道路施工中軟基加固技術(shù)的應(yīng)用分析

李超

（北京市市政四建設(shè)工程有限責(zé)任公司，北京 100000）

1 引言

我國疆域遼闊，各地區(qū)土壤分布情況存在差異，軟土是道路施工中常遇到的環(huán)境，如不能正確處理軟土地基，會降低道路施工質(zhì)量，縮短道路使用壽命。因此，道路施工人員需重視軟基加固技術(shù)研究，結(jié)合道路施工的實(shí)際情況，科學(xué)選擇加固軟基方式，熟練掌握不同軟基施工加固技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)，保證人們出行安全。

2 道路施工技術(shù)中軟基的特點(diǎn)

2.1 軟基特性

道路施工常遇到軟土有軟黏土、淤泥質(zhì)土、淤泥、泥炭質(zhì)土、泥炭等，各類黏土的密度、含水量等指標(biāo)不同，但都具有以下特點(diǎn)：第一，軟基流動性強(qiáng)，人類活動與自然環(huán)境變化都會導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，如不采取措施加固軟基，會影響道路施工質(zhì)量。第二，軟土的孔隙比較大，因此吸水性強(qiáng)，含水量高，承載力低。第三，軟基的抗剪強(qiáng)度低，直接施工影響道路質(zhì)量，縮短建設(shè)道路的使用期限，提高安全事故的發(fā)生率。

2.2 軟基危害

軟基的負(fù)載能力達(dá)不到道路施工的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，隨運(yùn)營時間的增加，道路荷載超出軟基承受范圍，道路軟基結(jié)構(gòu)形狀變化，提高該路段發(fā)生安全事故的可能性。與此同時，道路結(jié)構(gòu)變形使軟基含水量出現(xiàn)波動，部分水分從軟基中流失，軟基的飽和狀態(tài)被破壞，導(dǎo)致道路的質(zhì)量下降，車輛經(jīng)過會造成路面塌陷，危害車輛駕駛?cè)藛T的人身安全。當(dāng)軟土地基填土過高時，軟基土壤潰散現(xiàn)象嚴(yán)重，會影響道路的整體施工質(zhì)量。

3 常用軟基施工加固技術(shù)

3.1 換填技術(shù)

道路施工中常用換填加固技術(shù)，技術(shù)應(yīng)用過程中將軟土挖出，并回填透水性強(qiáng)的材料，達(dá)到加固的目標(biāo)，該技術(shù)應(yīng)用需注意以下問題：第一，該技術(shù)適用于大范圍軟基加固，軟基厚度不超過3 m 時，可將區(qū)域內(nèi)軟土全部挖出，如軟土厚度超過該標(biāo)準(zhǔn)，使用該加固技術(shù)會增加施工成本。第二，根據(jù)軟土的厚度合理選擇回填材料，確?；靥詈罂商嵘搮^(qū)域土壤的土質(zhì)，需加固區(qū)域內(nèi)軟土厚度小于2 m 時，使用素土作為回填材料，當(dāng)軟土厚度在2～3 m 時，需選擇碎石或填砂回填。第三，制訂開挖回填方案之前，前往施工現(xiàn)場考察區(qū)域水文環(huán)境，考慮周邊自然環(huán)境特點(diǎn)，確保回填材料不會對周邊環(huán)境造成破壞，通過實(shí)驗(yàn)確認(rèn)回填材料的最佳混合比例，并計算不同技術(shù)方案的應(yīng)用成本，在不影響加固效果的條件下控制施工成本，提高道路施工質(zhì)量。第四，回填后夯實(shí)換填區(qū)域，提高回填材料的密實(shí)度，確保軟基加固技術(shù)在該區(qū)域發(fā)揮應(yīng)有作用，但應(yīng)用該技術(shù)施工周期長，不可用于交通主干道路施工中軟基加固，以免影響區(qū)域居民的正常生活。

3.2 水泥攪拌樁技術(shù)

