軟基加固技術(shù)在市政道路施工中的應(yīng)用

王 健

河北省秦皇島市海港區(qū)市政工程管理處

1 引言

市政道路建設(shè)，屬于市政基建項(xiàng)目，具體施工建設(shè)期間，對所使用的施工技術(shù)要求極高。軟基加固，屬于其中的關(guān)鍵施工技術(shù)，若想科學(xué)合理地開展軟基加固作業(yè)，就需要先了解市政道路軟基加固的重要性，再綜合分析市政道路當(dāng)中軟基加固作業(yè)技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用。

2 市政道路軟基加固之重要性闡述

市政道路項(xiàng)目工程施工建設(shè)期間，軟基加固屬于重要的施工部分，軟基加固整體效果往往直接關(guān)系著市政道路項(xiàng)目工程施工建設(shè)質(zhì)量。市政道路項(xiàng)目軟基加固處理的施工操作重要性如下。

一是，可處理好軟基缺乏均勻性沉降問題。對于市政道路來說，常見軟基沉降現(xiàn)象。通過道路軟基加固，便可解決好軟基不均勻性沉降問題，不會因軟基沉降現(xiàn)象而誘發(fā)路面變形。

二是，可有效處理滲透問題。針對特殊區(qū)域，特別是多雨天氣條件下，軟基長期浸泡于水中，則雨水會經(jīng)軟基逐漸滲透至路面深層部位，對市政道路施工建設(shè)后期軟基使用產(chǎn)生不利影響，故而，加固處理好軟基，采用有效地排水措施，可有效處理滲透問題，保證市政道路整體的施工建設(shè)質(zhì)量。

三是，提高市政道路內(nèi)部軟基自身的承載力。市政道路自身承載力，是以軟基承載力為基礎(chǔ)，借助軟基部分的加固處理各項(xiàng)施工技術(shù)，將軟基自身承載力提升，為市政道路使用安全提供保證?？梢哉f，對于市政道路項(xiàng)目工程來說，加固軟基有著十分顯著的應(yīng)用優(yōu)勢與效果。若想確保市政道路總體的安全質(zhì)量指標(biāo)與使用功能符合要求，就務(wù)必要重視對市政道路軟基加固的處理。

3 有效應(yīng)用策略

3.1 注重多層因素的考慮分析

3.1.1 在路基層面

軟基加固作業(yè)期間，應(yīng)根據(jù)軟土層的厚度，采用不同的處理工藝。對于淺薄的軟土層，一般采用表層處理法，對重要部位可采用換填法。對于較厚的軟土層，需采用其他處理工藝并結(jié)合表層處理。在軟土層處理過程中，一定要注意地下水的位置，若軟土層位于地下水位下，應(yīng)注意采用有效地排水措施，若軟土層位于地下水位上，則只需處理其沉降問題即可。

3.1.2在道路層面

市政道路，是城市發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施，雖然一般標(biāo)準(zhǔn)低于公路，但建設(shè)期普遍較短，投入使用緊迫，故軟基處理要求時(shí)效，不可采用自然沉降的形式，要求一次處理到位，以便開展其他施工作業(yè)，省去重復(fù)作業(yè)成本。市政道路，不僅需要考慮機(jī)動車通行，還需考慮非機(jī)動車及行人的通行需求，且為了塑造城市形象，還需要一定寬度的綠化帶，所以市政道路一般比公路路基要寬。市政道路主要服務(wù)于周邊片區(qū)，設(shè)計(jì)高程一般與周邊片區(qū)開發(fā)要求保持一致，高差不大，這就需要我們結(jié)合市政道路的性質(zhì)，依據(jù)區(qū)域地質(zhì)勘察資料，選擇適合的軟基處理工藝。

3.1.3 在作業(yè)環(huán)境層面

市政道路項(xiàng)目建設(shè)期間，除了要著重考慮到如何實(shí)施軟基加固處理外，還應(yīng)當(dāng)著重考慮到施工現(xiàn)場周邊的環(huán)境因素，如軟基振動、施工噪聲、地面下水位實(shí)際變化情況、排出水泥各方面環(huán)境因素等，應(yīng)當(dāng)注意若軟基周邊環(huán)境變化相對較大，則軟基上道路極易有各種問題產(chǎn)生，如沉降或者隆起等，對軟基加固實(shí)際效果必然會產(chǎn)生不利影響。對此，軟基加固作業(yè)期間，要求廣大技術(shù)員務(wù)必側(cè)重考慮周邊的作業(yè)環(huán)境因素，以便于更好地保證軟基加固實(shí)施效果和質(zhì)量。

3.2 軟基加固的技術(shù)手段具體應(yīng)用

3.2.1 表層排水處理法

對于處理含水量過大但土質(zhì)較好的軟土路基，一般采用表層排水法。表層排水法是通過在路基兩側(cè)，挖設(shè)一定深度的排水溝，在溝內(nèi)回填透水性好的碎石，形成盲溝，來排除路基范圍內(nèi)所含的地表水，降低路基含水率，通過重新固結(jié)，提高路基的承載力，保證后續(xù)道路施工質(zhì)量。

