道路工程軟基處理施工技術(shù)概談

龔礦金

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國道路建設(shè)的規(guī)模日益擴(kuò)大，道路建設(shè)中軟土地基十分常見。近年來，在我國道路工程建設(shè)過程中，軟基處理技術(shù)從理論到實踐都得到了長足的發(fā)展，積累了豐富的處理經(jīng)驗，但仍然有許多問題存在，特別是在施工時遇埋深大且厚度大軟土層的處理，尤其困難，軟基所導(dǎo)致的質(zhì)量問題和事故頻頻發(fā)生。

關(guān)鍵詞：軟基處理；施工；技術(shù)

引言

軟弱土指淤泥、淤泥質(zhì)土、部分沖填土、雜填土和其他高壓縮性土，軟弱土的工程特性為天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、滲透性差、抗剪強(qiáng)度低等。為了保證軟土地基道路的質(zhì)量，軟基處理一直以來都受到重視，并且通常作為重大的技術(shù)課題。因此，掌握軟基處理施工技術(shù)對于廣大工程技術(shù)人員來說非常重要。

1軟土地基特點及危害

軟土地基的特點是：含水量高、孔隙大、觸變性及流變性大、壓縮系數(shù)高、抗剪強(qiáng)度低，若在軟土地基上直接進(jìn)行市政道路施工，將遺留下質(zhì)量隱患，對工程質(zhì)量危害很大。

1.1含水量高、孔隙大

軟土地基的土質(zhì)構(gòu)成決定了其含水量高的特點。軟土地基大多數(shù)構(gòu)成成份為粘土和粉土粒，通常在土粒表面會聚集負(fù)電荷，從而使土?？赡芪諝庵械乃魵獠⒏街谕馏w，造成軟土的含水率逐漸升高，影響土粒與土粒間的粘性，導(dǎo)致軟土孔隙比增大，使土體特征趨于不穩(wěn)定。

1.2觸變性及流變性大

軟土地基普遍觸變性和流變性大。在各種外力作用下，軟土地基發(fā)生縱向、橫向變形的情況很常見，變形將嚴(yán)重影響軟土地基穩(wěn)定性，致使道路發(fā)生塌陷等質(zhì)量事故，對道路使用的安全性和可靠性產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

1.3壓縮系數(shù)高、抗剪強(qiáng)度低

如上所述，軟土結(jié)構(gòu)孔隙大，因而密實度低，在外力作用下容易被壓縮，整體強(qiáng)度水平比較低，而抗剪強(qiáng)度低的特性也決定了軟土地基的承載能力較差，易發(fā)生地基沉降，導(dǎo)致道路塌陷，對道路工程的使用壽命產(chǎn)生嚴(yán)重影響，使道路的不安全性大大增加。

2軟基處理所需達(dá)到的基本指標(biāo)

對軟土地基進(jìn)行加固處理就是我們通常所說的軟基處理。在道路施工過程中所遇的軟土地基，其最典型特征就是：軟土的性質(zhì)會受到各種物理、化學(xué)影響而變化。所以，在進(jìn)行軟土地基處理時，一定要經(jīng)過科學(xué)、謹(jǐn)慎的論證再付諸實施，否則不但可能遺留重大的質(zhì)量隱患、發(fā)生質(zhì)量事故，而且對整個道路工程的建設(shè)進(jìn)度也將造成重大影響。軟土地基因含水量較高，與其他地基類型相比較承載力低，故必須采取措施增大其承載力。通常需要將軟土的含水量降低至5%～62%，而且必須嚴(yán)格控制軟土的基本飽和度（一般控制在大約96%）。此外，對軟土的縫隙度也要嚴(yán)格控制，使其達(dá)到1.1～2.1左右。

3軟基處理的常見方法

常用的軟基處理方法有CFG樁、塑料排水板堆載預(yù)壓法、薄壁筒樁復(fù)合地基處理法、水泥攪拌樁、強(qiáng)夯法等，以及多種方法相結(jié)合使用來對軟基進(jìn)行處理，具體采取什么處理方法主要取決于工程所處地區(qū)及該地區(qū)的地質(zhì)水文情況、當(dāng)?shù)氐某晒?jīng)驗和處理方案的經(jīng)濟(jì)性。

