市政道路工程軟土地基處理對策

曹立朋

摘 要：軟土地基處理對我國的市政道路工程規(guī)范化建設(shè)具有推動作用。目前，由于我國道路改革不斷推進(jìn)，道路工程施工的質(zhì)量和水平對于施工效率具有深遠(yuǎn)的影響，而道路工程施工中的軟土地基處理是施工中的關(guān)鍵，因此，為了優(yōu)化市政道路工程的施工質(zhì)量，本文以廣渠路東延道路工程路基施工為研究背景，首先，闡述了軟土地基的主要特點，即沉降大、土體分布不均勻、強(qiáng)度低;其次，提出市政道路工程軟土地基處理對策，供同行參考。

關(guān)鍵詞：市政道路工程;軟土地基;處理技術(shù);對策

中圖分類號：U416 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0 引言

北京市通州區(qū)廣渠路東延（怡樂西路～東六環(huán)路）是廣渠路的一部分，起點接怡樂西路高架橋、終點與東六環(huán)相交，全長約7.6 km，該道路分為地面道路及地下道路兩系統(tǒng)，地面道路結(jié)合景觀設(shè)計為景觀大道，地下道路為交通隧道與綜合管廊共構(gòu)的地下隧道。不管是在市政道路工程還是在一般的建筑工程中，地基都是基礎(chǔ)施工的重要環(huán)節(jié)，同時地基施工的質(zhì)量也會對整個建設(shè)項目質(zhì)量帶來較大的影響。因此，當(dāng)遇到這種地基時，如果不能采取科學(xué)的措施進(jìn)行處理，不僅會影響工程質(zhì)量，嚴(yán)重時還會帶來巨大的安全風(fēng)險。因此，如果在市政道路施工過程中遇到軟基問題，相關(guān)技術(shù)人員需采取相應(yīng)措施，提高軟基的承載力、強(qiáng)度和穩(wěn)定性，從而可靠地保證道路工程的施工效果。

1 軟土地基的特點與危害

1.1 沉降量偏大

軟土中天然水分較多，滲透性較低。前人研究指出，軟土地基中天然水含量為50%～70%，華北部分地區(qū)甚至高達(dá)200%。隨著土層含水量的增加，其柔軟度也會增加，還會表現(xiàn)出軟土的流變性和不均勻性等病害，會降低地基的承載力。在工程實際應(yīng)用階段，在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件內(nèi)力、變形外力等多種因素的作用下，壓力會變大，工程甚至?xí)媾R沉降甚至坍塌的風(fēng)險。如果沉降問題得不到有效控制，一方面會增加后續(xù)施工作業(yè)的難度，另一方面路基會逐漸出現(xiàn)不規(guī)則沉降。

1.2 土壤質(zhì)量分布不均

我國幅員遼闊，不同地區(qū)的水文地質(zhì)條件差異較大，使得軟土地基的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，會出現(xiàn)各種成分的混合土。不同成分的土壤排列深度不同，使得不同土層的密度不同，各土層的性能和承載力數(shù)據(jù)大不相同，對地基的影響也不同。如果軟土地基在施工前沒有得到有效處理，必然會導(dǎo)致工程基礎(chǔ)環(huán)節(jié)強(qiáng)度不足，進(jìn)而導(dǎo)致市政道路工程施工后地面部分不均勻沉降。

1.3 強(qiáng)度較低

市政道路工程是一項長期的民生工程，對使用壽命和整體質(zhì)量有嚴(yán)格的要求。但由于施工環(huán)境的特殊性，地基通常含水量較高，同時存在結(jié)構(gòu)軟弱、土體強(qiáng)度不足的現(xiàn)象。如果軟土地基在施工階段沒有得到有效處理，可能剛施工完沒有明顯的病害現(xiàn)象，但在后續(xù)使用中，隨著地基上的壓力不斷增大，可能會造成工程結(jié)構(gòu)變形、開裂或坍塌，抗震能力較弱，不僅影響工程的使用壽命，還嚴(yán)重威脅來往居民的生命安全。