3.2.2 塑料排水板處理法

塑料排水板不同于表層排水法，它主要運(yùn)用于淤泥、淤質(zhì)土、沖填土等飽和黏性及雜填土。塑料排水板是運(yùn)用排水固結(jié)法進(jìn)行軟基處理的良好垂直通道，大大縮短軟土固結(jié)時(shí)間。

塑料排水板有各種形狀，如波浪形、口琴型等。塑料排水板中部是擠出成型的塑料芯板，它是排水帶的骨架和通道，其斷面呈并聯(lián)十字，兩面以非織造土工織物包裹作濾層，芯帶起支撐作用并將濾層滲進(jìn)來的水向上排出。

排水原理：塑料排水板用插板機(jī)插入軟土地基，在上部預(yù)壓荷載作用下，軟土地基中空隙水由塑料排水板排到上部鋪墊的砂層或水平塑料排水管中，由其他地方排出，加速軟基固結(jié)。在軟土地基處理中，塑料排水板的使用，施工設(shè)備等基本與袋砂井相同。

3.2.3 采用土工合成材料處理法

土工合成材料是以人工合成的聚合物為原料，通過各種新型工藝，制成各種產(chǎn)品。在處理軟基時(shí)，可把其產(chǎn)品置于土體內(nèi)部、表層或各種土體之間，通過其自身材料特性，加強(qiáng)或保護(hù)土體，以達(dá)到消除軟基的目的。原理：（1）加筋補(bǔ)強(qiáng)：通過與土體相互作用，組成復(fù)合路基，加強(qiáng)路基的抗剪能力；（2）應(yīng)力分散：通過自身材料的強(qiáng)度及韌性，與軟土路基形成一個整體，從而限制了軟基的變形，分散荷載。形成整體板體效應(yīng)，改善不均勻沉降；（3）排水：可形成排水通道，排水固結(jié)；（4）隔離：把土工材料鋪設(shè)在軟土層上，可在填料與軟土層之間形成一層防水保護(hù)層。

3.2.4 砂石墊層的換填處理法

市政道路軟基部分加固處理期間，對于淺埋深部分軟基，為能夠提升軟基強(qiáng)度，可選用換填砂石墊層施工手段，對軟基實(shí)施加固處理，砂石換填法是處理軟基的一種傳統(tǒng)方法,適用于淤泥質(zhì)土、松散素填土、雜填土、洪填土以及已完成自重固結(jié)地沖填土等的處理與低洼區(qū)域的填筑。換填砂石墊層施工操作期間，需先調(diào)整好砂石墊層與砂墊層處地面，保證處于同等標(biāo)準(zhǔn)，若于二者之間有深度差存在，則需依據(jù)先深后淺順序開展換填操作。分段施工期間，務(wù)必要搗實(shí)充分，接頭需設(shè)為斜坡式，若墊層是砂石，則基坑底部需鋪設(shè)好一層砂石，再將碎石墊層鋪設(shè)好，防止基坑底部表層的軟土有被損壞情況出現(xiàn)。換填施工操作完畢后，需實(shí)施壓實(shí)處理，在確保換填土壤密實(shí)緊固，保證軟基整體加固處理的效果能夠提升。

3.2.5 沖擊碾壓處理法

沖擊碾壓作業(yè)效率通常為壓路機(jī)3～4 倍左右，比較適宜實(shí)施雜填土、素填土、濕陷性的黃土、黏性土、低飽和度性粉土等地基。沖擊碾壓作業(yè)所用裝置，應(yīng)當(dāng)選用沖擊壓路裝置，即由3～5瓣凸輪所構(gòu)成輪式壓路裝置，且配備重型拖車牽引。市政道路軟基加固作業(yè)期間，沖擊碾壓作業(yè)節(jié)點(diǎn)上沖擊壓實(shí)各項(xiàng)參數(shù)設(shè)置即為：15600kg 質(zhì)量，沖擊輪是2×5680kg 質(zhì)量；選用三邊凸輪型的沖擊輪，設(shè)250t 最大瞬間的沖擊力，10km∕h～15km∕h 最佳作業(yè)速度，25kJ沖擊能量，2×900mm壓實(shí)寬度，沖擊頻率60min∕次～110min∕次，25°爬坡最大坡度，牽引車的功率＞225kW。

3.2.6 強(qiáng)夯處理法

強(qiáng)夯作業(yè)，也可稱之為動力壓實(shí)作業(yè)，主要是借助8m～20m落距、8t～30t重錘，針對市政道路軟基土反復(fù)施加沖擊力，能量通常是1000kN∕m～8000kN∕m。市政道路軟基內(nèi)所產(chǎn)生動應(yīng)力、沖擊波，均可促使市政道路軟基土自身強(qiáng)度得以提升，而市政道路軟基自身壓縮性則得以降低，對軟基土中沙礫的抗液條件可起到良好改善作用，將濕陷性的黃土所帶有濕陷性消除掉。經(jīng)夯擊作業(yè)，能夠增加市政道路軟基土層自身均勻度，避免有沉降現(xiàn)象發(fā)生[4]。

