市政道路工程施工中軟土地基處理技術(shù)分析

聶新星

（廣州市第三市政工程有限公司，廣東 廣州 510000）

軟土地基處理技術(shù)廣泛應(yīng)用于市政道路工程地基施工，通過對(duì)地基進(jìn)行處理，以改變其特性，達(dá)到穩(wěn)固地基的目的。為了使該技術(shù)得到充分應(yīng)用，必須遵循合理選擇施工方案、與施工環(huán)境相結(jié)合的基本原則，以提高地基處理的效率和質(zhì)量，保證道路工程的整體穩(wěn)定性。

1 市政道路工程軟土地基特征

1.1 抗剪強(qiáng)度低

由于軟土地基內(nèi)部存在較多大規(guī)格孔隙，整體抗壓能力下降，若不及時(shí)處理，容易造成道路坍塌，影響行車安全、縮短道路使用年限，導(dǎo)致工程總質(zhì)量低于規(guī)定運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。另外，道路承載性能下降，會(huì)增加后期養(yǎng)護(hù)工作的難度。

1.2 流變性高

地基在承受較大外力作用下極易發(fā)生變形，若施工中不嚴(yán)格按照道路工況選用科學(xué)、適用的軟基加固方法，將加速地基的流動(dòng)速率，從而引發(fā)路面塌陷，嚴(yán)重影響市政道路穩(wěn)定性，甚至增加道路使用的危險(xiǎn)性。

1.3 含水率高

與其他類型土質(zhì)相比，軟土地基內(nèi)部含水率較高，水分過多會(huì)使孔隙尺寸再次增大，從而削弱地基的承載能力。一般軟土地基中的土質(zhì)由黏土、粉土構(gòu)成，土粒中含有大量負(fù)電荷，它們會(huì)吸附空氣中的水蒸氣，使土質(zhì)中水分增多。由于我國(guó)地域跨度較大，不同地區(qū)受不同氣候條件的影響，土質(zhì)自身特性也有差異，特別是南方多雨、潮濕地區(qū)，嚴(yán)重影響軟土地基整體穩(wěn)定性。因此，市政道路施工中存在許多難題。

2 市政道路工程軟土地基處理技術(shù)應(yīng)用原則

在市政道路工程施工中，為保證施工有序、嚴(yán)格按照進(jìn)度完成各項(xiàng)施工任務(wù)，并且施工質(zhì)量能夠滿足施工標(biāo)準(zhǔn)，施工方案必須遵循科學(xué)規(guī)劃原則。在處理過程中，還要考慮后續(xù)道路養(yǎng)護(hù)問題，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)條件和具體施工要求，設(shè)計(jì)具有較強(qiáng)適用性的施工方案，確保施工質(zhì)量達(dá)標(biāo)。同時(shí)，要重點(diǎn)考慮施工環(huán)境，做好前期全面考察工作，避免地基處理施工影響周邊居民和生態(tài)環(huán)境。例如，采用土層置換處理技術(shù)施工時(shí)，噪音較大，應(yīng)對(duì)施工設(shè)備進(jìn)行降噪處理，并在施工區(qū)域外圍設(shè)置隔板，減少對(duì)居民生活和工作的影響。另外，要堅(jiān)持科學(xué)管理的原則，嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，加強(qiáng)對(duì)地基處理的各個(gè)環(huán)節(jié)和工序的管理。若在施工過程中出現(xiàn)較嚴(yán)重的地基沉降問題，不僅無(wú)法保證后續(xù)施工的順利進(jìn)行，而且不能保證施工質(zhì)量。因此，必須組建專項(xiàng)管理團(tuán)隊(duì)，針對(duì)不同施工環(huán)節(jié)進(jìn)行管理，確保準(zhǔn)確操作各項(xiàng)軟基處理技術(shù)、施工流程符合制定規(guī)范，以降低發(fā)生施工質(zhì)量問題的概率。

