道路施工技術(shù)中軟基施工加固技術(shù)的運(yùn)用探討

汪惠強(qiáng)

（中鐵國(guó)際集團(tuán)有限公司，北京 100039）

0. 引言

當(dāng)前道路工程數(shù)量、規(guī)模逐漸增大，工程所面臨的地質(zhì)結(jié)構(gòu)條件和地貌類型也會(huì)更加多樣，會(huì)帶給道路工程施工一定的挑戰(zhàn)。結(jié)合常見(jiàn)的軟土地基而言，在其具有的壓縮系數(shù)高、抗剪強(qiáng)度低、觸變性強(qiáng)和孔隙比較高等方面的特點(diǎn)下，需要施工單位做好軟基加強(qiáng)工作，不過(guò)當(dāng)前在施工單位不能有效了解各類加固技術(shù)的原理和適用范圍時(shí)，不能有效做好加固技術(shù)的應(yīng)用，同時(shí)在設(shè)備、人員管理和工前勘測(cè)工作不足下，也限制了軟基施工加固技術(shù)的應(yīng)用，因此有必要對(duì)具體的技術(shù)和應(yīng)用措施進(jìn)行分析，發(fā)揮軟基加固技術(shù)的價(jià)值。

1. 軟土地基的特點(diǎn)

對(duì)于軟土地基而言，是一種含水量較高的地基，一般在水流環(huán)境下形成。地基具有含水量高的特點(diǎn)，其上方的施工無(wú)法在地基固結(jié)的基礎(chǔ)上穩(wěn)定開(kāi)展，軟土地基的承載性較差，需要借助一定的加固技術(shù)對(duì)軟土地基進(jìn)行加固處理，以某地區(qū)的軟土地基施工為例，軟土地基參數(shù)可以參考表1。

表1 軟土地基各參數(shù)

1.1 壓縮系數(shù)比較高，抗剪強(qiáng)度低

對(duì)于軟土地基而言，有著壓縮系數(shù)高和抗剪強(qiáng)度低的特點(diǎn)，在實(shí)際的土層上方施工中，會(huì)在外力的作用下加大軟土基地的軟土孔隙，進(jìn)而會(huì)提高壓縮系數(shù)，不利于上方建筑的施工。同時(shí)，軟土地基在自身強(qiáng)度不高的情況下，容易受到外部力量降低抗剪強(qiáng)度，需要在道路施工中，關(guān)注軟土地基的壓縮系數(shù)、抗剪強(qiáng)度特點(diǎn)，積極做好應(yīng)對(duì)技術(shù)的選擇和應(yīng)用，避免道路施工過(guò)程中出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，發(fā)揮道路工程的經(jīng)濟(jì)性能和社會(huì)效益。

1.2 觸變性、流變性較強(qiáng)

當(dāng)軟土地基本身的結(jié)構(gòu)處于完整的狀態(tài)時(shí)，會(huì)在外力的作用下影響軟土地基的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，進(jìn)而使軟土地基具有一定的蠕變和流動(dòng)特點(diǎn)。當(dāng)軟土地基沒(méi)有受到外部力量的影響下，也有可能在時(shí)間的推移下，軟基自身出現(xiàn)流動(dòng)性的特點(diǎn)。對(duì)于軟土地基而言，觸變性、流變性是其基本的特點(diǎn)，需要在進(jìn)行加固處理中，重點(diǎn)關(guān)注軟土地基的結(jié)構(gòu)變化，在了解對(duì)軟土地基的施加作用力強(qiáng)度后，實(shí)現(xiàn)對(duì)軟基的有效加固。

1.3 含水量、孔隙較高

當(dāng)前軟土地基有著孔隙高和含水量高的特點(diǎn)，當(dāng)?shù)鼗荒芗皶r(shí)進(jìn)行排水工作時(shí)，會(huì)加大軟土地基的空隙，進(jìn)一步導(dǎo)致軟土地基的不穩(wěn)定性。軟土地基的結(jié)構(gòu)主要由黏土粒與粉土粒構(gòu)成，在黏土粒所具有的負(fù)電荷較多特性下，會(huì)在暴露空氣的條件下，不斷吸收空氣中的水蒸氣，進(jìn)而增大軟土地基的含水量，因此需要在道路施工處理軟土地基時(shí)，基于含水量高和孔隙大的特點(diǎn)合理選擇加固技術(shù)。

