軟基加固技術(shù)在市政施工中的應(yīng)用分析

張二小

（太原市政建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西太原 030000）

0 引言

路基工程作為當(dāng)前市政道路建設(shè)的重要基礎(chǔ)項(xiàng)目，將直接影響整個(gè)市政道路建設(shè)的質(zhì)量。在實(shí)際施工中，技術(shù)人員充分利用靈活的加固技術(shù)，最大限度地發(fā)揮路基的實(shí)際負(fù)荷功能，切實(shí)提高市政道路施工的質(zhì)量和效率，有效滿足民眾的出行需要，保證車輛行駛安全。但是，在實(shí)際實(shí)施過程中，仍需施工技術(shù)人員切實(shí)把握好軟土地基的特點(diǎn)，秉持軟基加固技術(shù)的施工原則，因地制宜地利用好軟基加固技術(shù)。

1 軟基特性

1.1 含水量高

軟基土壤大多是軟土，由細(xì)粒土構(gòu)成，在道橋施工中屬于不良地基。軟基含水量較高、孔隙率極大，是由于細(xì)粒土表面具有較多的負(fù)電荷，且長(zhǎng)時(shí)間吸附空氣中的濕氣，使土內(nèi)產(chǎn)生較多的水蒸氣，隨著其含水量的增加，對(duì)土體黏結(jié)性造成不利影響。因黏結(jié)性降低，使土粒間的縫隙增大，導(dǎo)致軟基具有較高的含水量，對(duì)道橋工程施工造成不利影響，甚至嚴(yán)重威脅地基承載力和安全。

1.2 土質(zhì)觸變性、流變性高

軟土長(zhǎng)時(shí)間受重力沖擊，還會(huì)引發(fā)觸變或流變問題。觸變是在未對(duì)軟土破壞的情況下有一定的固態(tài)性，但如果軟土受到破壞，就會(huì)引發(fā)流變。在道橋工程施工時(shí)，若未采用加固技術(shù)處理，即使施工人員按標(biāo)準(zhǔn)要求施工，在后期投入使用后也會(huì)產(chǎn)生變形等問題，而這些問題會(huì)對(duì)道橋結(jié)構(gòu)造成不利影響[1]。因此，在道橋工程實(shí)際施工過程中應(yīng)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行綜合分析，制定完善的加固方案，避免軟基對(duì)道橋工程造成不利影響，從根本上減少隱患。

1.3 壓縮系數(shù)比較大

軟土地基的壓縮系數(shù)大，抗剪強(qiáng)度比較低，一旦上方荷載超出其承載力范圍，就很容易發(fā)生沉降的現(xiàn)象。而且軟土地基的承載力一般比較差，含水量的影響也比較大。干燥的時(shí)候強(qiáng)度較大，但是一旦含水量提升就會(huì)呈現(xiàn)出流變性而失去大部分抗剪強(qiáng)度，變成類似橡膠土的性狀，非常不適合承受較大荷載。

2 軟基加固技術(shù)在市政道路施工中的重要作用

2.1 為市政道路工程提供安全保障

經(jīng)濟(jì)進(jìn)步，人民的生活水平提高，私家車數(shù)量逐年增加，區(qū)域發(fā)展越來越需要高質(zhì)量的公路運(yùn)輸。隨著時(shí)間的推移，一些道路地區(qū)出現(xiàn)了更嚴(yán)重的質(zhì)量問題，如裂縫和凹凸，這不僅影響了乘車者的舒適性，而且還對(duì)道路交通安全構(gòu)成了威脅。應(yīng)用軟基加固技術(shù)，能夠保證市政道路工程的安全，有助于避免基礎(chǔ)不穩(wěn)定造成的道路結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定問題。

2.2 降低市政道路施工維護(hù)成本

從短期發(fā)展的角度來看，使用靈活基礎(chǔ)強(qiáng)化的建筑技術(shù)，把該平臺(tái)作為所有城市道路工程的基礎(chǔ)可以保證道路穩(wěn)定，但會(huì)增加城市道路建設(shè)資金支出。平臺(tái)的不穩(wěn)定直接造成了總體路面質(zhì)量的惡化，路面裂縫和不平等問題可以通過適當(dāng)?shù)男迯?fù)來解決，但一旦平臺(tái)建設(shè)完成，就無法從根本上恢復(fù)[2]。從城市道路基礎(chǔ)設(shè)施的長(zhǎng)期使用角度來看，靈活加強(qiáng)城市道路有助于避免因環(huán)境變化和道路結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期啟用后的不穩(wěn)定而造成的質(zhì)量問題，從而在一定程度上節(jié)省了后續(xù)維護(hù)費(fèi)用。