3 市政道路工程中軟土地基處理技術(shù)研究

3.1 土層置換處理技術(shù)

土層置換技術(shù)的主要目的在于改變施工區(qū)域的土壤結(jié)構(gòu)，去除地基中穩(wěn)定性較差的土層，采用高穩(wěn)固性的土層來(lái)替代，從而優(yōu)化軟土地基的承載性能，保證地基的整體穩(wěn)定性。該技術(shù)常用于土層較薄的地基，在地下水位過低時(shí)，也可采用這種方法處理。目前，土層置換技術(shù)主要有人工置換法和強(qiáng)制置換法兩種操作形式。其中，人工置換法是依托專業(yè)團(tuán)隊(duì)，以人工方式對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)和周邊環(huán)境進(jìn)行調(diào)查，篩選出最適用的置換土壤，從而強(qiáng)化處理效果。一般較實(shí)用的土層原料是具有良好滲水性和極強(qiáng)抗壓性能的粗粒，但需進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)，以充分發(fā)揮原料自身的優(yōu)勢(shì)，提高地基的總強(qiáng)度。強(qiáng)制置換法主要包括開挖置換和爆破排淤。在處理過程中，當(dāng)淤泥較稠、較厚時(shí)，應(yīng)采用爆破處理技術(shù)，軟弱表層一般采用開挖置換處理技術(shù)，該技術(shù)可為處理工作提供便利。另外，拋石擠淤技術(shù)也是土層置換的一種方式，主要應(yīng)用在低洼區(qū)域，能有效地排出內(nèi)部積水。在實(shí)際作業(yè)中，必須先拋出路堤中心部位的砂石，以排放內(nèi)部的淤泥。若軟土中有橫坡，則先從高側(cè)進(jìn)行，再處理低側(cè)，適當(dāng)增加低側(cè)拋石量，再往內(nèi)部增添穩(wěn)固土層，防止地基塌陷。

3.2 排水固結(jié)處理技術(shù)

排水固結(jié)處理技術(shù)的應(yīng)用率較高，應(yīng)用該技術(shù)的目的是處理含水量較多的軟土地基，以增強(qiáng)地基的穩(wěn)固性。如果達(dá)不到這一效果，就需要選擇合適的技術(shù)方法將排水管道埋設(shè)于地基中。安裝時(shí)盡量豎直或水平進(jìn)行，并將管道打造成排水井樣式，以優(yōu)化軟土地基的邊界條件，確保不同孔隙中的水分通過相應(yīng)的管道排出。目前，排水固結(jié)處理技術(shù)主要有以下三種：

（1）砂井堆載預(yù)壓法。該技術(shù)主要應(yīng)用于透水性能低的飽和黏性軟土地基，能夠壓實(shí)地基內(nèi)部所含的土質(zhì)顆粒，從根本上提高地基強(qiáng)度，進(jìn)一步提高土體固結(jié)速率。

（2）真空排水預(yù)壓法。該技術(shù)利用砂井、砂墊層安置好已固定的土體，再使用真空泵將土體中的氣體全部抽出，保證塑料薄膜下的砂墊層始終保持真空狀態(tài)，并將孔隙內(nèi)的水分排出，達(dá)到較好的固結(jié)預(yù)壓效果。真空預(yù)壓技術(shù)的操作工藝比較簡(jiǎn)單，不需要過硬的技術(shù)支撐，對(duì)于處理要求較高的地基工程并不適用，且該技術(shù)在我國(guó)市政道路工程中還沒有大規(guī)模推廣應(yīng)用。

（3）降水預(yù)壓法。該技術(shù)的操作原理是采用井點(diǎn)抽水來(lái)降低地下水位，使土體自重應(yīng)力大幅度提高 ，從而達(dá)到較好的預(yù)壓效果。利用該技術(shù)可以保證地基整體性能不受孔隙水壓力變化的影響，加快地基處理速度。

3.3 砂礫墊層處理技術(shù)