2. 軟基加固中各技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

2.1 排水板加固技術(shù)

排水板加固法是一種較為常見(jiàn)的軟基加固法，其原理是通過(guò)對(duì)先進(jìn)插板設(shè)備的使用，將排水板置于軟土地基中，借助排水板將軟土地基中的水分進(jìn)行吸收并排出，可以有效對(duì)軟土地基中的水量進(jìn)行控制，進(jìn)而為后續(xù)的軟土地基壓實(shí)工作奠定基礎(chǔ)，提高加固效果。對(duì)于排水板加固法而言，有著成本投入低和操作簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，在具有較高的可行性和材料已購(gòu)買(mǎi)的情況下，綜合加固效果較高，需要道路施工單位關(guān)注該技術(shù)的價(jià)值，提高軟基處理效果[1]。具體的排水板加固流程如圖1 所示。

2.2 水泥攪拌樁技術(shù)

在飽和性軟土加固施工中，水泥攪拌樁技術(shù)的應(yīng)用頻率較高，其原理是在原有的軟土地基中使用攪拌機(jī)械對(duì)水泥粉或者水泥漿進(jìn)行拌和，確保地基的承載性能可以得到有效提高。在實(shí)際對(duì)水泥攪拌樁技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，需要基于地基抗剪強(qiáng)度高于10kPa、處理深度低于15m 和填土高度小于7m 的要求下進(jìn)行。具體的施工要求有以下幾點(diǎn)。

（1）需要技術(shù)人員先對(duì)施工范圍內(nèi)的地基土質(zhì)含水率進(jìn)行分析，當(dāng)含水量低于50%時(shí)，需要使用濕噴法進(jìn)行軟基加固處理，反之在含水量高于50%時(shí)，需要施工粉噴法進(jìn)行軟基加固；（2）在施工中會(huì)用到一定量的固化劑與外摻劑，需要技術(shù)人員先進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室的配比驗(yàn)證工作，確保各類試劑的用量較為合理，且需要對(duì)不同齡期的試件強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)與對(duì)比，提高水泥攪拌樁的應(yīng)用效果；（3）對(duì)于主要材料水泥的使用而言，一般要控制在10%～20%，且要求結(jié)合軟基含水率進(jìn)行水泥摻量的選擇，一般在含水率高于70%時(shí)，需要用量控制在60kg/m3～70kg/m3，當(dāng)含水率處于50%以時(shí)內(nèi)，水泥用量控制在40kg/m3～45kg/m3。在一般情況下，需要檢測(cè)28d 齡期的抗壓強(qiáng)度，確保高于0.6MPa[2]。

2.3 強(qiáng)夯加固技術(shù)

（1）結(jié)合不規(guī)則裂縫對(duì)孔隙水壓力控制的影響，需要結(jié)合排水法的使用，加速水分和氣體的排出，提高整體的加固效；（2）在土體孔隙水的壓力逐漸增大下，可以滲透到袋裝沙井中，實(shí)現(xiàn)軟基水分的吸收，有利于降低孔隙水的壓力，避免施工后期出現(xiàn)不均勻沉降的風(fēng)險(xiǎn)；（3）在利用強(qiáng)夯加固技術(shù)時(shí)，需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)狀況進(jìn)行了解，既要預(yù)防橡皮土對(duì)加固效果的影響，也要關(guān)注軟黏土結(jié)構(gòu)在強(qiáng)夯下的破壞，同時(shí)強(qiáng)夯施工也需要對(duì)深度值的有效設(shè)定，確保土體可以得到充足的能量，以固結(jié)沉降的形式完成土質(zhì)的改善[3]。需要注意的是，在應(yīng)用強(qiáng)夯法進(jìn)行軟基加固時(shí)，需要對(duì)先輕后重與少擊多遍的原則進(jìn)行落實(shí)，并關(guān)注軟土層的排水方便性，積極與砂井處理法、墊層處理法相融合，提高處理效果。

