軟土地基處理技術(shù)在市政路橋工程施工中的運(yùn)用分析

龔婷婷

（福建成森建設(shè)集團(tuán)有限公司，福建 龍巖364000）

軟土地基，實(shí)質(zhì)上就是強(qiáng)度偏低但壓縮量卻處于較高水平的軟土層，并且軟土內(nèi)含有大量黏土、粉土等微小顆粒。鑒于軟土地基強(qiáng)度差、沉降量偏大以及長(zhǎng)期難以達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的現(xiàn)實(shí)狀況，成為了市政路橋工程施工建設(shè)中的難點(diǎn)，若不能有效處理，則不僅會(huì)降低工程建設(shè)質(zhì)量，還可能引起安全事故。故而，在路橋工程施工中為了能有效應(yīng)用軟土地基，施工方要參照工程現(xiàn)場(chǎng)與路橋工程特征，選擇相應(yīng)的技術(shù)方法去處理軟土地基，改善軟土地基的性能，確保路橋施工活動(dòng)安全、有序推進(jìn)。

1 軟土地基的特征

1.1 沉降量偏大

軟土內(nèi)有較多的天然水且其透水性偏低，既往有研究指出，軟土地基內(nèi)天然水的含量為50%～70%，在南方部分地區(qū)含水量甚至高達(dá)200%。伴隨土層內(nèi)含水量的增加，其松軟度也會(huì)隨之提高，且也會(huì)呈現(xiàn)出軟土流變性與不均勻性等病害，降低地基的承載能力。在工程現(xiàn)實(shí)應(yīng)用階段，在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件內(nèi)力及變形的外力等諸多因素的作用下，會(huì)導(dǎo)致壓力偏大，工程項(xiàng)目時(shí)刻面臨著沉降甚至塌陷的風(fēng)險(xiǎn)，沉降問(wèn)題若得不到有效控制，一方面會(huì)增加后續(xù)施工作業(yè)難度，另一方面也會(huì)逐漸出現(xiàn)不規(guī)則沉降[1]。

1.2 壓縮性較大

因軟土地基內(nèi)有機(jī)物含量偏高，對(duì)外呈現(xiàn)出松軟樣態(tài)，外加土質(zhì)的孔隙偏大，故而具體實(shí)踐中需在較大范圍內(nèi)對(duì)軟土地基進(jìn)行壓縮處理，特別是在路橋工程內(nèi)，若軟土地基處理不到位，其具有較強(qiáng)的壓縮性，不僅會(huì)降低工程自身的耐久性，也可能會(huì)對(duì)周邊建筑物及道路安全性形成不良影響，引起路基坍塌、邊坡錯(cuò)位等不良情況，不利于人們順利、安全出行。故而，路橋工程施工階段，應(yīng)給予軟土地基壓縮性較強(qiáng)這一特征較高重視。

1.3 承載力不夠

受軟土地基內(nèi)天然水含量較高及壓縮性偏強(qiáng)特性的影響，造成地基自體承受荷載的能力也隨之跌落，這樣一來(lái)當(dāng)承載量過(guò)大時(shí)，則會(huì)對(duì)軟土地基形成強(qiáng)制性的壓縮作用，對(duì)地基結(jié)構(gòu)完整性造成一定損傷，以致在較大范圍內(nèi)發(fā)生沉降現(xiàn)象。剖析既往多起路橋工程安全事故的成因，承載力不夠是主要原因之一。

2 路橋施工階段處理軟土地基的基本思路

2.1 因地制宜

不同地區(qū)的軟土地基含水量、疏松度等之間存在一定差異，針對(duì)土質(zhì)特性的差別，要結(jié)合實(shí)際特性，有針對(duì)性地采取相應(yīng)處理技術(shù)方法。這就預(yù)示著路橋工程正式施工前，要指派工程人員前往現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地考察，盡可能獲得工程現(xiàn)場(chǎng)最詳細(xì)的資料。例如，若工程建設(shè)場(chǎng)區(qū)是黏性土，則要采用相應(yīng)的壓實(shí)技術(shù)，以防施工活動(dòng)中部分操作擾動(dòng)地基，使地基的完好性得到一定保障；若為砂性土質(zhì)，則建議采用擠壓聯(lián)合壓實(shí)的方法進(jìn)行處理，例如砂樁與振動(dòng)壓實(shí)技術(shù)等，借此方式改善地基結(jié)構(gòu)初有的流動(dòng)性。