3.1CFG樁

CFG樁是指水泥粉煤灰碎石組成的低強(qiáng)度混凝土樁，是介于剛性樁與柔性樁之間的一種樁型。CFG樁和樁間土一起，通過褥墊層形成CFG樁復(fù)合地基共同工作，提高了地基的承載力，并且還可以通過CFG樁將荷載傳遞到較深的地下。

通過長期工程實踐，證明采用CFG樁的復(fù)合地基在承載力上基本能達(dá)到預(yù)期效果。然而，CFG樁的施工過程中，經(jīng)常會發(fā)生縮徑、斷樁的質(zhì)量問題，難以穿透較厚的硬土層。因此，在CFG樁施工過程中縮徑、斷樁必須引起足夠的重視，采取有效措施杜絕此類問題出現(xiàn)。這就要求在CFG樁施工前做好工藝試驗，并且在施工過程中加強(qiáng)監(jiān)測，保障成樁質(zhì)量，防止縮徑和斷樁質(zhì)量事故事故的發(fā)生。經(jīng)驗表明，為保證CFG的.成樁質(zhì)量，在施工過程中重點控制好樁頭與套管的垂直程度、提升套管的高度和拔管速度等因素。在沉管施工前，一定要調(diào)平樁機(jī)，使樁頭垂直套入套管，防止因套管與樁頭接觸不緊密而使淤泥擠入套管中。在沉管時錘頭落距不允許超過1.5m，以防因沖擊力太大而使套管和樁頭造成分離。采用按序跳打的施工工藝。例如：在加固橋頭時，應(yīng)從臺背向路堤填土一側(cè)施打；而加固路堤時，應(yīng)從路堤向路堤外施打；跳打同一排樁時，嚴(yán)格從一個方向向另一個方向逐漸推進(jìn)，以防發(fā)生地冒。在施工完成的樁頂埋設(shè)標(biāo)尺，掌握施工對已成樁的擠壓情況，避免已成樁受擠壓發(fā)生斷裂，及時了解地冒情況。

3.2塑料排水板堆載預(yù)壓法

軟土地基采用塑料排水板聯(lián)合堆載預(yù)壓法進(jìn)行加固，其原理是排水固結(jié)法。排水固結(jié)法的組成有排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)兩部分。排水系統(tǒng)由豎向排水通道和水平向排水墊層組成，設(shè)置排水系統(tǒng)的目的主要是使地基原有的排水邊界條件得到改善，增加土層的排水途徑，縮短排水距離。加壓系統(tǒng)是在軟土地基上填土堆載，增加土體中的附加應(yīng)力，使土中的孔隙水因產(chǎn)生壓差而滲流固結(jié)。

3.3薄壁筒樁復(fù)合地基處理法

大直徑現(xiàn)澆混凝土薄壁筒樁也稱薄殼沉管灌注樁，是沉管灌注樁的一種改進(jìn)樁型，該方法可采用環(huán)形預(yù)制樁尖或活瓣樁靴，采取自動排土振動灌注而成樁。依靠管腔上部錘頭的激振力將環(huán)形雙層密閉成孔器打人預(yù)定的設(shè)計深度，在環(huán)形空腔內(nèi)灌注混凝土，之后振動拔管，從而形成沉管、灌注、振動提拔一次性直接成樁的工藝，保證了混凝土在槽孔內(nèi)良好的充盈性和穩(wěn)定性。根據(jù)目前沉樁能力及其性狀，該樁型適用于飽和軟土、一般粘土和粉土中。樁徑一般采用800～1500mm，壁厚100～250mm，樁長可達(dá)35m～40m，混凝土強(qiáng)度等級為C20以上，中心充滿地基土，筒狀環(huán)型樁體全部采用素混凝土或鋼筋混凝土一次灌注成型。

3.4水泥攪拌樁

水泥攪拌樁也是軟土地基處理的常用方法，此法采用機(jī)械設(shè)備將水泥漿送入地下，使之與原位地基土強(qiáng)制攪拌混合，地基土和加固料快速發(fā)生一系列物理一化學(xué)反應(yīng)，使原來流塑狀態(tài)的軟土在較短時間內(nèi)變成半固態(tài)到固態(tài)的樁體，原來的軟土地基變成具有一定強(qiáng)度和整體性的加固土樁復(fù)合地基，從而提高地基承載力，減小地基的沉降。通常淤泥質(zhì)土及含水量30～75%的軟弱土適合采用水泥攪拌樁進(jìn)行加固，但加固深度一般不超過18米。水泥攪拌樁地基處理的優(yōu)點是施工速度相對較快、工藝較簡單、處理效果好。缺點是難以穿透較硬土層，噴漿壓力過小，導(dǎo)致樁身強(qiáng)度偏低；加固深度有限，施工質(zhì)量不易控制，超過15m以下深度質(zhì)量難以保證。

