(jī)械碾壓等方法使之達(dá)到建筑要求的壓實度。三是換填的深度和面積要經(jīng)過正確的計算。

2.3 現(xiàn)澆混凝土管樁施工技術(shù)

現(xiàn)澆混凝土管樁技術(shù)作為我國現(xiàn)階段一個重要的施工技術(shù)，結(jié)合了很多施工技術(shù)的優(yōu)點，既有振動沉管樁和預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的優(yōu)點，又有振動沉模壁防滲墻等優(yōu)良的技術(shù)優(yōu)勢?，F(xiàn)澆混凝土管樁技術(shù)的管樁樁身強(qiáng)度相對比較高，樁身直徑可以達(dá)到1.5米左右，有效加固深度甚至可以達(dá)到25米以上。

2.4 水泥攪拌樁加固技術(shù)

水泥土攪拌樁技術(shù)適用于加固飽和軟土地基，它的原理將水泥作為固化劑通過特制的攪拌機(jī)械，在地基深處將軟土和固化劑強(qiáng)制攪拌產(chǎn)生一系列物理、化學(xué)反應(yīng)而形成一定強(qiáng)度的優(yōu)質(zhì)地基來提高承載力和增大變形模量。其具體施工方法有：首先，放好攪拌樁樁位，移動攪拌樁機(jī)到達(dá)指定樁位，對中、調(diào)平（用水準(zhǔn)儀調(diào)平），采用經(jīng)緯儀或吊線錘雙向控制導(dǎo)向架垂直度（垂直度小于1.0%樁長）；其次，在攪拌機(jī)預(yù)攪下沉的同時，后臺拌制水泥漿液，在壓漿前將漿液放入集料斗中。選用普通硅酸水泥拌制漿液，水灰比控制在0.45～0.50之間，按照設(shè)計要求每米深層攪拌樁水泥用量不少于50kg；啟動深層攪拌樁機(jī)轉(zhuǎn)盤，待攪拌頭轉(zhuǎn)速正常后，方可使鉆桿沿導(dǎo)向架邊下沉邊攪拌，下沉速度可通過檔位調(diào)控，工作電流不應(yīng)大于額定值；啟動深層攪拌樁機(jī)轉(zhuǎn)盤，待攪拌頭轉(zhuǎn)速正常后，方可使鉆桿沿導(dǎo)向架邊下沉邊攪拌，下沉速度可通過檔位調(diào)控，工作電流不應(yīng)大于額定值；下沉到達(dá)設(shè)計深度后，開啟灰漿泵，通過管路送漿至攪拌頭出漿口，出漿后啟動攪拌樁機(jī)及拉緊鏈條裝置，按設(shè)計確定的提升速度（0.50～0.80m/min）邊噴漿攪拌邊提升鉆桿，使?jié){液和土體充分拌和；攪拌鉆頭提升至樁頂以上500mm高后，關(guān)閉灰漿泵，重復(fù)攪拌下沉至設(shè)計深度，下沉速度按設(shè)計要求進(jìn)行；下沉到達(dá)設(shè)計深度后，噴漿重復(fù)攪拌提升，一直提升至地面；最后，施工完一根樁后，移動樁機(jī)至下一根樁位，重復(fù)以上步驟進(jìn)行下一根樁的施工。其主要特點：干燥的固化材料能吸收一部分軟土地基中的水分而達(dá)到更好的效果；固化材料在攪拌過程中能依靠軟土水分的黏性黏附到空隙內(nèi)部達(dá)到均勻分布，提高地基土強(qiáng)度的效果；固化材料主要是水泥、生石灰等來源廣泛的材料通過1∶1的混合而成，其適應(yīng)性較廣，適合于大多數(shù)工程；且固化材料在取料到施工過程中能夠避免粉塵外溢，不會對環(huán)境造成污染。

2.5 強(qiáng)夯法加固技術(shù)

強(qiáng)夯法又稱動力加固法，其主要優(yōu)點有適用性強(qiáng)、加固效果好、施工簡便，有利于加快施工進(jìn)度以及成本較低等。強(qiáng)夯法的機(jī)理是利用強(qiáng)大的沖擊力將土體結(jié)構(gòu)破壞，對周圍土進(jìn)行擠壓形成夯坑，主要分為動力密實、動力固結(jié)、動力置換這3種加固機(jī)理。強(qiáng)夯法適用于施工期要求短、預(yù)壓時間不足、場地寬大且軟土層較淺以及施工排水設(shè)施不良等情況的工程施工。由于強(qiáng)夯法施工需要考慮到砂井及墊層，所以，其處理費(fèi)用相比于普通填土預(yù)壓來說要高，但它費(fèi)用比復(fù)合地基要便宜且施工也方便。

2.5.1 動力密實

動力密實是通過沖擊荷載來壓實土體間的空隙使得土體密實，從而提高地基土的強(qiáng)度。實踐表明，地面在沖擊力的作用下會產(chǎn)生沉降，具體沉降深度為夯擊一遍下降0.5～1.0m，經(jīng)過夯實后的地基土其承載力能提高2～3倍。

2.5.2 動力固結(jié)

動力固結(jié)是通過沖擊能力產(chǎn)生的應(yīng)力波破壞土體結(jié)構(gòu)，使得土體局部產(chǎn)生許多充當(dāng)排水通道的縫隙，以助于孔隙水的順利流出后土體達(dá)到固結(jié)。筆者認(rèn)為，土體的沉降量與夯擊能力成正比關(guān)系，當(dāng)土體的液化度達(dá)到100%時，其吸附水會變成自由水，此時的土體強(qiáng)度達(dá)到最低值，這時再進(jìn)行夯擊純屬多余，因為隨著孔隙水的消散，自由水又會被土顆粒吸附而形成吸附水，就像一個彈簧活塞模型。

2.5.3 動力置換

動力置換可分為整式置換和樁式置換。整式置換是通過夯擊力將碎石壓入淤泥中形成碎石墊層。樁式置換通過夯擊力將碎石填筑在土體中形成碎石樁，起著復(fù)合地基的作用。值得注意的是：一般來講，增加加固深度就要增加能量，這會造成孔壓的增大。目前，強(qiáng)夯法加固技術(shù)用于軟黏土的不足之處在于夯擊能量不足，不能達(dá)到有效的加固深度；軟黏土結(jié)構(gòu)破壞后其強(qiáng)度和滲透性都會有較大的降低；現(xiàn)行的強(qiáng)夯工藝不適宜用于軟黏土地基施工，因為它會導(dǎo)致地基中孔隙水壓力過高。為此，應(yīng)合理的選擇其排水系統(tǒng)，采用先輕后重、逐級加能的夯擊方式，以達(dá)到最佳強(qiáng)夯的效果。

3、結(jié)語

軟土地基的加固是市政道路建設(shè)的關(guān)鍵，是關(guān)系到市政道路建設(shè)質(zhì)量和使用壽命的重要環(huán)節(jié)。軟土地基的處理有很多種技術(shù)，需要根據(jù)施工現(xiàn)場軟土地基的實際情況和周圍的環(huán)境進(jìn)行選擇，力求市政道路軟土地基加固處理經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的統(tǒng)一。

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