2.2 結(jié)合道路實(shí)際要求進(jìn)行處理

不同路橋工程建設(shè)階段，提出的施工要求也是存在差異性的，特別是在等級(jí)不同的工程項(xiàng)目中，其平整性和穩(wěn)定性要求也有一定區(qū)別。大部分情況下，伴隨著路橋工程等級(jí)的提升，就需要配合使用更強(qiáng)勁的工藝處理地基，實(shí)現(xiàn)對(duì)地基沉降問(wèn)題的有效控制。若路橋工程的等級(jí)相對(duì)較低，則推薦施工方采用加載技術(shù)等進(jìn)行處理[1-2]。另外，處理路橋軟土地基階段，也需要全面考慮路橋的實(shí)際形狀、設(shè)計(jì)寬度及高度等，在此基礎(chǔ)上選擇最適宜的地基處理施工工藝。一般情況下，當(dāng)路堤偏低且較寬時(shí)，如若采用換填技術(shù)方法處理軟土地基，很可能對(duì)路堤結(jié)構(gòu)造成一定損傷；而對(duì)于設(shè)計(jì)高度相對(duì)較大、穩(wěn)定性欠佳的路堤，采用加載技術(shù)處理地基取得的效果是極為顯著的。

2.3 考慮周圍環(huán)境

處理路橋工程軟土地基階段，時(shí)常會(huì)對(duì)周圍建筑物、交通運(yùn)輸?shù)刃纬韶?fù)面影響。鑒于以上情況，施工方應(yīng)給予軟土地基施工工藝選擇過(guò)程較高重視，綜合考慮震動(dòng)、噪聲以及環(huán)境污染等因素，力爭(zhēng)將施工工藝應(yīng)用階段對(duì)周邊環(huán)境形成的影響降至最低。

3 路橋工程中軟土地基處理技術(shù)的應(yīng)用

3.1 粉噴樁技術(shù)

這是經(jīng)常用于處理軟土地基的技術(shù)類型，特別是在處理穩(wěn)定性偏差的地基方面表現(xiàn)出良好效能。具體實(shí)踐中采用機(jī)械設(shè)備鉆孔，而后在一定壓力作用下將固化劑壓進(jìn)地基內(nèi)，固化劑與水相互作用并發(fā)生一定的化學(xué)反應(yīng)，接觸方式降低軟土地基內(nèi)的含水量，發(fā)揮固結(jié)軟土地基的作用。施工階段水泥、石灰是常用的固化劑，相比之下水泥作為主要原料的應(yīng)用率相對(duì)較高。在開(kāi)工前需認(rèn)真勘察工程地質(zhì)條件，真實(shí)記錄原地高程數(shù)據(jù)及土工試驗(yàn)相關(guān)信息等，以此為基礎(chǔ)規(guī)劃設(shè)計(jì)粉噴樁位。現(xiàn)實(shí)運(yùn)用中也要關(guān)注參數(shù)比這一指標(biāo)，其對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)是樁強(qiáng)度，結(jié)合工程實(shí)際狀況合理調(diào)整參數(shù)比，有益于提升成樁的穩(wěn)定性[3]。為確保粉噴樁有較強(qiáng)的流動(dòng)性，在具體施工階段可以摻入適量石膏或硫酸鈉等材料，還有助于改善固化效果。隱形粉噴樁形成后，將會(huì)提高地基的承載能力，確保后期施工作業(yè)順利推進(jìn)，可以通過(guò)鋪設(shè)粘性土及砂土墊層，使地基平整度與安穩(wěn)性更能符合設(shè)計(jì)要求。在現(xiàn)實(shí)施工中，要精準(zhǔn)控制鉆機(jī)下鉆深度與噴粉高程等指標(biāo)，借此方式使樁體長(zhǎng)度達(dá)標(biāo)。一般建議利用間接性攪拌方法復(fù)合粉噴樁，適時(shí)試驗(yàn)檢測(cè)水分與水泥粉的結(jié)合程度，確保該項(xiàng)處理技術(shù)應(yīng)用過(guò)程的順暢性，也能使軟土地基處理效果得到更大保障。