2 軟土地基處理原則

在市政道路工程中，面對復(fù)雜的軟土地基條件，有必要闡明和掌握軟土地基處理的原則。（1）在施工設(shè)計中，應(yīng)準(zhǔn)確計算基礎(chǔ)荷載，特別是在市政道路工程施工的準(zhǔn)備階段，應(yīng)根據(jù)其上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計形式確定基礎(chǔ)荷載的具體值，并以此為基礎(chǔ)設(shè)計樁基，以適當(dāng)提高軟土地基處理的期望值，使其地基承載力達(dá)到更高的水平。而且，地質(zhì)分析是軟土地基處理的前提，關(guān)系到樁基的應(yīng)用效果;（2）要重視環(huán)境因素的分析。軟土地基處理需要系統(tǒng)的措施作為支撐，不同的處理技術(shù)，如置換、灌漿和攪拌樁，或多或少與環(huán)境因素有關(guān)。軟土地基處理前要積極消除環(huán)境因素的影響，確保后續(xù)路基的有序施工;（3）對土層進(jìn)行監(jiān)測，為有效掌握地基土層情況，應(yīng)采取監(jiān)測措施，加強(qiáng)軟土地基的施工管理，使地基質(zhì)量得到很好的控制;（4）重視機(jī)械設(shè)備管理，軟土地基處理需要專業(yè)的機(jī)械設(shè)備。軟土地基施工和處理單位應(yīng)有完善的機(jī)械化應(yīng)用機(jī)制，保證軟土地基處理所需的力學(xué)性能。

3 市政道路工程軟土地基處理對策

3.1 粉噴樁技術(shù)

這種技術(shù)常用于處理軟土地基，尤其是處理穩(wěn)定性有偏差的地基。具體做法是用機(jī)械設(shè)備鉆孔，然后在一定壓力下將固化劑壓入地基。固化劑與水相互作用，產(chǎn)生一定的化學(xué)反應(yīng)。這種接觸方式降低了軟土地基中的含水量，起到了加固軟土地基的作用。水泥和石灰是施工階段常用的固化劑，但水泥作為主要原材料的應(yīng)用率相對較高。開工前，需認(rèn)真勘察工程地質(zhì)條件，記錄現(xiàn)場高程數(shù)據(jù)和土工試驗相關(guān)資料等，并在此基礎(chǔ)上規(guī)劃設(shè)計DJM樁的位置。在實際應(yīng)用中，還應(yīng)注意參數(shù)配比，其對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)是樁的強(qiáng)度，結(jié)合工程實際合理調(diào)整參數(shù)配比，有利于提高樁的穩(wěn)定性。為了保證DJM樁的強(qiáng)流動性，在混凝土施工階段可以摻入一些石膏或硫酸鈉等材料，這也有助于提高養(yǎng)護(hù)效果。隱形DJM樁形成后，將有效地提高地基承載力，保證后期施工的順利進(jìn)行。通過鋪設(shè)粘性土和砂墊層，地基的平整度和穩(wěn)定性能更好地滿足設(shè)計要求。在實際施工中，需要準(zhǔn)確控制鉆機(jī)的鉆孔深度和噴粉標(biāo)高，使樁長達(dá)標(biāo)。一般建議采用間接攪拌法復(fù)合DJM樁，并及時檢測水與水泥粉的結(jié)合程度，以保證該處理技術(shù)應(yīng)用過程的順利進(jìn)行，保證軟土地基的處理效果。

3.2 換填處理法

換填法是用高密度、高硬度、符合承載力標(biāo)準(zhǔn)的土來代替原有的路基土，從而有效地改善土的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)土的穩(wěn)定性和承載能力，減少因軟土結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定而引發(fā)道路工程的質(zhì)量問題或安全事故。但這種換填方法只適用于部分市政道路工程的淺層軟土地基，即軟土地基深度為2～3 m時可采用，如果軟土地基超過這個深度，就不適合這種方法。因為這種方法耗費大量的人力物力，而且太深的軟土地基無法高效拆除，還會導(dǎo)致施工進(jìn)度嚴(yán)重放緩。因此，在使用換填法處理軟土地基時，應(yīng)充分考慮各種環(huán)境因素、技術(shù)設(shè)備因素、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)尺寸等，使該方法得到有效利用，達(dá)到改進(jìn)路基結(jié)構(gòu)的目的。

