市政道路施工中軟土地基施工處理分析

楊鵬

（成都興華生態(tài)建設(shè)開(kāi)發(fā)有限公司，成都 610000）

1 引言

市政道路是每個(gè)城市的基礎(chǔ)建設(shè)工程，一定程度上反映了我國(guó)建筑工程的技術(shù)水平，也代表了城市形象。隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，以及人們對(duì)出行需求的不斷提升，對(duì)道路質(zhì)量有了更高的要求。軟土地基對(duì)道路工程質(zhì)量的影響比較大，如果沒(méi)有經(jīng)過(guò)科學(xué)處理，容易出現(xiàn)裂縫、沉降等問(wèn)題，影響出行安全。因此，對(duì)市政道路施工中軟土地基施工處理進(jìn)行分析具有重要意義。

2 軟土地基的主要特點(diǎn)

軟土地基是一種十分復(fù)雜的路基，指的是強(qiáng)度低、壓縮性高、含水量高的松軟土層。一般來(lái)說(shuō)路基中含有一定的有機(jī)物質(zhì)，軟土地基多分布在大江、大河、沿海以及降水量比較充沛的地區(qū)，強(qiáng)度低是其主要特點(diǎn)。如果軟土地基的含水量超過(guò)了臨界值，路基的穩(wěn)定性則會(huì)受到影響，無(wú)法滿足正常的行車(chē)需求。在市政道路施工過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)采取合適的手段來(lái)提升其承載能力與安全性。

2.1 塑性體積應(yīng)變

軟土路基的重要組成成分為絮凝狀態(tài)的沉積物，如果沒(méi)有外力影響或嚴(yán)重破壞，這種物質(zhì)的狀態(tài)具有一定強(qiáng)度，但是在外力沖擊下，沉積物會(huì)稀釋，具有流動(dòng)性，這種狀態(tài)下就容易出現(xiàn)側(cè)方滑動(dòng)。如果長(zhǎng)期受到重物的負(fù)荷，軟土層的形態(tài)結(jié)構(gòu)就會(huì)發(fā)生一定變化，地基穩(wěn)定性大受影響，引起沉降問(wèn)題。從大量研究不難發(fā)現(xiàn)，在市政道路施工中遇到軟土地基時(shí)，可以采取科學(xué)操作，從而保證建筑施工結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

2.2 結(jié)構(gòu)不均勻

軟土地基指的是抗剪強(qiáng)度低、壓縮性比較高的土質(zhì)，由于市政道路的跨度比較大，不同區(qū)域的土壤密度、強(qiáng)度等都有一定差異，尤其是在受力不均勻、操作力比較小的情況下，路基穩(wěn)定性嚴(yán)重不足[1]。施工完成之后如果沒(méi)有做好檢查和養(yǎng)護(hù)，路面就會(huì)出現(xiàn)較大裂縫，甚至影響深層結(jié)構(gòu)。

2.3 抗剪強(qiáng)度低

在對(duì)軟土路基進(jìn)行分析之后不難發(fā)現(xiàn)，土層密度比較小而且容易在外力作用下產(chǎn)生形變，抗剪強(qiáng)度嚴(yán)重不足[2]。這種情況下，會(huì)直接導(dǎo)致路面的沉降，影響行車(chē)的安全性。

3 市政道路工程軟土地基處理技術(shù)的應(yīng)用原則

市政道路工程應(yīng)當(dāng)按照一定的施工順序開(kāi)展，確保在合同規(guī)定的期限內(nèi)完成，各階段施工質(zhì)量都要符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)軟基進(jìn)行處理時(shí)，還應(yīng)當(dāng)考慮到后期的道路養(yǎng)護(hù)問(wèn)題，以實(shí)用性、可行性高的方案為主，確保達(dá)到項(xiàng)目建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)和要求。應(yīng)當(dāng)注重現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行考察，注意地下水、地質(zhì)、周?chē)煌?、地下管道、居民日常生活等情況。比如，強(qiáng)夯法、土層置換方法在應(yīng)用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較大的噪聲，應(yīng)該選擇小型施工機(jī)械，做好降噪處理工作，以免對(duì)居民的正常生活帶來(lái)干擾?，F(xiàn)場(chǎng)管理十分有必要，要將管理制度中的各方面要求落實(shí)到位，控制好工序銜接，避免施工過(guò)程中出現(xiàn)的地基沉降。此外，還要組建專業(yè)化的管理團(tuán)隊(duì)，關(guān)注施工細(xì)節(jié)，確保軟基處理技術(shù)、施工流程符合規(guī)范要求。

4 市政道路工程中軟土地基處理技術(shù)研究

4.1 土層置換處理技術(shù)