3.5拋石擠淤軟基處理法

道路工程施工遇到軟土地基時，拋石擠淤也是一種常見的軟基處理方法。拋石擠淤法顧名思義是通過在軟瓢土、淤泥等軟基中拋投較大尺寸的片石，利用這些拋石的自重將地基中的軟瓢土和淤泥擠出，使飽和的軟土地基被置換、路基的承載力得到提高。在遇常年積水的洼地、排水困難以及流動性差的軟土路基時，拋石擠淤的處理方法比較適用。特別是在一些機(jī)械難以到達(dá)、厚度在3～4cm的區(qū)域。與其他軟基處理方法相比較，拋石擠淤的方法在處理較大含水率、孔隙比和高壓縮性的瓢性土能獲得更好的效果，因而拋石擠淤及技術(shù)被廣泛應(yīng)用在處理軟基施工中。

在進(jìn)行擠淤之前，先對地面的高程進(jìn)行測量。需安排專人在現(xiàn)場指揮卸料，以避免卸料超過界限。在進(jìn)行拋填施工時，施工順序是使用挖掘機(jī)從道路起點開始向前進(jìn)行，拋填要分批次進(jìn)行。拋填后進(jìn)行碾壓，碾壓使用的壓路機(jī)重量小于20t，碾壓到地基土不再下沉為止。第一次拋填大粒徑的片石，要注意片石之間嚴(yán)禁架空。

擠淤采用的機(jī)械可以是挖掘機(jī)或推土機(jī)，碾壓采用的壓路機(jī)自重20t，其強(qiáng)振力必須超過50t。壓實完成后，地基土表面不允許留下明顯的輪跡，表面也必須確保密實。拋填使用的片石要求大小不均，并確保分層鋪設(shè)，使粒徑較小的片石良好地填充大片石之間的間隙。在施工時若發(fā)生有淤泥翻出的現(xiàn)象，應(yīng)立即安排挖掘機(jī)將淤泥挖除干凈。

拋填作業(yè)完成之后，還要用碎石或石渣對間隙進(jìn)行灌縫處理。具體流程為：先安排平地機(jī)將地基土面找平處理；然后安排壓路機(jī)碾壓。碾壓的要求：先進(jìn)行2遍靜壓，再進(jìn)行5遍強(qiáng)振。在碾壓施工過程中，人工必須與機(jī)械密切配合，將大石塊之間的空隙用小粒徑的碎石來填塞。

3.6強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法是采用起重設(shè)備將夯錘吊裝到到一定高度，然后釋放，使夯錘自由落到地基表面，對地基產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊，利用沖擊的振動能量使地基土逐漸密實，這樣重復(fù)作業(yè)，從而使地基壓縮性能降低，承載力得到提高，直至承載力達(dá)到設(shè)計要求。

強(qiáng)夯法按夯擊區(qū)域分為滿夯和點夯。強(qiáng)夯法適用于淺層軟弱土基（如高飽和度的粉土和軟塑一流塑的粘性土等地基）的處理。它具有工期短，造價低，工藝簡單等特點。強(qiáng)夯法目前已用于道路、堆場、機(jī)場、房屋建筑、油罐等工程軟基處理。強(qiáng)夯法處理既可以提高地基承載力，又改善了排水條件，有利于軟土的固結(jié)，效果明顯。

4結(jié)語

綜上所述，軟土地基在道路工程中十分常見，作為工程技術(shù)人員必須熟練掌握其處理方法。在實際工程項目中，可以根據(jù)不同工程的地質(zhì)情況、地理位置、地基承載力要求等，選用經(jīng)濟(jì)合理、滿足要求的地基處理方法，在一些復(fù)雜的地質(zhì)條件下，甚至要采用多個處理方法相結(jié)合，才能達(dá)到較理想的效果，保證工程質(zhì)量。