市政道橋工程中軟土地基施工工藝的實(shí)踐分析

周曉勇 陳麒超

杭州城投建設(shè)有限公司 浙江 杭州 310000

軟土主要是指高壓縮性、低強(qiáng)度、低透水性的黏土或淤泥質(zhì)土，在路橋施工中遇到軟土地基的概率不低，如未做及時(shí)處理，極易因地基大面積沉降而引發(fā)路基開裂[1]。市政道橋工程需要長時(shí)間承擔(dān)較大荷載應(yīng)力，在剪切力作用下，軟土地基失穩(wěn)概率極高。有鑒于此，市政路橋工程施工要做好軟土地基的專項(xiàng)處理。

1 市政道橋工程軟土地基施工的重難點(diǎn)

軟土地基作為軟弱土層，在道橋工程中較易遇到，其具有較大含水量，在透水性及承載力表現(xiàn)上較差，外加抗剪強(qiáng)度低，發(fā)生變形及不均勻沉降的可能性大增。較為常見的軟土地基有有機(jī)土質(zhì)、松散砂及軟弱黏土等。從市政道橋軟土地基施工難點(diǎn)上看，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

首先，軟土地基含水量高，有些軟土同時(shí)伴隨有淤泥，經(jīng)實(shí)踐勘察，軟土地基土層下部會(huì)發(fā)現(xiàn)流動(dòng)水體，其含水量可達(dá)30～70%的，在施工時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)淤泥，從而使地基穩(wěn)定性大大受損。其次，軟土地基滲水量高，地基土滲水能力不足，外加上軟土有機(jī)質(zhì)含量多，極易導(dǎo)致管道受阻而引起道橋排水不暢，進(jìn)而增加道橋軟土面積，加快道橋下沉速率。第三，軟土地基壓縮性大，同步會(huì)增加工程坍塌概率。

2 市政道橋工程軟土地基施工影響因素

（1）自然因素。市政道橋工程確定在具有軟土地基分布的區(qū)域進(jìn)行施工時(shí)，要結(jié)合自然環(huán)境及地基處理技術(shù)，對自然因素進(jìn)行綜合分析[2]。主要影響地基質(zhì)量的自然因素有土質(zhì)因素及軟土地基構(gòu)成因素。土質(zhì)因素中，土質(zhì)成分及結(jié)構(gòu)對軟土地基硬度表現(xiàn)有直接決定作用。在確定市政道橋工程施工范圍后，應(yīng)先對土質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了解，對軟弱土加以硬化。如地基土質(zhì)多黏性土，需要對地基平整，同時(shí)選用相應(yīng)的設(shè)備及工藝對軟土地基壓平并夯實(shí)；如地基土質(zhì)多砂石土，應(yīng)選用具備較大壓力荷載的設(shè)備對地基加以夯實(shí)。在軟土地基構(gòu)成因素的勘探分析上，考慮軟土地基構(gòu)成的差異性，勘探要盡量采用多點(diǎn)同步的方式。

（2）人為因素。市政道橋工程軟土地基人為因素的影響主要體現(xiàn)在施工方案的選擇及優(yōu)化上。根據(jù)市政道路類型等級(jí)的不同，相應(yīng)的設(shè)計(jì)及施工方案也有差異。低等級(jí)道路，完成地質(zhì)勘探后，應(yīng)采用施工工藝進(jìn)行路面的局部鋪設(shè)，待路面硬化且不沉降時(shí)，鋪設(shè)表層路面，如此可優(yōu)化施工成本，同時(shí)測驗(yàn)軟土地基處理效果。市政道路等級(jí)較高，軟土地基分布范圍廣的狀況下，要對道路路基選用高標(biāo)準(zhǔn)加固材料進(jìn)行壓平加固，增強(qiáng)軟土地基穩(wěn)定性及硬度。如道路多坡道及彎道，要采用多部位勘探方式，提高軟土地基硬度處理標(biāo)準(zhǔn)。

3 市政道橋工程軟土施工常見問題

（1）地質(zhì)勘探工作不全面不細(xì)致。市政道橋工程在進(jìn)行施工之前需要全面勘探地質(zhì)狀況。某些市政道橋施工單位在工程立項(xiàng)后，出于成本節(jié)約等因素，對地質(zhì)勘探工作不夠重視，勘探計(jì)劃粗略不全面，導(dǎo)致軟土地基勘探不準(zhǔn)，如軟土面積測量不準(zhǔn)等，由此導(dǎo)致后續(xù)軟土施工出現(xiàn)安全隱含。