土層置換的主要目的在于提升施工區(qū)域土壤結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，用穩(wěn)定性和強(qiáng)度更高的材料來(lái)代替軟弱土層，確保路基強(qiáng)度符合要求，從而起到優(yōu)化其承載性能的作用。土層置換適用于土層比較薄的地基，在工程施工之前，需要安排專業(yè)人員前往現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行考察，如果發(fā)現(xiàn)地下水位比較低，土層置換技術(shù)也能夠起到良好的處理效果。這種技術(shù)可以分為人工置換法和強(qiáng)制置換法兩種操作手段，人工置換法需要依托專業(yè)團(tuán)隊(duì)，人工對(duì)現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)、地下水進(jìn)行調(diào)查，根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的換填材料，從而強(qiáng)化處理效果。滲水性、抗壓性能突出的粗粒，是土層換填的原材料，換填之后要用壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)，讓原材料自身優(yōu)勢(shì)得到最大化發(fā)揮。強(qiáng)制置換法就是用開(kāi)挖置換、爆破排淤的方式，將淤泥質(zhì)土、軟土排出。此外，拋石擠淤也是目前比較常用的軟土地基處理手段，就是將一定尺寸的石塊拋向低洼區(qū)域，排出積水。如果軟土中發(fā)現(xiàn)有橫坡，應(yīng)當(dāng)先處理高側(cè)，再處理低側(cè)，增加低側(cè)的拋石量。

4.2 排水固結(jié)處理技術(shù)

市政道路施工時(shí)，排水固結(jié)技術(shù)對(duì)軟土地基處理的效率也較高，適用于含水量比較高的軟土地基中，以保證地基的穩(wěn)定性[3-4]。如果在處理之后發(fā)現(xiàn)沒(méi)有取得理想效果，可以在地基中安裝排水管道，盡量保持豎直或水平，打造成排水井，起到優(yōu)化軟土地基邊界條件的作用，加快水分從孔隙中的排出。目前，最常用的排水固結(jié)技術(shù)有以下幾種：

1）砂井堆載預(yù)壓法。對(duì)于滲水性能比較差的飽和黏性軟土地基，砂井堆載預(yù)壓法的效果比較好，可起到壓實(shí)地基中土質(zhì)顆粒的作用，從而保證地基強(qiáng)度，加快土體固結(jié)的速率。

2）真空排水預(yù)壓法。用砂井、砂墊層對(duì)土體進(jìn)行固定處理，通過(guò)真空泵來(lái)抽出土體中的氣體，讓砂墊層始終保持真空狀態(tài)，加快水分排出，確保能夠取得理想的固結(jié)預(yù)壓效果。真空預(yù)壓的操作工藝比較簡(jiǎn)單，但并不適用于對(duì)地基有較高要求的市政道路工程中，也正是因?yàn)槿绱?，這種處理技術(shù)的應(yīng)用范圍并不廣。如圖1所示。

圖1 排水板真空預(yù)壓處理剖面示意圖

3）降水預(yù)壓法。主要原理在于，用井點(diǎn)抽水的方式降低地下水位，充分發(fā)揮了土體自重的作用，以達(dá)到預(yù)壓效果。

4.3 砂礫墊層處理技術(shù)

如果測(cè)量發(fā)現(xiàn)軟土地基的含水量比較高，但是絮凝狀的沉淀物含量比較低，這種情況下就可應(yīng)用砂礫墊層處理技術(shù)[5]。將砂石均勻地?cái)備佋诘鼗砻妫鶕?jù)設(shè)計(jì)要求來(lái)控制攤鋪厚度，以保證地基強(qiáng)度與密度。但如果測(cè)量發(fā)現(xiàn)軟土地基比較厚，砂石攤鋪均勻性得不到保障，地基平整度不夠，會(huì)對(duì)市政道路后期施工帶來(lái)一定影響。嚴(yán)格控制地基結(jié)構(gòu)的均衡性以及攤鋪厚度，一般在0.5~1.2 m，將穩(wěn)定性強(qiáng)的材料和軟土地基隔離開(kāi)來(lái)。砂石是比較理想的攤鋪材料，主要是以因?yàn)槠錆B水性能突出，具有排出水分的作用。部分市政道路工程對(duì)回填土有特殊要求，比如必須要使用粉土，在攤鋪時(shí)就要將粉土對(duì)砂墊層的影響考慮在內(nèi)，以免影響排水效果。地基處理時(shí)也要遵循一定的順序，從內(nèi)部向外部，采用分層壓實(shí)法，從而保證砂墊層的施工質(zhì)量。

4.4 化學(xué)加固處理技術(shù)