水泥攪拌樁技術(shù)為新型加固技術(shù)，被廣泛用于道路軟基施工加固，加固效果良好，該技術(shù)的應(yīng)用原理如圖1 所示，通過攪拌樁將水泥輸入軟基中，攪拌使水泥與軟土充分混合，提高軟基的穩(wěn)定性。第一，在應(yīng)用該技術(shù)加固軟基時，需控制下鉆后的噴漿量，控制噴漿量不超過總噴漿量的1/2，鉆頭抵達(dá)攪拌樁底部后，停留30 s，同時需保證噴漿連續(xù)進(jìn)行，以免水泥將在攪拌樁中凝固，影響技術(shù)應(yīng)用效果。第二，技術(shù)應(yīng)用過程中，施工人員需關(guān)注儲漿設(shè)備中水泥漿的總量，保證儲漿量比攪拌樁容量多出50 kg 以上。第三，完成加固施工后，需檢驗(yàn)加固后軟基的強(qiáng)度，確認(rèn)強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，結(jié)束加固施工。某道路工程運(yùn)用水泥攪拌樁加固技術(shù)處理軟基，根據(jù)施工現(xiàn)場的環(huán)境制訂技術(shù)應(yīng)用方案，要求技術(shù)人員嚴(yán)格按照規(guī)范完成施工，加固后采用輕便觸探法檢驗(yàn)軟基的強(qiáng)度，經(jīng)檢驗(yàn)加固后軟基強(qiáng)度達(dá)到C20 級別，可滿足道路施工的強(qiáng)度需要。該道路建設(shè)工程完成施工后，施工質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，由此可見水泥攪拌樁加固技術(shù)的加固效果[1]。

圖1 水泥攪拌樁加固技術(shù)原理

4 碎石樁加固技術(shù)的應(yīng)用

4.1 技術(shù)原理

該加固技術(shù)的原理如下：通過對黏性土、鵝卵石的應(yīng)用，對軟土地基中的軟土進(jìn)行置換，使軟土地基變?yōu)閺?fù)合地基加固碎石樁，從而使地基土體強(qiáng)度提高，并減小軟土地基土體空隙的可壓縮性，最終實(shí)現(xiàn)預(yù)期的加固目標(biāo)。

實(shí)踐應(yīng)用結(jié)果表明，在松散粉細(xì)砂、黏土為主要土質(zhì)的軟土地基中，碎石樁加固技術(shù)的應(yīng)用效果較為顯著，同時，還適用于地下水位較高的路基。在施工中，其布置形式以矩形和三角形為主，具有操作難度低、施工成本低的優(yōu)勢，將施工工藝作為依據(jù)，可分為格柵碎石樁、振沖法、沉管、干法振動等[2]。

4.2 工程案例

以道路工程為例，存在軟土地基的標(biāo)段長度為15 m。地基屬于道路的基礎(chǔ)，由于軟土地基強(qiáng)度較低，且容易變形，故無法滿足后續(xù)施工要求。為此，需要采取合適的措施予以加固，方能使道路質(zhì)量得到保證。施工單位針對軟土地基處理制訂了兩套方案，第一種是通過袋裝砂井配合砂墊層；第二種為利用碎石樁。前者的優(yōu)點(diǎn)為成本低廉且便于排水固結(jié)，但存在施工時間長、沉降比難以保證的缺陷；而后者雖然成本略高，但能最大限度確保軟基承載力達(dá)標(biāo)，并且施工時間短，碎石樁加固施工如圖2 所示。基于工程要求，施工單位應(yīng)用了碎石樁施工法。技術(shù)施工要點(diǎn)，如下所述。

圖2 碎石樁加固施工

1）技術(shù)準(zhǔn)備：施工單位組織技術(shù)人員審核圖紙，并對施工組織設(shè)計加以學(xué)習(xí)，明確軟土地基加固階段的技術(shù)難題，施工規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。同時，針對可能發(fā)生的風(fēng)險制訂應(yīng)急處理預(yù)案。組織施工人員參加培訓(xùn)，并做好技術(shù)交底，待通過考核后，方能上崗作業(yè)。

2）原材料要求：在制作碎石的過程中，將礫石作為原材料，通過軋制的方法制成，之后，對其進(jìn)行清潔，并在干燥處存儲。并采取試驗(yàn)的方式，保證其強(qiáng)度和耐磨性符合標(biāo)準(zhǔn)。此外，還依據(jù)碎石含泥量要求，剔除不合格的材料。

