軟黏土中市政道路管線及構(gòu)筑物的地基處理技術(shù)及應(yīng)用

蘇丹

摘 要：市政道路不可避免地要鋪設(shè)各種管道，包括給排水管道，如給排水管道、排水管道、污水管道等，這些管道在施工過程中對路基沉降有一定的要求。中國市政道路、管道、構(gòu)筑物軟土地基處理方法沒有統(tǒng)一的規(guī)范，很少有具體的討論。在大多數(shù)情況下，工程師需要在具體的設(shè)計(jì)和施工過程中進(jìn)行探索和積累。而對于市政道路管道和道路不均勻沉降造成的問題，沒有得到足夠的重視，有時(shí)管道的軟基沒有得到加強(qiáng)，或者在操作中處理不當(dāng)，造成不均勻沉降，造成路面或管道損壞。近年來，人們逐漸認(rèn)識到市政道路管道軟基處理的重要性，但國內(nèi)的研究資料很少。

關(guān)鍵詞：軟黏土;市政道路管線;構(gòu)筑物;地基處理

1 軟土地基引起的工程問題

軟土地基是一種由粉質(zhì)泥沙和腐殖質(zhì)組成的細(xì)粒土，具有含水量大、孔隙比大、壓縮性高、承載力低的特點(diǎn)。如果在這種土層中進(jìn)行基礎(chǔ)施工，必須采取有效的加固措施。根據(jù)大量的實(shí)踐，軟土地基的施工將對工程的施工質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重的不利影響，造成工程問題，在軟土地基上修建道路，路堤高度常受到軟土強(qiáng)度的控制。路堤過高，將導(dǎo)致擠出破壞，產(chǎn)生坍塌和滑坡等現(xiàn)象。軟土受到振動時(shí)，很容易破壞其海綿狀結(jié)構(gòu)，使軟土產(chǎn)生振動液化而喪失強(qiáng)度，導(dǎo)致地基土大面積失效，從而引起道路破壞。如不采取有效的加固措施將會危及行車安全：主要包括以下幾點(diǎn)：

一是地基承載力。在長期荷載作用下，如果地基承載力低于上部結(jié)構(gòu)的使用要求，地基的剪切破壞很可能會發(fā)生，對其使用性能產(chǎn)生不利影響，或破壞上部結(jié)構(gòu)。

二是，統(tǒng)一解決問題。在反復(fù)荷載作用下，地基易變形。與規(guī)定的沉降值、水平位移值或其下的差異沉降等允許值相比，結(jié)構(gòu)的使用性能將受到很大的影響，同時(shí)，差異沉降的危害更為嚴(yán)重。

三是抗浮穩(wěn)定。當(dāng)結(jié)構(gòu)處于地下或半地下時(shí)，將埋在地下。如果抗浮措施不到位，結(jié)構(gòu)物將失去穩(wěn)定性，甚至漂浮。在施工過程中，經(jīng)常發(fā)生浮失穩(wěn)，造成嚴(yán)重?fù)p失，因此必須重視抗浮穩(wěn)定。

2 市政道路管線及構(gòu)筑物的地基中軟黏土的處理技術(shù)及應(yīng)用

2.1 PTC管樁的應(yīng)用

與一般的基礎(chǔ)工程相比，根據(jù)中國預(yù)應(yīng)力管樁的實(shí)際生產(chǎn)情況，預(yù)制混凝土樁基礎(chǔ)工程具有樁材料質(zhì)量高、施工速度快、工程地質(zhì)適應(yīng)性好、文明場地等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)混凝土強(qiáng)度等級，管樁可分為預(yù)應(yīng)力混凝土管樁、預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁和預(yù)應(yīng)力混凝土薄壁管樁。PTC管樁采用直徑400-500mm的先張法預(yù)應(yīng)力混凝土薄壁管樁，工作時(shí)采用靜壓法。管樁的樁端型式為開口式。在施工過程中，需要對表面進(jìn)行處理。壓樁深度達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，方可灌注樁帽。采用碎石砂加筋墊層的方法進(jìn)行攤鋪和整平。要充分發(fā)揮監(jiān)理職能，施工中嚴(yán)格控制管樁質(zhì)量，做好工程施工記錄，驗(yàn)收時(shí)認(rèn)真檢查。

施工前準(zhǔn)備及施工中的技術(shù)要求。清理地面雜草、樹根和耕地，平整地表。施工道路兩側(cè)開挖臨時(shí)排水溝。臨時(shí)排水溝施工時(shí)，應(yīng)注意與農(nóng)業(yè)排水溝、灌溉溝分開，施工結(jié)束前不得長期積水，在路面無水或易排水的路段，根據(jù)實(shí)際情況可選擇較好的墊層土，壓實(shí)厚度不小于25mm。當(dāng)壓實(shí)度達(dá)到90%時(shí)，形成不小于2%的排水橫坡，最后進(jìn)行試樁。為了在正式施工過程中獲得控制樁的打入力，必須在每段施工前按設(shè)計(jì)樁長進(jìn)行試樁。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，施工樁可用于試樁。試樁時(shí)，每段試樁不少于4根。為確定壓樁能力與實(shí)際承載力的關(guān)系，試樁完成后應(yīng)按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試。為了調(diào)整設(shè)計(jì)，需要測試樁、土、墊層的應(yīng)力和變形狀態(tài)，判斷是否滿足工程承載力設(shè)計(jì)條件和沉降要求。然后對PTC樁復(fù)合地基進(jìn)行施工。