3.2 排水技術(shù)

鑒于軟土地基內(nèi)天然水含量較高這一實(shí)際狀況，排出水分也是常用的處理方法之一。參照市政工程及市場(chǎng)現(xiàn)狀的現(xiàn)實(shí)狀況，選用適宜的方法盡可能地排出更多的水分，借此方式去提升軟土地基的安穩(wěn)性。通常情況下，排水技術(shù)有表層與深層排水技術(shù)之分，經(jīng)常會(huì)配合使用以上兩種技術(shù)處理軟土地基，進(jìn)而將排水技術(shù)的實(shí)用價(jià)值充分發(fā)揮出來(lái)。

表層排水實(shí)質(zhì)上就是將一層砂石鋪設(shè)在軟土的基礎(chǔ)之上，進(jìn)而降低地基的含水量。實(shí)踐中若能配合使用壓力排水與砂墊層，則能取得更好的排水處理效果，排出更多的水分，促進(jìn)軟質(zhì)土層的固結(jié)沉降過(guò)程，使地基的安穩(wěn)性得到更大保障，為后期施工作業(yè)順利推進(jìn)奠定良好基礎(chǔ)[4]。

深層排水是處理軟土工程的核心技術(shù)，其和表層排水技術(shù)之間存在顯著差異，一般是配合擠密技術(shù)實(shí)現(xiàn)深層排水，并要配合使用排水井實(shí)現(xiàn)協(xié)同作業(yè)，進(jìn)而優(yōu)化軟土地基的處理效果。在采用該項(xiàng)技術(shù)時(shí)，施工人員先將擠密設(shè)備打進(jìn)地基內(nèi)，而后利用設(shè)備自帶的較強(qiáng)壓力擠壓出水分，排水井將其排送至外界，地基在喪失水分的過(guò)程中會(huì)慢慢固結(jié)。在采用深層排水技術(shù)前，要認(rèn)真檢測(cè)出現(xiàn)場(chǎng)軟土地基的真實(shí)厚度與含水量，而后嚴(yán)格依照相關(guān)規(guī)范程序操作相應(yīng)技術(shù)，優(yōu)化軟土地基的處理效果。

3.3 強(qiáng)夯法施工

該種施工處理方法是基于軟土地基土質(zhì)松軟這一特性開(kāi)發(fā)出的，因軟土層土質(zhì)較松軟、抗壓性差，故而采用強(qiáng)度施壓法存在較大難度。鑒于以上情況，為提高該類地基的抗壓性，可以采用高強(qiáng)度夯實(shí)方法，借此方式擠壓出軟土地基內(nèi)的大量水分，含水量減少時(shí)軟土地基的牢固性、抗壓能力均會(huì)提升。

當(dāng)下，多數(shù)施工方會(huì)選用約20t的重錘，在和地面相距15m左右的位置給軟土層施加沖擊力，在較短時(shí)間內(nèi)，使土層在較大能量的沖擊下發(fā)生物理形變，擠出土壤內(nèi)的水分，而后土壤發(fā)生固結(jié)，增強(qiáng)其抗壓強(qiáng)度。具體施工流程如下[5]：（1）清場(chǎng)，以平整施工場(chǎng)地為主；（2）確定第一次夯實(shí)的點(diǎn)位，并進(jìn)行相應(yīng)標(biāo)注，精確測(cè)量出場(chǎng)地的高程；（3）安設(shè)起重機(jī)，夯錘對(duì)準(zhǔn)夯實(shí)點(diǎn)位；（4）在正式夯實(shí)操作前，指派專人檢測(cè)錘定高程；（5）起吊夯錘，而后下落，測(cè)量錘頂高程值。若測(cè)量發(fā)現(xiàn)錘出現(xiàn)歪斜情況，則要分析原因，及時(shí)整頓，如果是坑底不平整引起的，則需對(duì)坑底采用填平處理。重復(fù)運(yùn)作以上施工工序能較順利地完成首次夯實(shí)任務(wù)，并配合使用推土設(shè)備推平夯坑，測(cè)量場(chǎng)地的高程；而后繼續(xù)反復(fù)夯實(shí)，配合使用40t振動(dòng)式壓路機(jī)碾壓路面。在具體施工活動(dòng)中，夯機(jī)容易發(fā)生異常狀況，可能會(huì)拖延工期或降低夯實(shí)質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員生命安全構(gòu)成威脅，故而夯實(shí)開(kāi)工前要認(rèn)真檢查機(jī)械，確保其能正常運(yùn)行。

