市政道路施工中軟土路基施工處理分析

于恒福 臨沂市政集團(tuán)有限公司

1 引言

市政道路施工中，軟土路基較為常見，特別是道路周圍含有湖泊、河流等時(shí)，導(dǎo)致路基含水量較高，路基的穩(wěn)定性不足，會影響上方道路施工質(zhì)量，最終導(dǎo)致道路出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，影響其使用年限，甚至可能導(dǎo)致交通事故。因此，在施工之前，對軟土路基的處理十分重要。

2 市政道路軟基特點(diǎn)

2.1 特點(diǎn)

通常而言，市政道路的軟基具備三種特點(diǎn)：第一，結(jié)構(gòu)均勻度不足，軟基內(nèi)土壤強(qiáng)度低、密度不均勻，可能致使路基內(nèi)部受力不均勻，在持續(xù)荷載的狀態(tài)下，破壞路面。第二，軟基的壓縮性高，內(nèi)部水分含量高，導(dǎo)致軟基具有較強(qiáng)的壓縮性能，難以承受道路荷載，產(chǎn)生坍塌或者變形等問題。第三，軟基的透水性能不足，導(dǎo)致內(nèi)部滯留大量水分，滲透到施工材料內(nèi)部，影響材料性能，導(dǎo)致施工質(zhì)量難以達(dá)到要求，因此，處理過程需重點(diǎn)落實(shí)排水工作。

2.2 常見病害

市政道路施工過程，對軟基的處理不規(guī)范時(shí)，可能道路出現(xiàn)三種病害：其一，路基失穩(wěn)，對軟基處理不當(dāng)時(shí)，受到地下水位的滲透和侵蝕等影響，將路基內(nèi)部掏空，導(dǎo)致路基失穩(wěn)；其二，路面開裂，軟基問題嚴(yán)重時(shí)，可致使路面積水向路基內(nèi)部滲入，同時(shí)，在高溫天氣下，內(nèi)部水分蒸發(fā)，加劇開裂問題；其三，路面沉降，路面長期使用過程，受到車輛荷載，當(dāng)路基穩(wěn)定性不足時(shí)，就會發(fā)生沉降問題，造成交通事故。

3 市政道路中軟土路基的處理方法

3.1 排水固結(jié)

市政道路處理環(huán)節(jié)，使用排水固結(jié)的方法主要原理為，排出路基孔隙內(nèi)的水分，縮小內(nèi)部孔隙的體積，進(jìn)而強(qiáng)化地基。使用此方法需要注意以下幾點(diǎn)：第一，合理設(shè)置排水坡以及水砂墊層，在加固之前，及時(shí)將路基周圍的雜物、草皮等展開清理，并在路基設(shè)置坡度≥3%的路拱，嚴(yán)格控制砂石等材料質(zhì)量，確保路基密實(shí)度和要求相符。第二，在施工材料的選擇方面，選擇耐水性強(qiáng)、透水好、韌性強(qiáng)的砂袋，使用聚丙烯材質(zhì)的編織布作為輔料，輔料長度高于井深200cm。砂料具備較高的滲水率，可使用干燥粗砂，控制其含泥量＜3%[1]。第三，精準(zhǔn)定位機(jī)具，按照砂井的間距綜合確定。施工過程按照砂井直徑選擇套管、樁尖。注意管徑選擇的合理性，不可過大或者過小，在套管上畫線標(biāo)記，定位套管時(shí)使用起吊設(shè)備，之后將套管直接向樁帽當(dāng)中送入。第四，打入套管環(huán)節(jié)，先將其吊起、定位，之后進(jìn)行捶打。在初錘環(huán)節(jié)，需要力度輕緩，防止套管產(chǎn)生傾斜問題，待套管趨于穩(wěn)定之后，合理控制捶打頻率，預(yù)防錘擊過深問題。第五，施工環(huán)節(jié)使用的砂袋需專車運(yùn)輸，不可在地上拖拽。卸載砂袋環(huán)節(jié)，先將其吊起，之后從套管端部放入，防止砂袋出現(xiàn)破損、扭曲等問題。第六，套管拔出過程，需先將激振器啟動，之后緩慢提升套管，注意不可放松吊繩，防止套管發(fā)生下墜問題，損壞砂袋，待套管吊起高度＞0.5m之后，重新?lián)舸虻鼗?，排除?nèi)部水分，實(shí)現(xiàn)對地基加固。

3.2 換填施工

市政道路項(xiàng)目中，處理軟土路基過程，換填法為重要技術(shù)類型，主要原理為使用高強(qiáng)度、高滲水性能土質(zhì)將軟土全部替換。在路堤高、軟土層厚的情況下需要做好分析工作，在施工過程需要注意以下問題：第一，從加固原理出發(fā)，應(yīng)保證墊層能夠承受上方路面較大的應(yīng)力，將小應(yīng)力分布在軟土層上，按照道路應(yīng)力分布特點(diǎn)進(jìn)行加固。第二，從換填作用角度分析，目的為消除軟基的膨脹作用，控制凍脹問題發(fā)生，提升土層固結(jié)速度，降低路基沉降量。第三，從施工要點(diǎn)分析，需要完全將軟土層進(jìn)行換填，全部開挖與換填適合應(yīng)用在厚度＜3m 的軟土層，要求路基填筑迅速完成。待軟土層開挖施工全部結(jié)束之后，進(jìn)行砂礫層的填筑工作。在換填料選擇方面，應(yīng)保證材料透水性良好，可選擇承載力、透水力較強(qiáng)的砂礫。