當(dāng)測(cè)得軟土地基中的水分含量較高，而軟土含量較低時(shí)，可以采用砂礫墊層處理技術(shù)進(jìn)行地基處理。其技術(shù)操作如下：在地基最底層表面均勻攤鋪砂石，以提高地基強(qiáng)度和密度，達(dá)到地基結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定。但砂礫墊層技術(shù)不適用于軟土層過厚的地基，其原因在于厚度較大的軟土層無(wú)法保證砂石攤鋪的均勻性，還會(huì)引起地基水平高度差現(xiàn)象，嚴(yán)重影響地基結(jié)構(gòu)的均衡性，不利于后續(xù)施工。砂石攤鋪時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制攤鋪厚度，一般為0.5～1.2m，以達(dá)到較好的地基固定效果和隔離軟土的目的。選用砂石作為攤鋪材料，是因?yàn)槠渚哂辛己玫臐B水性，能將軟土中的水分全部排出。但如果工程中明確規(guī)定在回填過程中必須使用粉土，則應(yīng)在攤鋪砂石時(shí)充分考慮粉土對(duì)砂墊層的影響，以避免因粉土覆蓋而影響排水效果。在處理地基時(shí)，應(yīng)先處理內(nèi)部，再向外延伸。同時(shí)，采用分層壓實(shí)法，保證砂墊層的施工質(zhì)量。砂礫墊層處理技術(shù)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需進(jìn)行土層開挖，縮短了處理時(shí)間。

3.4 化學(xué)加固處理技術(shù)

化學(xué)加固處理技術(shù)是利用化學(xué)原理實(shí)現(xiàn)的，處理過程中需要與化學(xué)材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，達(dá)到全面整合軟土地基的目的，從而增強(qiáng)地基整體的穩(wěn)固性，為后續(xù)施工任務(wù)的有序進(jìn)行打下基礎(chǔ)。目前，該技術(shù)廣泛應(yīng)用于市政道路軟土地基處理工作，常用的化學(xué)加固技術(shù)為粉噴樁復(fù)合地基技術(shù)，利用先進(jìn)的設(shè)備向軟土層運(yùn)送水泥或石灰，并進(jìn)行攪拌，加速化學(xué)材料與軟土中水分的反應(yīng)，充分吸收水分，反應(yīng)后的水泥或石灰可以與軟土結(jié)合，形成堅(jiān)硬固體，提高地基承載力。以某工程為例，該工程周邊有湖泊，湖水作用使施工區(qū)域的土質(zhì)性質(zhì)發(fā)生改變，最終形成淤泥類軟土。為了避免影響市政道路的穩(wěn)定性，采用水泥攪拌技術(shù)對(duì)地基進(jìn)行處理，在地基中摻入適量水泥，充分?jǐn)嚢韬笈c軟土中的水分融合，吸收孔隙中的水分，從而進(jìn)一步優(yōu)化淤泥土質(zhì)的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)，提高地基的抗壓能力，提高市政道路工程的施工效率和質(zhì)量。另外，利用硅硬化原理達(dá)到地基加固的效果。采用多孔金屬鑄管將硅酸溶液注入地基，與軟土中的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，形成固化物，從而為地基提供支撐力。硅酮反應(yīng)加固技術(shù)的硬化時(shí)間較長(zhǎng)，且硬化半徑大，能進(jìn)一步提高軟土的滲透性，使溶液具有較強(qiáng)的黏度填充能力，從而達(dá)到加固地基的目的。

3.5 高強(qiáng)度夯實(shí)處理技術(shù)

高強(qiáng)度夯實(shí)處理技術(shù)可在短時(shí)間內(nèi)提高土質(zhì)層松軟、抗壓性能較弱的軟土地基強(qiáng)度。該技術(shù)操作簡(jiǎn)單，不需要大量的人力、物力，處理效果顯著，是目前市政道路軟土地基處理工程中最常用的一種技術(shù)。應(yīng)用該技術(shù)時(shí)，首先要充分?jǐn)D壓軟土中的水分，減少內(nèi)部孔隙或減小孔隙尺寸，使軟土地基具有較高的抗壓能力。該技術(shù)的實(shí)施原理如下：

