軟基加固技術(shù)在城市道路施工中的應(yīng)用

袁輝明

摘 要：軟基這種不良地質(zhì)會(huì)影響道路的路基及路面質(zhì)量，這個(gè)問題嚴(yán)重制約了市政道路的建設(shè)。文章首先對(duì)軟基發(fā)生沉降的原因進(jìn)行了分析，并總結(jié)出了具體的原因，其后重點(diǎn)對(duì)市政道路的施工中軟基加固技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了討論，最后對(duì)具體案例進(jìn)行研究，保證了路基和路面的質(zhì)量，可供參考。本文寫作時(shí)作者擔(dān)任項(xiàng)目總工程師，中級(jí)工程師職稱。

關(guān)鍵詞：灌漿加固法 預(yù)壓法 夯實(shí)法

1.軟基發(fā)生沉降的原因

軟基沉降的發(fā)生主要有3個(gè)過程：瞬時(shí)沉降、主固結(jié)沉降和次固結(jié)沉降。這3個(gè)過程可以分別用Sd、Sc、SS這3個(gè)變量來表示，總的沉降指標(biāo)用S來表示，那么地基總的沉降量就等于3個(gè)變量之和。

1.1瞬時(shí)沉降情況

1.2主固結(jié)沉降情況

這個(gè)變量主要表示的是粘性土壤在受到荷載過程中發(fā)生的沉降。一般粘性土壤在飽和狀態(tài)下會(huì)存在很多空隙，空隙內(nèi)充滿水分，在自身土壤重力作用下，水被擠出，因而土壤發(fā)生了變形，最后形成了一定的沉降就是主固結(jié)沉降。

1.3次固結(jié)沉降情況

這種沉降主要發(fā)生在主固結(jié)沉降過程之后，土壤再次發(fā)生沉降和變形，這種沉降也被稱之為蠕變。發(fā)生的主要原因是在不斷填土的過程中，由于受到夯實(shí)等外力，土壤的顆粒之間的結(jié)構(gòu)骨架遭到?jīng)_擊，發(fā)生了變化，進(jìn)而形成了蠕變。

2.市政道路的施工中軟基加固技術(shù)的應(yīng)用

2.1灌漿加固法

在市政工程施工的過程中，灌漿技術(shù)是處理軟地基常用的一種方法，因?yàn)樵摲椒ù嬖诤艽蟮膬?yōu)勢，因此能被廣泛應(yīng)用。首先是該技術(shù)具有較強(qiáng)的適應(yīng)力，在大部分環(huán)境下都能應(yīng)用。而這種技術(shù)在道路施工中應(yīng)用時(shí)間較長，技術(shù)已非常成熟，一般不會(huì)發(fā)生問題，即使是在施工過程中遇到問題，也能快速解決；此外，灌漿技術(shù)的應(yīng)用成本很低，因此該技術(shù)能得到廣泛應(yīng)用。該技術(shù)的主要施工工藝如下：

將水泥灌注在地基左右同時(shí)攤平壓實(shí)，一直到水泥變成規(guī)則漿脈，就達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)。主要原因是軟基本身的特點(diǎn)是不夠均勻，只有讓地基均勻平整后才可以進(jìn)行下一步驟的施工，在填充水泥漿的過程中需特別注意兩個(gè)問題：首先是在施工中水泥漿液要持續(xù)不斷地以圓柱狀進(jìn)行填充，同時(shí)灌漿孔周圍的土壤需要壓實(shí)，只有這樣才會(huì)形成塑性變形，達(dá)到施工工藝的要求；其次就是不斷觀察地基土壤部分是否有裂縫形成，如果有，可以用水泥砂漿進(jìn)行填充，進(jìn)而形成土壤與水泥的結(jié)合體。因此這種復(fù)合地基的形成對(duì)灌漿技術(shù)起著至關(guān)重要的作用，特別是樁體與地基之間位置的復(fù)合地基需要完全達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，才能保證灌漿技術(shù)達(dá)到要求的作用。