化學(xué)加固處理技術(shù)是以化學(xué)原理為基礎(chǔ)的，要應(yīng)用到化學(xué)材料，和軟土地基中的成分產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)之后，使之形成一個(gè)整體，從而增強(qiáng)地基的穩(wěn)固性，讓后期市政道路的順利開(kāi)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。目前，化學(xué)加固處理技術(shù)在軟土地基中得到了廣泛應(yīng)用，以粉噴樁復(fù)合地基技術(shù)為主，用特定的設(shè)備向軟土層運(yùn)送水泥或石灰，充分進(jìn)行攪拌，讓化學(xué)材料和軟土地基中的水分進(jìn)行反應(yīng)，使軟土形成堅(jiān)硬的固體，以保證地基承載能力。對(duì)于部分靠近湖泊的市政道路工程，項(xiàng)目所處環(huán)境的含水量非常高，土質(zhì)性質(zhì)發(fā)生了較大變化。為了避免對(duì)工程穩(wěn)定性造成影響，可以使用水泥攪拌技術(shù)來(lái)處理地基，在必要的情況下可摻入一定比例的水泥，使其與軟土路基中水分的融合更加充分，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化淤泥性質(zhì)的目的，保證抗壓能力，讓項(xiàng)目施工開(kāi)展得更為順利。此外，對(duì)軟土地基進(jìn)行處理時(shí)也可以將硅酸溶液通過(guò)金屬鑄管導(dǎo)入地下，在和軟土地基發(fā)生化學(xué)反應(yīng)之后形成固化物。

4.5 高強(qiáng)度夯實(shí)處理技術(shù)

高強(qiáng)度夯實(shí)處理技術(shù)即強(qiáng)夯法，可以在短時(shí)間內(nèi)提升軟土地基的抗壓強(qiáng)度，加快土壤中孔隙、水分的排出。高強(qiáng)度夯實(shí)對(duì)技術(shù)要求并不高，人力、物力和材料成本少，也是目前應(yīng)用比較普遍的處理方式之一。在應(yīng)用過(guò)程中，充分?jǐn)D壓軟土中的水分，加快水分排出，具體實(shí)施流程如下：

1）市政道路項(xiàng)目施工之前，安排專業(yè)人員前往現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行考察，了解軟土地基的厚度、面積，利用專業(yè)儀器設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，從而掌握該區(qū)域土質(zhì)的確切情況。以收集到的信息數(shù)據(jù)作為依據(jù)，選擇合適的夯實(shí)技術(shù)類型，確保能夠取得理想的處理效果。

2）選擇合適的施工機(jī)械設(shè)備，夯實(shí)地基，設(shè)置專門(mén)的監(jiān)督管理部門(mén)，檢測(cè)夯實(shí)度，確定夯錘吊起的高度、質(zhì)量、夯實(shí)次數(shù)、夯實(shí)頻率等，這是提升地基處理效果的重要手段。

3）施工人員要嚴(yán)格遵循技術(shù)要求與規(guī)范，避免為了追趕施工進(jìn)度而忽略部分關(guān)鍵步驟，對(duì)每一階段都要嚴(yán)格監(jiān)管。比如在用光輪碾壓機(jī)進(jìn)行處理時(shí)，按照標(biāo)準(zhǔn)用1/3重疊法對(duì)地基進(jìn)行劃分；在上一塊區(qū)域達(dá)到質(zhì)量要求之后，方可開(kāi)展后續(xù)作業(yè)，保證夯實(shí)的全面性。

4.6 注意事項(xiàng)

1）先處理軟基表層，隨后慢慢深入，提前做好充分的準(zhǔn)備工作，保證原材料性能和質(zhì)量。

2）在不影響工程質(zhì)量和處理效果的前提下，以經(jīng)濟(jì)性原則為主，同時(shí)還要注意技術(shù)應(yīng)用的難度大小。如果使用換填法，則要確保換填材料的強(qiáng)度、透水性符合要求。在充填土方時(shí)，遵循從中間向兩邊推進(jìn)的原則，填筑厚度控制在14 cm以內(nèi)。

3）強(qiáng)夯法是通過(guò)夯錘自由落體產(chǎn)生的重力，對(duì)地面進(jìn)行夯擊來(lái)達(dá)到處理效果的。為了加快土壤中水分與空氣的排出，降低孔隙率，可以適當(dāng)增加夯錘質(zhì)量與吊起的高度，從而實(shí)現(xiàn)軟土地基的處理效果。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，當(dāng)前我國(guó)市政道路建設(shè)數(shù)量和規(guī)模持續(xù)擴(kuò)增，由于項(xiàng)目建設(shè)跨度比較大，不可避免地會(huì)遇到軟土地基。作為最常見(jiàn)的一種地基類型，為了保證工程建設(shè)質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)采用合適的手段進(jìn)行處理。目前常用的軟土地基處理方式有很多，技術(shù)人員需要根據(jù)軟土地基的類型來(lái)選擇合適的方式，以提升處理效果，為市政道路施工的順利開(kāi)展創(chuàng)造良好條件。