2.4 現(xiàn)澆混凝土管樁技術(shù)

（1）需要對(duì)橫向荷載與豎向荷載進(jìn)行明確，在有效確保管樁與樁間土可以承載荷載力下，避免基礎(chǔ)底面出現(xiàn)預(yù)應(yīng)力集中現(xiàn)象，提高平衡效果；（2）要求在樁頂對(duì)褥墊層進(jìn)行設(shè)計(jì)，在提高混凝土強(qiáng)度且到達(dá)預(yù)設(shè)值后，在樁頂進(jìn)行設(shè)置，并借助土工格柵增強(qiáng)樁間土、管樁的作用力，形成現(xiàn)澆管樁復(fù)合地基；（3）現(xiàn)澆混凝土在其具有的綜合性特點(diǎn)下，需要做好各類技術(shù)的銜接、配合應(yīng)用，提高施工的便捷性。值得注意的是，該技術(shù)在加大加固處理的深度同時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)較大的應(yīng)變，且能彌補(bǔ)粉噴樁施工的不足。

2.5 開(kāi)挖換填技術(shù)

（1）要嚴(yán)格落實(shí)工前的勘查工作，既要明確軟土層的厚度，也要明確真實(shí)的水文條件，然后參考實(shí)際的設(shè)備、人員和環(huán)境等因素，對(duì)軟土挖除的方式、厚度進(jìn)行明確。一般3m 下的軟土可以落實(shí)全部挖除工作；（2）在開(kāi)挖換填技術(shù)中，需要關(guān)注換填材料的合理性，需要針對(duì)換填材料的質(zhì)量進(jìn)行檢查，確保通過(guò)有效的換填可以改善土質(zhì)，滿足軟土加固的需求。需要注意的是，在軟土厚度較大時(shí)，會(huì)帶給施工較大的難度，且會(huì)出現(xiàn)環(huán)境污染，需要落實(shí)綠色施工的原則。

2.6 預(yù)壓加固技術(shù)

（1）該技術(shù)的應(yīng)用需要借助建筑物的自重或者其他加載重力擠壓的方式，對(duì)地基整體強(qiáng)度進(jìn)行改善，確保軟基的密實(shí)度得到提高；（2）預(yù)壓加固技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中具有一定的局限性，需嚴(yán)格對(duì)填土速率進(jìn)行計(jì)算，確保對(duì)地面沉降問(wèn)題進(jìn)行有效控制；（3）為了更好地提高預(yù)壓加固技術(shù)的應(yīng)用效果，還需要對(duì)施工中的排水管道深度進(jìn)行有效把控，同時(shí)也要對(duì)排水時(shí)間進(jìn)行合理安排與設(shè)計(jì)，可以降低后期道路施工中出現(xiàn)較為嚴(yán)重的沉降問(wèn)題。

3. 軟基加固中加強(qiáng)技術(shù)應(yīng)用的措施

3.1 做好前期的地基勘察、檢測(cè)

（1）需要在軟基加固技術(shù)選擇和應(yīng)用前，對(duì)范圍內(nèi)的地基進(jìn)行勘察，在明確軟土地基的基本含水量、抗剪強(qiáng)度等信息后，做好加固技術(shù)的選擇；（2）需要對(duì)軟基加固技術(shù)對(duì)應(yīng)的施工材料、設(shè)備等方面進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，確保在高質(zhì)量的材料支持和高運(yùn)轉(zhuǎn)效果的設(shè)備支持下，為軟基加固技術(shù)的應(yīng)用奠定良好的基礎(chǔ)[4]。