3 軟基加固技術(shù)在市政施工中的應(yīng)用

3.1 強(qiáng)夯法加固技術(shù)的應(yīng)用

在市政施工中，通過強(qiáng)夯加固技術(shù)，有助于提升軟土地基的穩(wěn)固性。技術(shù)應(yīng)用原理如下：對(duì)軟土地基周邊的土質(zhì)進(jìn)行擠壓，使其形成夯坑。在強(qiáng)夯法中，包含動(dòng)力密實(shí)技術(shù)、固結(jié)技術(shù)、動(dòng)力置換技術(shù)。使用強(qiáng)夯加固法時(shí)，按照不同土層的特點(diǎn)，使用不同的加固技術(shù)。具體介紹如下：①如果土質(zhì)的顆?？p隙比較大，利用動(dòng)力密實(shí)技術(shù)、沖荷載技術(shù)，對(duì)地基土層進(jìn)行壓實(shí)處理，提升軟基的土體強(qiáng)度、承載力。②土層含水量較大時(shí)，通過動(dòng)力固結(jié)技術(shù)，深度分析軟基內(nèi)的土壤沖擊度，防止軟基土壤流動(dòng)性較大，對(duì)土體產(chǎn)生破壞影響。應(yīng)用動(dòng)力固結(jié)技術(shù)，可以排出地基內(nèi)的孔隙水，使地基內(nèi)的含水量減小，增強(qiáng)軟基抗壓能力。③應(yīng)用動(dòng)力置換法，能夠加固軟土地基。動(dòng)力置換法，可進(jìn)一步分為樁式置換、整體置換。應(yīng)用動(dòng)力置換技術(shù)時(shí)，對(duì)地基排水能力的要求較高。如果排水系統(tǒng)使用得不合理，就會(huì)加大地基孔隙的水壓力，所以施工人員應(yīng)當(dāng)合理使用排水系統(tǒng)，保證市政道路質(zhì)量。

3.2 管樁加固技術(shù)

（1）管樁加固技術(shù)是當(dāng)前軟基加固技術(shù)中較為常見的一種技術(shù)，施工技術(shù)人員使用高強(qiáng)度的混凝土管樁，對(duì)軟土地基進(jìn)行加固，施工技術(shù)人員需要確保管樁的強(qiáng)度高于C60。在實(shí)際施工過程中，施工技術(shù)人員需要對(duì)當(dāng)前的施工路段進(jìn)行勘察，通過物探技術(shù)來分析地基土壤的分層情況，并嚴(yán)格按照市政道路施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行軟土路基加固，施工技術(shù)人員需要計(jì)算軟土路基的實(shí)際面積，在明確具體的軟土面積后，施工技術(shù)人員便可以對(duì)其進(jìn)行定點(diǎn)設(shè)計(jì)，方便后續(xù)打樁工作的開展。

（2）施工技術(shù)人員需要對(duì)案例路段中的一些廢棄物以及積水進(jìn)行清理，并清除一些腐殖土。之后按照軟土路基的實(shí)際特點(diǎn)進(jìn)行分層，以提升土壤的密實(shí)程度。在打樁過程中，施工人員需要明確其打樁面積，并完善打樁技術(shù)，對(duì)打樁效果進(jìn)行驗(yàn)收[3]。施工人員需要將打樁機(jī)移動(dòng)到樁點(diǎn)位上，并保證打樁機(jī)在進(jìn)行作業(yè)的過程中不會(huì)發(fā)生位移，在打樁完成后，施工人員需要對(duì)其打樁區(qū)域進(jìn)行防護(hù)，防止打樁加固部位被二次破壞。

3.3 土木合成材料加固技術(shù)

土工合成材料加固技術(shù)的使用在于人工合成的材料，主要使用聚合物進(jìn)行加工形成原材料。利用先進(jìn)技術(shù)將各種原材料進(jìn)行有效的整合，如防滲膜、土工布等先進(jìn)的人工合成材料。在實(shí)際的施工當(dāng)中，將人工合成材料鋪設(shè)在土層內(nèi)部或者是地基表層當(dāng)中，利用材料自身的要素與特性，能夠高效消除軟土地基帶來的種種不良影響，從而達(dá)成保護(hù)地基主體的作用。這一技術(shù)的主要原理在于利用軟土地基中添加的條帶、纖維或者是網(wǎng)格，從而與土質(zhì)進(jìn)行充分的融合成為復(fù)合的土基材料，從而有效地提升市政道路的抗堿能力。另外，還具有一定的應(yīng)力分散能力，其原理在于土工合成材料具有一定的韌性，放置于土層當(dāng)中，能夠形成有機(jī)的整體，從而起到有效地降低地基變形的作用，進(jìn)而有效地解決軟土地基的沉降問題。