3.3 強(qiáng)夯法施工

這種施工處理方法是基于軟土地基的軟土層而發(fā)展起來的，由于軟土層土質(zhì)松軟，抗壓能力差，很難采用強(qiáng)度壓力法。針對上述情況，為提高該類地基的抗壓能力，可采用高強(qiáng)壓實法將軟土地基中的大量水分?jǐn)D出。當(dāng)含水量降低時，軟土地基的堅固性和抗壓能力將得到提高。目前大多數(shù)施工人員會使用20 t左右的重錘，在距離地面15 m左右的位置對軟土層施加沖擊力。在短時間內(nèi)，土層會在大能量的沖擊下發(fā)生物理變形，擠掉土中的水分，進(jìn)而對土體進(jìn)行固結(jié)，增強(qiáng)其抗壓強(qiáng)度。具體施工過程如下：（1）清理場地，主要是平整施工場地;（2）確定第一次壓實的位置，并做好相應(yīng)的標(biāo)記，準(zhǔn)確測量場地標(biāo)高;（3）安裝起重機(jī)，將夯錘對準(zhǔn)夯點;（4）正式壓實作業(yè)前，派專人檢測錘擊標(biāo)高;（5）抬起夯錘，然后放下，測量錘頂標(biāo)高值。如果通過測量發(fā)現(xiàn)錘子歪斜，應(yīng)及時分析原因并進(jìn)行整改。如果是坑底不平造成的，應(yīng)填平坑底。重復(fù)操作上述施工程序，可順利完成第一次壓實任務(wù)，配合使用推土設(shè)備將夯坑壓平，測量場地標(biāo)高;然后繼續(xù)反復(fù)夯實，用40 t振動壓路機(jī)碾壓路面。在具體的施工活動中，搗固機(jī)容易出現(xiàn)異常情況，可能會延誤工期或降低搗固質(zhì)量，嚴(yán)重時會對現(xiàn)場工人的生命安全造成威脅。因此，在搗固開始前，應(yīng)仔細(xì)檢查機(jī)器，以確保其正常運行。

3.4 排水處理法

市政道路工程施工中，需要進(jìn)行有效的排水工作，以保持軟土地基自身的抗壓承載力。市政道路工程施工過程中，主要采用垂直排水井進(jìn)行排水，可在天然土層中增設(shè)垂直排水管，采用排水處理方法進(jìn)行排水。一般的排水處理方法包括加載預(yù)壓排水固結(jié)法和排水板處理法等。在實施排水處理的過程中，需要先對含水量較多的軟土進(jìn)行處理，并在軟土地基附近的適當(dāng)位置設(shè)置溝槽，逐步排除軟土中的水分，從而減小軟土的內(nèi)部孔隙間隙，促進(jìn)軟土地基的固結(jié)變形，從而提高軟土層的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和承載力，減少沉降。加載預(yù)壓排水固結(jié)法主要是根據(jù)地基條件合理布置排水盲溝，在地基上端連接塑料排水袋或設(shè)置砂墊，形成排水通道，有效排出積水。然后對基礎(chǔ)進(jìn)行超載預(yù)壓，并通過重力錘或碾壓進(jìn)行加壓，以增強(qiáng)基礎(chǔ)的承載力。排水板處理方法主要采用塑料排水板，安裝在基礎(chǔ)排水體內(nèi)，形成橫向排水通道，達(dá)到排水效果。

3.5 碎石樁加固技術(shù)

在素填土以及軟弱黏土的區(qū)域，通常采用碎石樁加固作為核心支撐，這就需要施工單位從多樣化的角度確定要選擇的孔位，然后使用相應(yīng)的振動設(shè)備完成沖擊工作。水壓鉆進(jìn)時，需要嚴(yán)格操作，確?？椎捉Y(jié)構(gòu)不被破壞，否則要及時停止施工。清孔時，需要反復(fù)降低泥漿中的含砂量，然后用砂石填充，開始振動。基于此，可以有效減少砂石之間的空隙，將碎石擠壓到周圍的粘土中，從而提高孔的密實度和碎石樁的強(qiáng)度，從而提高軟土地基的抗壓和抗沉降性能。采用碎石樁加固技術(shù)時，摻入粉煤灰和水泥可大大改善其性能。

3.6 化學(xué)固結(jié)法

這種處理方法的成本高于排水固結(jié)法，但可以獲得更有效的處理效果。在實際工程中，當(dāng)常規(guī)的經(jīng)濟(jì)的軟基處理方法不適用于現(xiàn)場時，通常采用這種方法。而且隨著科技的不斷進(jìn)步，各種新型處理材料正在進(jìn)入市場，新材料可以更有效地提高軟土地基的穩(wěn)定性。具體施工方法包括深層攪拌法、高壓噴漿法、注漿法等。深層攪拌法是在軟土地基中摻入固化劑凝結(jié)軟土地基，從而提高其強(qiáng)度和穩(wěn)定性;高壓噴漿法的原理與注漿法相似，混凝土漿液分別通過高壓氣流、氣壓和水壓填充裂縫，有效增強(qiáng)了軟土地基的綜合性能，提高了市政道路工程的整體質(zhì)量。

4 結(jié)束語

綜上所述，在市政道路工程施工中，軟土地基是最常見但也是最危險的因素之一，它將直接影響到道路工程的整體質(zhì)量。施工單位相關(guān)部門和作業(yè)隊伍要加強(qiáng)對軟土地基處理的重視，深刻認(rèn)識軟土地基的特點和危害，結(jié)合實際施工環(huán)境，科學(xué)選擇合適的軟土地基處理方法，全面提高軟土地基的綜合性能，讓我們的市政道路工程更安全、更長久地為人民服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

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