2.2加筋處理法

軟基處理的過程中可以采用加筋的方式進(jìn)行處理，原理是通過在路基中埋入高強(qiáng)度、大韌性的土工聚合物、拉筋、受力桿件或柴（木）梢排等方法加強(qiáng)路基的自身強(qiáng)度，增加抵抗地基變形沉降的能力。具體的處理方法為清除一定量的軟土，利用加筋材料與砂石的混合物作為地基持力層鋪設(shè)在下面，然后進(jìn)行加筋施工。最常用的土工格柵就是一種優(yōu)良的淺層軟地基處理材料，能限制軟基和路基的側(cè)向位移，增加了側(cè)向約束，從而降低應(yīng)力水平，加強(qiáng)了路基剛度與穩(wěn)定性，提高了路基的水平橫向排水，使荷載均布，采用土工布覆蓋攤鋪，既提高路基剛度，也使邊坡受到維護(hù)，有利于排水，增加地基穩(wěn)定性。

2.3預(yù)壓法（靜力排水固結(jié)法）

這種方法也被稱之為靜力排水固結(jié)法，具有技術(shù)先進(jìn)、安全性高、工藝簡單的特點(diǎn)，同時(shí)適用范圍比較廣泛，可適用于沖填土、飽和粘性土淤泥質(zhì)土壤以及淤泥等軟土構(gòu)成的地基，一般在軟基中土壤中的空隙比較小，所以軟土加固是通過一定的方法將空隙填滿。預(yù)壓法能有效清除空隙中的水分，增大土壤的強(qiáng)度和耐力。預(yù)壓法的壓實(shí)程度可以達(dá)到10m，所以是一種非常好的處理方法，近年來得到了廣泛的應(yīng)用。

2.4夯實(shí)法

這種方法的主要機(jī)理就是利用夯錘強(qiáng)大的夯力砸實(shí)地基，夯距最大可達(dá)到35m。軟體地基在巨大的振動(dòng)和沖擊力作用下，增大了地基的強(qiáng)度進(jìn)而使地基更加堅(jiān)實(shí)穩(wěn)定。目前在我國這種技術(shù)應(yīng)用得也非常廣泛。這種技術(shù)可以在雜土、砂土、高回填土、濕陷性黃土、碎石土等地基中進(jìn)行應(yīng)用，同時(shí)還能在粉質(zhì)粘土液化和粉砂液化的處理上起到良好的作用，如果軟地基中含有比例較大的水分，那么在處理時(shí)就要格外注意夯實(shí)位置的選擇以及沉降量的大小，這也是夯實(shí)技術(shù)的關(guān)鍵所在。隨著夯實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，人們也發(fā)現(xiàn)了強(qiáng)夯技術(shù)存在一定的缺點(diǎn)，那就是這種方法不適用于巖土地質(zhì)上的軟基的處理，特別是在城市內(nèi)部，因?yàn)樵趲r土地質(zhì)上面進(jìn)行強(qiáng)夯有可能會(huì)對(duì)周圍建筑產(chǎn)生沖擊破壞。

3.具體案例研究

3.1案例一

A市有一處道路進(jìn)行加寬，但這道路處在湖泊沖擊區(qū)，需要對(duì)路面進(jìn)行拓寬，但是土壤穩(wěn)定性很差，所以在施工過程中需對(duì)軟地基進(jìn)行處理，同時(shí)需要進(jìn)行土壤換填。該路段土質(zhì)主要為軟弱土、軟土等，同時(shí)存在一定比例的沉積淤泥，飽和后土壤狀態(tài)為流塑狀，地基存在一定的液化現(xiàn)象。