3.4 粉煤灰加固工藝

大多數(shù)情況下采用粉煤灰加固工藝，應(yīng)用范圍較廣。由砂礫和其他混凝土材料混合而成的復(fù)合材料，這些材料通過不斷攪拌而成為更強(qiáng)的硅石，更好地與土或水泥基材料相結(jié)合。為了確保整體性能，可以充分利用這一工藝的優(yōu)勢(shì)。原料強(qiáng)度特別高，副作用很小，操作特別簡(jiǎn)單，可以減少水泥和砂巖之間固體工藝材料的消耗。此外，整個(gè)施工的環(huán)境不會(huì)受到污染，但要注意，泵管線的堵塞很容易受粉紅色灰的影響。因此，需要及時(shí)應(yīng)用直通技術(shù)來防止這種情況。在所有潛在問題得到解決之后，整個(gè)施工過程可以得到優(yōu)化改進(jìn)。

3.5 CFG 樁復(fù)合地基法

CFG 樁是加固軟土地基的關(guān)鍵方法，樁直徑為50cm，樁距為2.0m，呈矩形布置。為了充分利用CFG 樁在加固軟基中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，在樁頂安裝了鋼筋混凝土樁，樁頂延伸距離不小于10cm。樁長(zhǎng)主要取決于場(chǎng)地的地質(zhì)條件，即樁端必須穿過淤泥層，深度必須控制在100cm，不應(yīng)太小，否則將影響樁的穩(wěn)定性。樁的最大長(zhǎng)度小于20m。為了加強(qiáng)對(duì)樁帽的保護(hù)，在樁帽處放置了一個(gè)碎石造型層（厚度為50cm），然后在造型層上方放置了一個(gè)土工格柵，并受地面約束，從而獲得了較強(qiáng)的抗拉性能[4]。CFG 樁的實(shí)施材料主要是混凝土，要求強(qiáng)度等級(jí)至少為C15。工程按長(zhǎng)期螺旋法進(jìn)行，工程按具體程序進(jìn)行。實(shí)施噴沙井，CFG 樁只能在結(jié)構(gòu)成型后才能實(shí)現(xiàn)。施工從道路中心兩側(cè)開始，并通過定期跳躍有序推進(jìn)，在施工過程中加強(qiáng)保護(hù)，盡可能避免現(xiàn)有施工基礎(chǔ)受到破壞；需要設(shè)置臨時(shí)渠道來提高排水效率，以防止積水影響泡沫軟骨強(qiáng)化處理的效率。單樁28d 的承載力應(yīng)為250kN，施工后形成的復(fù)合地基承載力應(yīng)為120kPa 或以上。

3.6 排水固結(jié)技術(shù)

一些軟土地基含水量高，地層不夠穩(wěn)定，排水固結(jié)方法可以有效地改善這些問題。排水固結(jié)工藝主要是采取有效的排水措施處理軟土地層，從軟土地基的多個(gè)部分排出水，達(dá)到提高地基承載力和穩(wěn)定性的目的。降雨預(yù)熱方法、真空預(yù)熱方法、砂樁加載方法等是排水固結(jié)的常用方法。降雨預(yù)熱技術(shù)主要是通過將水泵入井來降低地下水位，從而提高土壤強(qiáng)度和加強(qiáng)預(yù)熱。這種方法有助于盡可能避免破壞土壤結(jié)構(gòu)，并確保今后市政工程的順利進(jìn)行。真空預(yù)熱是將隔熱膜的砂層復(fù)蓋起來，以隔離土壤層和大氣，然后使用真空裝置從內(nèi)部抽取空氣和水，從而加強(qiáng)預(yù)熱。雖然該技術(shù)運(yùn)行良好，但具體應(yīng)用將受到周圍施工環(huán)境的限制，因此，施工人員必須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況合理選擇處理方法。沙堆預(yù)熱主要是利用機(jī)械設(shè)備壓縮土壤顆粒，以優(yōu)化土壤層的飽和特性?？梢钥闯?，在高含水量、高流動(dòng)性的軟土地基地質(zhì)中采用排水固結(jié)方法是適當(dāng)?shù)?，其主要目的是通過改善土壤結(jié)構(gòu)來提高承載力。