（1）安排專門人員全面勘察施工現(xiàn)場(chǎng)，明確施工區(qū)域內(nèi)土質(zhì)的真實(shí)情況，并以收集到的資料為依據(jù)，合理確定夯實(shí)處理技術(shù)類型，強(qiáng)化夯實(shí)效果。

（2）利用運(yùn)轉(zhuǎn)良好的設(shè)備碾壓、夯實(shí)地基，并實(shí)時(shí)跟蹤檢測(cè)地基的夯實(shí)程度，有效控制夯實(shí)的力度、頻率和范圍，以提高地基處理效果，減少資源損耗，全面提高處理質(zhì)量和效率。

（3）要求技術(shù)人員嚴(yán)格按照規(guī)定的操作工序進(jìn)行施工，杜絕出現(xiàn)縮短施工周期、不注重施工質(zhì)量的情況，始終堅(jiān)持循序漸進(jìn)的處理原則。例如，采用光輪碾壓機(jī)進(jìn)行處理時(shí)，應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)要求采用1/3重疊法進(jìn)行地基劃分，完成一塊區(qū)域夯實(shí)并達(dá)到夯實(shí)標(biāo)準(zhǔn)后，再對(duì)下一塊軟土進(jìn)行夯實(shí)，以避免不全面夯實(shí)。

4 軟土地基處理過程中應(yīng)注意的問題

（1）應(yīng)先處理地基表層，達(dá)到處理標(biāo)準(zhǔn)后再進(jìn)行施工準(zhǔn)備。在此期間，應(yīng)始終將強(qiáng)化材料性能和使用頻率作為基礎(chǔ)，以提高地基處理效果，進(jìn)一步穩(wěn)固地基結(jié)構(gòu)。

（2）目前，常用的客土技術(shù)有強(qiáng)夯處理、砂墊層處理、土層置換處理三種，對(duì)技術(shù)要求不高，處理效果顯著，避免軟土地基出現(xiàn)異常沉降，極具應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。當(dāng)采用客土技術(shù)處理時(shí)，應(yīng)明確技術(shù)實(shí)現(xiàn)原理，即使用高性能土質(zhì)取代最初地基中的軟土。但需注意的是，選用的土質(zhì)必須具有極高的透水性，而下水位填土應(yīng)選用不透水的土壤。另外，在填充土方過程中，應(yīng)始終遵循從中間向兩端推進(jìn)、填充的原則，合理控制填筑厚度，一般不超過14cm。

（3）強(qiáng)夯處理技術(shù)應(yīng)明確以重力為基礎(chǔ)，使物體自由下落，利用與地面接觸時(shí)產(chǎn)生的沖擊力達(dá)到壓實(shí)地基的目的。該技術(shù)要求嚴(yán)格控制加固深度為6～10cm，可大幅度降低軟土的壓縮量，達(dá)到約5倍，使地基強(qiáng)度提高4倍左右，并賦予地基更大的承壓能力，既能有效壓縮軟土，又能減少內(nèi)部孔隙數(shù)量，增強(qiáng)軟土地基整體的穩(wěn)定性。

5 結(jié)語(yǔ)

市政道路工程的建設(shè)數(shù)量和規(guī)模都有了明顯的提高，軟土地基是這類工程中最常見的地基類型。為了提高道路工程的施工質(zhì)量，避免軟土地基對(duì)工程的穩(wěn)定和安全造成不良影響，必須重視軟土地基的處理，積極、正確地運(yùn)用真空預(yù)壓、化學(xué)加固等處理技術(shù)，以提高地基的整體穩(wěn)定性，創(chuàng)造良好的施工條件。