3.3 水泥噴粉樁

此方法為市政道路處理軟土路基的常見方法，處理過程，可利用攪拌樁強(qiáng)度優(yōu)勢，控制軟土層對施工產(chǎn)生的影響。同時(shí)此方法的成本消耗不高，適用于淤泥土、粘性土以及粉質(zhì)土當(dāng)中。應(yīng)用此方法時(shí)，需要對攪拌樁進(jìn)入深度精準(zhǔn)計(jì)算，在地基內(nèi)部添加石灰、水泥等材料作為固化劑，同時(shí)使用攪拌機(jī)械將固化劑與地基攪拌均勻，保證地基內(nèi)軟土層可均勻硬結(jié)，有效提升地基強(qiáng)度，保證后續(xù)施工順利進(jìn)行。施工過程重點(diǎn)確定固化劑用量，通常而言，市政道路的軟土地基常用的固化劑為水泥，當(dāng)水泥的標(biāo)號較高時(shí)，柱體強(qiáng)度也就越高。同時(shí)，軟土路基通常要求樁體的強(qiáng)度達(dá)標(biāo)，當(dāng)強(qiáng)度＞1.5MPa時(shí)，可選擇標(biāo)號為42.5 水泥。而硬土路基對于樁體強(qiáng)度相對較低，當(dāng)強(qiáng)度＜1.5MPa 時(shí)，可使用標(biāo)號為32.5 的水泥。固化劑摻入比確認(rèn)方面，需要合理控制。通常摻入比越高，路基強(qiáng)度越大。此外，需要注意，當(dāng)固化劑的摻入比＜5%時(shí)，水泥材料的強(qiáng)度較低，不利于形成高強(qiáng)度路基[2]。

3.4 其他技術(shù)

除上述地基處理技術(shù)之外，還有二種常用技術(shù)類型：其一，砂地層處理技術(shù)，此技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)在軟土路基上方敷設(shè)砂層，控制砂層厚度為0.5m～1.2m之間，適合應(yīng)用在軟土層薄、含砂量大、工期長、運(yùn)途短的道路工程當(dāng)中。同時(shí)，使用此方法可較好地改善路基，注意砂礫材料需具備良好透水性能。其二，擠密碎石技術(shù)，此方法適合應(yīng)用在松散土、人工填土和軟土等道路路基強(qiáng)化的工程當(dāng)中。在軟基內(nèi)部打入管樁，之后向其中加入碎石，使用機(jī)械壓緊，達(dá)到加固路基目的。

4 項(xiàng)目案例

4.1 項(xiàng)目介紹

本項(xiàng)目為市政道路工程，路基當(dāng)中大多為粉土、黏土，施工路段地下水位較高，導(dǎo)致路基的持力層性能較弱。經(jīng)綜合分析之后，確認(rèn)使用水泥噴粉樁處理軟基。要求處理之后復(fù)合路基的承載能力達(dá)到140kPa，沉降量和規(guī)范相符，壓縮模量為5.8MPa，樁體需深入粘土層內(nèi)部1.25m。

4.2 技術(shù)應(yīng)用

該項(xiàng)目中，對軟土路基的處理需注意如下要點(diǎn)：

第一，科學(xué)設(shè)計(jì)樁體和試樁，由于工程要求噴粉樁需深入粘土層1.25m，因此，需保證噴粉樁的有效長度為5.0m～7.0m。選擇標(biāo)號32.5的水泥，摻入比控制在20%，單獨(dú)樁的噴粉量為60kg。控制重復(fù)攪拌長度為1.5m，先使用三擋鉆入，待電流強(qiáng)度至80A時(shí)，切換為二擋鉆入，控制鉆深≥1.0m，保持電流強(qiáng)度處于40A～60A 之間。施工過程需要先行試樁，該項(xiàng)目試樁個(gè)數(shù)為4個(gè)，深度7.0m時(shí)，可噴粉到地下0.5m位置。

第二，施工流程的控制，先放線測量，施工之前，將路基內(nèi)部淤泥全部挖出，使用粉土回填，整平基礎(chǔ)，定位樁位，測量樁位的地面高程，并將噴粉樁體的有效長度計(jì)算出來，校核準(zhǔn)確之后展開施工。鉆機(jī)地位，同時(shí)噴粉攪拌到設(shè)計(jì)樁長，當(dāng)鉆進(jìn)深度為1.5m 時(shí)，開始重復(fù)攪拌，此時(shí)可將空壓機(jī)關(guān)閉。按照土層條件、設(shè)計(jì)要求等確認(rèn)噴粉樁各項(xiàng)參數(shù)，保證噴粉量在55kg/m～65kg/m，壓力0.24MPa～0.45MPa，鉆進(jìn)速度為0.80m/min～1.48m/min。施工過程，控制樁位水平偏差處于-15cm～15cm 之間，垂向偏差在-10cm～10cm。利用鉆桿對攪拌深度加以控制，并通過鉆頭控制鉆徑，利用單樁控制法控制灰量，將噴粉量設(shè)計(jì)基礎(chǔ)值乘以1.1，確保噴粉均勻，使用“兩噴三攪拌”的工藝，合理安排施工順序。在樁端的加強(qiáng)處理方面，為提升其承載性能，導(dǎo)致荷載變形，可在樁端500mm～1000mm 的位置使用“復(fù)噴”工藝，在第一次噴粉，第二次攪拌之后重復(fù)一次攪拌，此時(shí)不增加水泥的用量。

5 結(jié)束語

總之，市政道路施工環(huán)節(jié)，根據(jù)路基性質(zhì)，合理選擇處理技術(shù)能夠提升路基的穩(wěn)定性能，降低其使用環(huán)節(jié)發(fā)生沉降的概率，進(jìn)而提高施工質(zhì)量。各種技術(shù)優(yōu)勢不同，適用條件不同，因此，相關(guān)人員需要合理選擇，保證軟基處理過程的科學(xué)性，為市政工程發(fā)展奠定基礎(chǔ)。