3.7 水泥攪拌樁加固技術(shù)

（1）明確施工材料的規(guī)格和主要性能要求，保證材料質(zhì)量，例如，砂礫粒尺寸應(yīng)為20～40mm，泥漿量應(yīng)不小于5%。細(xì)砂模量應(yīng)不小于2.3，顆粒不規(guī)則系數(shù)不小于5，泥漿量應(yīng)不小于5%，滲透性系數(shù)應(yīng)不小于5×10-3cm/s；水泥采用普通硅酸鹽水泥P.O 42.5，水泥攪拌量為加筋土質(zhì)量的12%～20%，灰水比應(yīng)為0.45～0.55，試驗(yàn)立方體90d 強(qiáng)度大于或等于2.0MPa[5]。

（2）具體施工技術(shù)要求。在砂連接成形層施工時(shí)，應(yīng)在土坡處開挖踏板，踏板寬度應(yīng)控制在0.5～1.0m；形狀層應(yīng)通過機(jī)械軸承進(jìn)行，壓實(shí)通道數(shù)應(yīng)不小于4 次。

（3）在實(shí)施土工格柵時(shí)，應(yīng)采用綁扎方法連接，綁扎寬度應(yīng)等于或大于50cm，黏結(jié)強(qiáng)度不應(yīng)小于土工合成材料的抗拉強(qiáng)度。如果存在多層網(wǎng)格，則網(wǎng)格層之間的間距必須為25cm，網(wǎng)格的頂部和底部連接必須交替偏移，偏移長(zhǎng)度必須大于50cm。

（4）混凝土更換樁的施工順序必須介于中間或兩側(cè)；本工程采用單軸雙向攪拌樁工藝，施工過程中鉆頭位移率控制在0.5～0.8m/min，加固現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)任意點(diǎn)的起泡次數(shù)超過20；施工停工面積應(yīng)大于500mm；垂直偏差應(yīng)小于1%。

4 道橋工程軟基加固的質(zhì)量控制措施

（1）提高建筑工人的素質(zhì)。由于軟基加固的復(fù)雜性，提高工程技術(shù)水平和建筑工人整體素質(zhì)將對(duì)軟基加固處理的質(zhì)量產(chǎn)生重大影響，因此，需要加強(qiáng)對(duì)建筑工人的專業(yè)培訓(xùn)，提升其專業(yè)能力和綜合素養(yǎng)，進(jìn)而保障軟基加固質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)目標(biāo)。施工人員要由有關(guān)部門嚴(yán)格審查，確保施工人員資格符合要求，使更多高素質(zhì)施工人員參與工程建設(shè)。

（2）要加強(qiáng)對(duì)工作人員安全意識(shí)、質(zhì)量意識(shí)的培養(yǎng)，提高工作人員對(duì)工程建設(shè)質(zhì)量的重視程度，保證軟基加固施工質(zhì)量，以進(jìn)一步提高整個(gè)道路項(xiàng)目的總體質(zhì)量和效益。

（3）嚴(yán)格遵守建筑法規(guī)，遵循相關(guān)的原則。安全是建設(shè)施工中需遵循的首要原則。要確保建筑工人的生命安全，應(yīng)以預(yù)防為主，要在項(xiàng)目開展初期進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查，根據(jù)實(shí)際情況制定適當(dāng)?shù)拇胧?，為工程建設(shè)創(chuàng)造安全穩(wěn)定的工作條件，并通過技術(shù)手段進(jìn)一步推進(jìn)工程建設(shè)。要遵守質(zhì)量保證原則[6]。在工程建設(shè)中，要嚴(yán)格遵守技術(shù)規(guī)范，確保工程施工工序符合要求。在建設(shè)完成后，還要進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量審查，確保工程質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

（4）加強(qiáng)物料管理。與混凝土材料一樣，材料質(zhì)量控制由多個(gè)部門共同完成，要在材料進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)后要進(jìn)行二次檢查。認(rèn)真取樣并嚴(yán)格檢查混凝土的強(qiáng)度，以確保材料性能符合實(shí)際要求。

5 結(jié)語

總之，在道橋施工過程中不可避免地會(huì)遇到軟土地基，對(duì)工程穩(wěn)定性和安全性造成不利影響。而不同加固技術(shù)的特點(diǎn)也不同，需根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況選擇適合的加固技術(shù)，從根本上提高工程質(zhì)量與安全性，保障道橋工程的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。