3.2 注重對(duì)機(jī)械設(shè)備的維護(hù)管理

（1）需要根據(jù)軟基加固技術(shù)的選擇，確定各類設(shè)備的使用，然后針對(duì)施工內(nèi)容和工期，做好設(shè)備維護(hù)計(jì)劃的制定，定期開(kāi)展維護(hù)檢修工作，提高設(shè)備的運(yùn)行效率，提高加固的效果；（2）需要提高養(yǎng)護(hù)工作的重視程度，需要通過(guò)制度對(duì)養(yǎng)護(hù)工作進(jìn)行規(guī)范，避免出現(xiàn)形式化的養(yǎng)護(hù)工作，在積極對(duì)各組件的磨損、重要機(jī)械故障等方面進(jìn)行調(diào)試檢查后，提高設(shè)備的穩(wěn)定性；（3）需要在施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行管理，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)各工序交叉進(jìn)行，需要對(duì)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的路線和范圍進(jìn)行明確，避免出現(xiàn)意外碰撞和碾壓事故，同時(shí)也要關(guān)注設(shè)備在停運(yùn)期間的停放位置，降低設(shè)備對(duì)其他工序施工的影響[5]。

3.3 加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管工作落實(shí)

（1）需要對(duì)相關(guān)的管理制度進(jìn)行明確，確保制度具有先進(jìn)性和合理性，能為加固施工提供制度支持和引導(dǎo)，在合理的制度規(guī)范下，提高施工人員的工作規(guī)范性和積極性，同時(shí)也能對(duì)技術(shù)人員和管理人員進(jìn)行一定的管理，確保能發(fā)揮各自的本職工作價(jià)值；（2）在對(duì)制度進(jìn)行完善后，為了提高制度的落實(shí)效果，還需要對(duì)監(jiān)督、考核和獎(jiǎng)懲制度進(jìn)行明確，確保在合理的監(jiān)督下提高人員對(duì)制度的重視，并在考核與獎(jiǎng)懲中，提高軟基施工的積極性，最終提高加固施工的質(zhì)量。

3.4 關(guān)注施工人員綜合能力的提高

（1）需要落實(shí)招聘工作，要結(jié)合加固技術(shù)落實(shí)所對(duì)應(yīng)的人員需求，進(jìn)行人才的招聘，既要明確招聘工作的需求，也需要做好對(duì)應(yīng)聘者能力和素養(yǎng)的考核，提高招聘的有效性；（2）需要落實(shí)良好的培訓(xùn)工作，可以從培訓(xùn)內(nèi)容、方式和輔助手段上進(jìn)行。首先，在培訓(xùn)內(nèi)容中，可以結(jié)合實(shí)際的加固施工出現(xiàn)的問(wèn)題，進(jìn)行培訓(xùn)內(nèi)容的補(bǔ)充，具體有技術(shù)人員的專業(yè)能力、管理人員的管理能力等方面。其次，在培訓(xùn)方式中，為了提高培訓(xùn)的效果和減少時(shí)間、空間對(duì)培訓(xùn)的影響，需要考慮網(wǎng)絡(luò)直播的形式進(jìn)行培訓(xùn)，提高培訓(xùn)的便利性。最后，在培訓(xùn)的輔助手段中，可以提出培訓(xùn)的激勵(lì)措施，提高人員的培訓(xùn)積極性，使人員綜合能力和素養(yǎng)滿足軟基加固施工的質(zhì)量需求。

4. 結(jié)語(yǔ)

結(jié)合常見(jiàn)的軟土基地處理問(wèn)題而言，需要施工單位了解排水板加固技術(shù)、水泥攪拌樁技術(shù)、強(qiáng)夯加固技術(shù)、現(xiàn)澆混凝土管樁技術(shù)、開(kāi)挖換填技術(shù)、預(yù)壓法技術(shù)、排水固結(jié)技術(shù)等方面的適用范圍及價(jià)值，提高軟基加固處理效果。同時(shí)，也需要在技術(shù)應(yīng)用中先做好前期的地基勘察與檢測(cè)工作，注重對(duì)機(jī)械設(shè)備的維護(hù)管理，在嚴(yán)格落實(shí)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)管工作下，確保軟基加固技術(shù)的價(jià)值得以發(fā)揮，在基于道路工程質(zhì)量顯著提高下，促進(jìn)道路工程行業(yè)實(shí)現(xiàn)健康發(fā)展。