3.2.7水泥攪拌樁加固措施

水泥攪拌樁的加固，也屬于市政道路當(dāng)中軟基加固的一種技術(shù)手段，水泥攪拌樁的加固作業(yè)期間，是借助水泥加固軟基的松軟位置，適合應(yīng)用在飽和性的軟基軟土環(huán)境下實(shí)施加固作業(yè)。水泥攪拌樁的加固作業(yè)期間，需借助特制攪拌的軸葉輪，自地面入手實(shí)施沿途攪拌操作，一直到預(yù)定的深度即可，攪拌的軸葉輪前端需設(shè)好攪拌頭，打開前端的閥門后，借助攪拌頭，把水泥粉有效制作成水泥漿，再注入至土體內(nèi)部，因攪拌頭有強(qiáng)制性攪拌特性，故可有效發(fā)揮這一基本特性，充分混合好樁孔內(nèi)部原土，借助這一施工手段，經(jīng)相應(yīng)物理反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)后，促使土體能夠變成大強(qiáng)度性、小壓縮性樁體，讓其和周邊土體能夠組成復(fù)合式軟基，確保土體能夠成為共同體，將樁基自身承載能力提升，以保證市政道路軟基加固處理施工效果。

3.2.8 現(xiàn)澆混凝土管樁

軟基加固各項(xiàng)作業(yè)技術(shù)當(dāng)中，現(xiàn)澆混凝土管樁作業(yè)技術(shù)屬于常用技術(shù)手段。合理應(yīng)用現(xiàn)澆混凝土管樁作業(yè)技術(shù)，可確保振動的沉管樁及預(yù)應(yīng)力管樁各項(xiàng)技術(shù)優(yōu)勢得以有效發(fā)揮，且具備著良好防滲墻優(yōu)勢。當(dāng)前，選用1.5m管徑現(xiàn)澆混凝土管樁，具備較強(qiáng)強(qiáng)度特性，軟基松軟區(qū)域加固深度為25m，技術(shù)員可通過施工組織的合理優(yōu)化，簡化處理現(xiàn)澆混凝土管樁作業(yè)工藝。在一定程度上，現(xiàn)澆混凝土管樁作業(yè)技術(shù)手段適宜在各種不同軟基松軟區(qū)域當(dāng)中應(yīng)用，適用性相對較強(qiáng)。市政道路項(xiàng)目建設(shè)施工期間，借助現(xiàn)澆混凝土管樁這種軟基加固的技術(shù)手段，能夠強(qiáng)化軟基密實(shí)度及固定性，提升項(xiàng)目總體的施工質(zhì)量。

3.2.9 預(yù)應(yīng)力管樁

近年來，預(yù)應(yīng)力管樁在軟基加固處理中也得到應(yīng)用，在解決橋頭跳車的問題上采用預(yù)應(yīng)力管樁，效果良好。預(yù)應(yīng)力管樁與其他樁基相比具有很多優(yōu)點(diǎn)。

（1）單柱承載力高，比一般的素混凝土樁、粒料柱高很多。

（2）工廠標(biāo)化生產(chǎn)，產(chǎn)量大，質(zhì)量穩(wěn)定，特別適用于工期較緊的項(xiàng)目。

（3）運(yùn)輸便利，方便施工，施工質(zhì)量也能較好保證。

（4）抗壓能力出色，但鋼筋含量較少，抗拔與抗彎類的工程需謹(jǐn)慎使用。

預(yù)應(yīng)力管樁的施工方法很多，目前就市政道路項(xiàng)目來說主要采用靜壓法。

預(yù)應(yīng)力管樁作業(yè)前期，需先將軟土軟基實(shí)際范圍確定下來，對作業(yè)技術(shù)予以有效明確，測量定位打樁具體位置。前期工作完畢，并能夠達(dá)到所要求作業(yè)條件變可實(shí)施打樁作業(yè)。技術(shù)員應(yīng)當(dāng)結(jié)合周邊作業(yè)環(huán)境，合理選定最適宜預(yù)應(yīng)力管樁，防止有作業(yè)質(zhì)量方面問題產(chǎn)生。上述作業(yè)步驟結(jié)束，打樁具體位置應(yīng)當(dāng)做好相應(yīng)標(biāo)識及其防護(hù)工作，防止受外力作用，危害到作業(yè)質(zhì)量。

4 結(jié)束語

從總體上來說，市政道路軟基加固作業(yè)期間，注重多重因素的考慮分析、科學(xué)應(yīng)用土木合成類材料，并做好塑料排水板作業(yè)、砂石墊層的換填作業(yè)、水泥攪拌樁、現(xiàn)澆混凝土管樁、預(yù)應(yīng)力管樁的加固作業(yè)，同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)結(jié)合市政道路項(xiàng)目具體建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)際地質(zhì)情況及加固要求等，實(shí)時(shí)調(diào)整軟基加固作業(yè)方案，為確保市政道路總體建設(shè)施工質(zhì)量提供可靠保障。