3）試樁：在尚未全面施工前，選擇某段軟土地基開展加固試驗(yàn)，并將試驗(yàn)結(jié)果作為依據(jù)，對工藝參數(shù)予以確定。

4）原地面處理：通過機(jī)械和人工的方式，將基底表層植被和其他物質(zhì)清除，并建設(shè)了臨時排水設(shè)施，排出地表積水。

4.3 碎石樁施工技術(shù)要點(diǎn)

4.3.1 施工準(zhǔn)備

1）施工單位需要對施工場地進(jìn)行平整，使用機(jī)械設(shè)備將松散土壓實(shí)，并修建道路，方便車輛出入，同時，在路基兩側(cè)修筑排水溝，便于地表水排出。

2）測量人員需要將設(shè)計樁位作為依據(jù)，做好軸線控制點(diǎn)的放置，并以此為基礎(chǔ)，完成標(biāo)志的設(shè)置。

3）在樁機(jī)到達(dá)指定位置后，對設(shè)備垂直度予以控制，使其垂直偏差不超過1%。

4）依據(jù)排跳打的方法，利用樁機(jī)將鋼管打入軟基中，拔出后即可成孔，值得注意的是，所用鋼管，其直徑應(yīng)該與樁孔直徑相符。在初期，樁機(jī)打擊力度不宜過大，控制鋼管沉降速度，在鋼管位置與設(shè)計要求相符時，停止打樁，待60 s 后開始拔錘，并做好速度的控制。

5）通過提升內(nèi)管，將卵石放入外管，同時，在卵石面上放置下內(nèi)管，確保提升外觀和內(nèi)管位置保持平齊，并采取錘擊的方式，使管內(nèi)卵石被壓實(shí)。

6）在加料時，必須將設(shè)備停機(jī)，同時控制提升的速度，避免因提升過快，引發(fā)質(zhì)量問題，如樁斷裂，投料頻率為每2 m/次。

7）卵石用量需要根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果確定。

8）在樁成型后，將樁機(jī)位置移動到下一制孔區(qū)域。

4.3.2 施工控制

1）將試驗(yàn)段所得到的參數(shù)作為依據(jù)，對拔管所涉及的各項(xiàng)指標(biāo)予以控制，如速率、次數(shù)、高度和頻次。確保成樁質(zhì)量滿足設(shè)計要求。同時，還要使用質(zhì)量達(dá)標(biāo)的卵石。本工程中所選擇的卵石材料，其顆粒均小于80 mm，含泥量低于5%，且內(nèi)部無土塊。

2）施工過程中，遵循自兩側(cè)向內(nèi)的順序。

3）在卵石填充階段，不斷進(jìn)行振動，并做反插。

4）在制樁過程中，投料振密需要分階段實(shí)施，本工程的分段標(biāo)準(zhǔn)為0.8 m，在經(jīng)過檢驗(yàn)后，碎石墊層才能被鋪設(shè)，同時使用機(jī)械設(shè)備做壓實(shí)處理。

5）若灌砂量與設(shè)計要求不吻合，需要重新打管和加卵石。

6）注重樁身密實(shí)程度的檢測，本工程在檢測過程中，所應(yīng)用的方法為動力觸探法。此外，分別在成樁半個月和四周后，檢測樁體的錘擊數(shù)，其最低標(biāo)準(zhǔn)分別為3 擊和5 擊，若少于該值，則需要重新施工。

7）樁體施工完成后，挖出樁上部的軟土，用卵石墊層置換[3]。

5 結(jié)語

綜上所述，軟基施工加固是道路施工的重要步驟，且可以提高道路施工的質(zhì)量，降低道路運(yùn)行與維護(hù)成本，使建成的道路滿足人們的出行需求。道路施工人員需關(guān)注領(lǐng)域最新研究成果，學(xué)習(xí)先進(jìn)軟基施工加固技術(shù)，根據(jù)道路施工現(xiàn)場的具體情況，制訂軟基加固施工方案，規(guī)范加固技術(shù)的應(yīng)用方式，提高道路施工質(zhì)量，為交通行業(yè)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。