3.4 化學(xué)加固處理

該種加固技術(shù)主要包括兩種，一是電化學(xué)加固，二是硅化加固，綜合分析路橋工程的現(xiàn)實(shí)施工情況，大部分施工方傾向選用電化學(xué)加工方法處理軟土地基，其能較好地解除該類地基施工階段存在的問(wèn)題。硅化加固方法主要是在砼施工階段配合使用多孔金屬灌注管，將硅酸溶液灌注至相應(yīng)土層內(nèi)，該種加固方式能獲得較充足的加固時(shí)間與加固半徑，能較好地改善土壤的滲透性與黏度，實(shí)際施工時(shí)，可參照土層特征還可以選用單孔灌注方法。

3.5 換填土處理

換填土技術(shù)同樣是當(dāng)下路橋工程施工階段處理軟土地基的常用工藝，其原理是利用優(yōu)質(zhì)土將原有的軟土層取而代之，進(jìn)而優(yōu)化原有軟土地基的性能，提升地基的處理效果，能十分有效地控制軟土地基沉降問(wèn)題[6]。填料的選擇情況是影響換填土處理技術(shù)應(yīng)用效果的主要因素，建議施工方最好選用透水性較好的土質(zhì)作為填料。若是處于常水位之下的填土，禁止選擇非透水性土作為填料，在填筑操作時(shí)，整個(gè)過(guò)程均要遵照中心向兩側(cè)的分層式填筑順序，并嚴(yán)格控制各層的填筑厚度。砂墊層、墊層法與強(qiáng)夯擠淤法等是常用的換填法，其優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在便捷性、靈活性方面。

3.6 加載壓實(shí)處理

該項(xiàng)施工處理技術(shù)是一種靜態(tài)固結(jié)方法，具體是一個(gè)外表載荷，人為促進(jìn)土體壓縮的過(guò)程，進(jìn)而出現(xiàn)超載沉降情況，借此方式實(shí)現(xiàn)處理軟土地基的目標(biāo)[7]。但是通過(guò)回歸既往工程施工實(shí)踐歷程，不難發(fā)現(xiàn)單純采用加載技術(shù)難以明顯提高地基的承載力，故而該項(xiàng)技術(shù)需配合其他技術(shù)方法處理地基。在使用加載技術(shù)前要認(rèn)真分析軟土層的厚度與含水量，科學(xué)計(jì)算出加載的重量，若超出限定區(qū)間時(shí)則不推薦采用該技術(shù)。加載壓實(shí)技術(shù)的核心是降低地下水位，加載操作階段可以通過(guò)打進(jìn)鋼板去使地基穩(wěn)定性得到更大保障，將其對(duì)周邊建筑與土體形成的影響降至最低。另外，該項(xiàng)處理技術(shù)應(yīng)用階段一定要加強(qiáng)加載速度增加過(guò)程的控制，每次加載均要確保地基穩(wěn)定以后再進(jìn)行。

4 結(jié)束語(yǔ)

軟土地基是當(dāng)下影響市政路橋工程施工質(zhì)量的主要因素之一，故而必須處理好軟土地基，進(jìn)而確保路橋施工安全、有效推進(jìn)。在具體實(shí)踐中，施工方要認(rèn)真勘測(cè)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)條件，以最嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度分析軟土地基特征、性質(zhì)等，在此基礎(chǔ)上選擇適宜的處理工藝，并加強(qiáng)各工序的質(zhì)量控制，確保工藝應(yīng)用效果符合軟土地基的加固要求，輔助提升路橋工程基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的安穩(wěn)性。