2.2 振動水沖法

振動水沖法主要是在路基中成孔，將砂、碎石等材料填入孔中，并進(jìn)行分層振實(shí)，發(fā)揮出加固作用。需要使用新鮮生石灰灌注石灰樁，還需要添加粉煤灰材料，利用分層灌注、分層夯實(shí)方法成樁。生石灰的吸水性很強(qiáng)，但在大量吸水膨脹后會對周圍土壤形成擠壓效果，增加土壤密實(shí)度，提高路基的穩(wěn)定性和強(qiáng)度。

2.3 采用換土進(jìn)行地基加固

對軟土進(jìn)行換土處理是軟土地基處理中十分有效的技術(shù)，可以進(jìn)行大規(guī)模的應(yīng)用與推廣，如土地及自身的穩(wěn)定性差是由土質(zhì)的屬性所決定的，軟土自身的空隙大，強(qiáng)度弱，將其進(jìn)行更換處理，可以避免市政道路施工過程中絕大多數(shù)的問題，除此之外，也可以使用灌漿法將軟土中的水分充分的排除。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行夯實(shí)作業(yè)，能夠進(jìn)一步減少地基的縫隙，增加軟土地基的強(qiáng)度，以較強(qiáng)的力度來對軟土進(jìn)行夯實(shí)作業(yè)能夠進(jìn)一步減少軟土地基在市政道路工程施工以及使用過程中所出現(xiàn)的問題。對于城市地下水較多的問題，可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行針對性排水措施的使用，在軟土層中可以設(shè)置排水層，并且設(shè)置排水板來對地下水進(jìn)行引流。更為重要的是可以采用粉噴樁復(fù)合地基處理方法來對軟土地基進(jìn)行處理，為了能夠進(jìn)一步提升軟土地基處理的質(zhì)量，工作人員應(yīng)當(dāng)在施工之前對場地進(jìn)行平整，能夠保證軟土地基的表面更加平整，從而避免坑洼情況的出現(xiàn)。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行粉噴樁復(fù)合地基處理技術(shù)，能夠進(jìn)一步提升市政道路工程的安全性以及穩(wěn)定性，從而避免市政道路工程在實(shí)際使用過程中事故的出現(xiàn)。

2.4 高壓旋噴法

在市政道路施工中，軟土路基處理過程中常用高壓旋噴樁法，其主要是利用高壓旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的噴嘴向土層中噴射水泥漿，將其與水體進(jìn)行混合，發(fā)揮出水泥的加固作用，進(jìn)一步提高路基承載力。為了減少路基滲漏問題，技術(shù)人員可以實(shí)行聯(lián)鎖樁施工，采用定向噴射方式形成連續(xù)墻，發(fā)揮出良好的防滲漏效果，這種方式需要占據(jù)很大空間，不易出現(xiàn)振動，但會污染環(huán)境，需要大量資金作為支持。

2.5 堆載預(yù)壓方法

施工單位可以通過堆載預(yù)壓法對軟土地基進(jìn)行加固處理，其原理就是利用外部荷載強(qiáng)行壓制地基水分排出來，進(jìn)而使土層之間的縫隙減少，滿足軟土地基施工的要求。在使用過程中，施工單位在選擇處理的各項(xiàng)參數(shù)時(shí)，要結(jié)合著道路橋梁工程的實(shí)際情況，同時(shí)合理確定荷載定額。在預(yù)壓堆載的過程中，每層都要進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控和觀測，并將觀測到的頻率和周期進(jìn)行合理的確定，以保證處理的效果可以符合要求。在施工中，每天加荷應(yīng)保持在0.1m左右，以免超出地基結(jié)構(gòu)負(fù)載能力之外，使地基結(jié)構(gòu)失穩(wěn)且不完整。在以后的施工中，堆載的地部面積盡量加大，并比頂部面積小。

2.6 道路限流極其重要

在市政道路建設(shè)的過程中，軟土層相對于其他類型的土層來說有著相當(dāng)大的施工難度，想要進(jìn)一步提升軟土地基的施工質(zhì)量，除了要對軟土層進(jìn)行夯實(shí)之外，還應(yīng)當(dāng)對其投入使用之后的荷載極限進(jìn)行設(shè)計(jì)，避免荷載超過設(shè)計(jì)范圍而造成的地基的沉降，不過伴隨著現(xiàn)階段城市發(fā)展速度的加快，市政道路的通車數(shù)量以及規(guī)模呈現(xiàn)出不斷上升的趨勢，這將會給軟土基地的使用及運(yùn)營帶來非常大的挑戰(zhàn)，針對此種情況，應(yīng)當(dāng)在市政道路區(qū)域內(nèi)進(jìn)行嚴(yán)格的車輛限流，對于超過一噸重的卡車都是不允許通過的，通過該條措施的使用能夠有效地保證道路的穩(wěn)定性。

3 結(jié)語

總之，高壓旋噴樁加固和PTC管樁在市政道路管道及構(gòu)筑物地基處理中的應(yīng)用效果是顯著的。確定整個(gè)市政道路工程施工質(zhì)量的關(guān)鍵是軟土地基的驗(yàn)證和處理技術(shù)。今后，軟土地基施工技術(shù)的應(yīng)用仍需不斷完善和進(jìn)步。既要嚴(yán)格執(zhí)行質(zhì)量安全管理要求，又要保證施工質(zhì)量，有利于市政道路的發(fā)展。隨著研究的不斷深入，科技的不斷進(jìn)步，軟土地基處理技術(shù)一定能夠更加成熟，處理水平也一定能夠得到提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]周華.軟黏土中市政道路管線及構(gòu)筑物的地基處理技術(shù)及應(yīng)用[D].浙江大學(xué)，2019：1-75.