該路段道路工程在鋪筑前，首先應(yīng)考慮道路的沉降特點(diǎn)以及鋪筑后能否滿足車輛行駛的壓力，經(jīng)過對(duì)實(shí)際情況的勘察以及相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，最后得出結(jié)論，由于新路基與原有路基存在壓實(shí)度、填料以及強(qiáng)度的差異，所以在鋪筑后可能會(huì)產(chǎn)生縱向裂縫或不勻稱的沉降，所以在處理時(shí)需要格外注意，經(jīng)過研究后決定使用對(duì)地基進(jìn)行加筋處理同時(shí)使用挖臺(tái)階的方式，盡可能降低新路基與原有路基的差異，盡量使原有路基與新路基形成整體，在進(jìn)行施工的過程中如果軟土的厚度≤3m，那么可采用換填的方式進(jìn)行處理，在換填后的路基填筑中按臺(tái)階寬2m、深1m進(jìn)行控制，同時(shí)添加土工格柵進(jìn)行回填壓實(shí)。軟基深度>3m的采用水泥攪拌樁進(jìn)行基礎(chǔ)處理。應(yīng)用比較廣泛的42.5級(jí)水泥樁，一般間距為1m～1.5m之間，樁基礎(chǔ)的深度達(dá)到穿過軟弱土層即可，為了加強(qiáng)樁基礎(chǔ)的強(qiáng)度，可在水泥中加入一定的石膏。

3.2案例二

該案例中的地基主要是河流區(qū)域，地基中含有一定比例的淤泥質(zhì)或淤泥，淤泥的厚度變化較大，主要在3m左右，軟土具有特殊的物理學(xué)特點(diǎn)，分布區(qū)域主要在溝谷平原及山間洼地。主要在沿途過程中的一溝谷處存在軟弱層，同時(shí)表層是約2.5m厚粘土，也是淤泥的一種，其中還含有一定比例的有機(jī)質(zhì)（有機(jī)質(zhì)的物理學(xué)特性比較特殊，15.OkPa的快剪粘聚力、39.6%的含水率、1.098的孔隙比、1.06的液性指數(shù)、0.578MPa-1的壓縮系數(shù)、0.00121cm2/s的固結(jié)系數(shù)。該層的下面為含有一定比例碎石的粘土，該路段施工比較簡單，可以直接采用換填的方式進(jìn)行處理，將淤泥清理干凈后用透水性較強(qiáng)的碎石進(jìn)行換填，深度一般達(dá)到坡腳處即可，一般需要直徑>2cm碎石土，底層1m可采用20～30cm的塊石土進(jìn)行擠壓密實(shí)，在換填過程中必須分層進(jìn)行施工，每鋪筑一層就要壓實(shí)一層，每層的厚度約為30cm。壓實(shí)一般采用機(jī)械進(jìn)行壓實(shí)。

在壓實(shí)的過程中可使用20t的重型壓路機(jī)進(jìn)行碾壓；松鋪的厚度需要嚴(yán)格控制，在碾壓之前需要進(jìn)行試壓，試驗(yàn)?zāi)雺鹤钸m宜的土壤厚土，一般在25cm～30cm之間最為適宜；在碾壓的過程中需嚴(yán)格控制碾壓的寬度、坡度和路堤尺寸，一般碾壓的尺度要比設(shè)計(jì)尺寸寬35cm左右；嚴(yán)格控制碾壓工藝，合格后方可進(jìn)一步施工；嚴(yán)格控制碾壓的均勻程度和碾壓強(qiáng)度，避免產(chǎn)生沉降不均勻的現(xiàn)象；嚴(yán)格控制土壤的含水量，壓實(shí)的土壤水分含量不宜過多，一般在2%以內(nèi)，在進(jìn)行整體施工之前先進(jìn)性試壓，沒有問題后進(jìn)行大規(guī)模鋪筑。

4.結(jié)束語

綜上所述，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，市政道路工程在國家的城市化發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用，優(yōu)良的地基處理方案是市政道路安全和質(zhì)量的保障。在施工過程中具體情況具體分析，根據(jù)不同的軟基情況選擇最為適宜的軟地基處理方法，當(dāng)然過程中必須嚴(yán)格控制施工質(zhì)量及工藝，避免地基的強(qiáng)度及穩(wěn)定性出現(xiàn)問題，造成不必要的損失。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬曉燕.道路施工中的軟基加固施工技術(shù)應(yīng)用[J].交通世界，2017（19）：80-81.

[2]劉超.道路施工中的軟基加固施工技術(shù)應(yīng)用研究[J].華東公路，2016（03）：43-45.