（2）軟土地基處理操作不當(dāng)。市政道橋工程施工地質(zhì)如以軟土為主，此時(shí)需要對其及時(shí)加固。在處理操作軟土地基時(shí)，某些施工單位采用不規(guī)范的施工工藝或操作技術(shù)，從而增大了軟土地基施工風(fēng)險(xiǎn)，對道路橋梁的使用年限造成損害。例如，未根據(jù)道橋等級(jí)選用高標(biāo)準(zhǔn)的加固材料；在對軟土進(jìn)行改造回填時(shí)，不按規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行碾壓操作等，都會(huì)導(dǎo)致軟土地基因處理不當(dāng)而增加道橋安全風(fēng)險(xiǎn)，如地基沉降過快等。

（3）軟土施工過程破壞硬殼層。道橋工程軟土地基施工需要對地基表面的硬殼層進(jìn)行防護(hù)，硬殼層主要發(fā)揮承重力作用，同時(shí)優(yōu)化軟土地基施工成本。在實(shí)際開展施工時(shí)，施工人員在選用施工設(shè)備及方法時(shí)主要考慮到施工進(jìn)度及成本等要素，容易對硬殼層造成破壞，進(jìn)而加劇了軟土地基沉降程度。

4 市政道橋工程軟土地基處理施工工藝

4.1 軟土土質(zhì)置換施工技術(shù)

如市政道橋工程所處區(qū)域存在大量軟土，可以通過開挖換填，將軟土加以置換，達(dá)到用優(yōu)質(zhì)土質(zhì)置換及填充土層軟土，進(jìn)而增強(qiáng)軟土地質(zhì)強(qiáng)度，降低軟土地質(zhì)不均勻沉降的目的。在具體選擇置換土壤時(shí)，可選擇粗粒土，發(fā)揮其承載力和穩(wěn)定性優(yōu)勢。市政道橋工程施工中，如發(fā)現(xiàn)施工過程中存在暗溝及淤泥質(zhì)土，為提高施工效果，在該類軟土地基處理上可首選土質(zhì)置換法[3]。采用軟土土質(zhì)置換施工技術(shù)，便捷性突出，操作方式簡便，可縮短軟土地基土壤改善的時(shí)間。但在具體選用時(shí)，優(yōu)質(zhì)土質(zhì)獲取產(chǎn)生了不小的施工成本，在具體應(yīng)用實(shí)踐中，可結(jié)合道橋建造等級(jí)及工程自身狀況，衡量工期、成本、人員等要素，確保軟土土質(zhì)置換施工技術(shù)能夠發(fā)揮應(yīng)有作用。

4.2 軟土地基強(qiáng)夯法及強(qiáng)夯置換法

市政道橋建設(shè)施工中，在軟土地基土質(zhì)進(jìn)行置換的基礎(chǔ)上，可以進(jìn)一步采用強(qiáng)夯法進(jìn)行施工。這一方法不涉及復(fù)雜的施工設(shè)備及技術(shù)要求，但在軟土地基處理效果上較理想。強(qiáng)夯法及強(qiáng)夯置換法經(jīng)濟(jì)性表現(xiàn)較好，同時(shí)在處理軟土地基環(huán)節(jié)效率高。強(qiáng)夯法采用100～400kN重錘，在6～40m落距下對軟土地基進(jìn)行夯實(shí)沖擊，降低軟土壓縮性，對軟土振動(dòng)液化條件加以改善。相比強(qiáng)夯法，強(qiáng)夯置換法在加固機(jī)理上及應(yīng)用范圍上較前者有所差異，一般而言，強(qiáng)夯置換法更多地適用于黏性高，土層較為軟弱的道橋施工區(qū)域。

4.3 軟土表層處理施工技術(shù)

軟土表層處理施工技術(shù)在處理及改善軟土地基時(shí)所起的效果也較好，在抑制地基變形及提高地基地表硬度方面優(yōu)勢明顯。軟土表層處理技術(shù)在具體應(yīng)用中，根據(jù)實(shí)際情況可采用砂墊層敷設(shè)及排水法等，實(shí)現(xiàn)土質(zhì)處理目的。該技術(shù)可配套機(jī)械化施工，以起到填土荷載均衡分布的效果。具體而言，可根據(jù)以下情況選擇處理方法，如軟土地質(zhì)面積大，含水量高，首選排水法，技術(shù)操作上，一是在軟土地表部位開挖溝槽，排出地表水，降低軟土地基表層含水量；二是選用具備良好透水性的施工材料，如碎石及沙粒，回填并壓實(shí)土層。如軟土地基土層分布不均勻，則可考慮使用敷設(shè)材料法，尤其是在沉降病害及強(qiáng)度變形概率高的軟土地基處理上，此法較適用。在敷設(shè)材料的選擇上，可選用土工布、玻璃纖維格柵、化纖無紡布，將其在軟土地基土質(zhì)表面敷設(shè)，發(fā)揮材料抗剪強(qiáng)度及抗拉強(qiáng)度強(qiáng)的特點(diǎn)，增加土層穩(wěn)定性，降低局部沉降概率。具體的材料選擇因地制宜，但要確保敷設(shè)材料的高強(qiáng)度。

4.4 軟土地基粉噴樁加固處理施工技術(shù)

市政道橋軟土地基粉噴樁加固處理施工技術(shù)適應(yīng)范圍廣泛，效果表現(xiàn)好，但相比其他施工技術(shù)工藝，該施工技術(shù)在施工工序及施工操作上具備較嚴(yán)格的要求。一是要在施工之前做好施工材料及施工技術(shù)的準(zhǔn)備，比如對市政道橋工程施工現(xiàn)場進(jìn)行土質(zhì)取樣及地質(zhì)檢驗(yàn)，一方面了解技術(shù)應(yīng)用區(qū)域，另一方面為添加劑配比提供參數(shù)依據(jù)。二是明確軟土地基粉噴樁加固處理施工標(biāo)準(zhǔn)，形成施工設(shè)計(jì)文件。三是清理道橋施工現(xiàn)場中的不規(guī)范區(qū)域，如低洼帶要進(jìn)行回填，對軟土地基地表進(jìn)行強(qiáng)化。四是確保加固處理施工技術(shù)所用的施工設(shè)備性能正常，檢驗(yàn)各項(xiàng)材料質(zhì)量表現(xiàn)。

4.5 軟土地基高壓旋噴樁施工技術(shù)

市政道橋高壓旋噴樁施工技術(shù)借助鉆機(jī)設(shè)備直入軟土土壤，然后借助高壓噴射，將水泥漿液噴射到軟土土壤內(nèi)部，起到強(qiáng)化強(qiáng)度表現(xiàn)的作用[4]。高壓旋噴樁施工技術(shù)可以在改良土壤中注入噴射流，沖擊破碎軟弱土層，然后在預(yù)定位置通過高強(qiáng)度混凝土等進(jìn)行置換補(bǔ)強(qiáng)，在軟土地基土壤內(nèi)形成強(qiáng)度高的樁體，從而提高軟土地基部位的承載應(yīng)力。通過該技術(shù)形成的樁體變形量不大，在市政公路路基施工中常見。但該技術(shù)形式需要配套高性能的機(jī)械設(shè)備裝置，基于其軟土處理的高效，在實(shí)際應(yīng)用中可結(jié)合道橋工程實(shí)際情況選用。

4.6 軟土地基深層攪拌樁施工技術(shù)

市政道橋工程深層攪拌樁施工技術(shù)通過將水泥等填充料及一定比例固結(jié)劑加入軟土地基，然后采用攪拌樁對軟土土質(zhì)進(jìn)行攪拌，待固結(jié)劑及水泥凝固后，形成穩(wěn)定性高的地基土體。應(yīng)用軟土地基深層攪拌樁技術(shù)，要提高土壤透水性，應(yīng)選用相應(yīng)的固結(jié)劑類型。通過深層攪拌，在軟土地基周邊會(huì)形成固形土體，在兩者融合下能夠產(chǎn)生帶有極高強(qiáng)度的復(fù)合型地基，從而大幅改善軟土土壤荷載應(yīng)力。軟土地基深層攪拌樁施工技術(shù)簡便高效，成本優(yōu)勢明顯，在市政道橋軟土地基施工實(shí)踐中較為常用。

5 結(jié)束語

市政道橋工程作為城市基建工程項(xiàng)目，在當(dāng)前城市化建設(shè)中不可或缺。在道橋施工面臨軟土地基狀況時(shí)，應(yīng)結(jié)合道橋建造等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)規(guī)范要求，對軟土地基進(jìn)行相應(yīng)處理，可綜合采用多種施工工藝，以提高軟土地基的強(qiáng)度及承載力，確保道橋工程使用周期壽命。