基于市政工程施工的軟土地基處理技術(shù)應(yīng)用

王許凱

上海市民防建筑研究設(shè)計(jì)院有限公司 上海 200032

軟土地基是目前我國市政工程施工過程中的重點(diǎn)問題，軟土地基具有較強(qiáng)的壓縮性和滲透性，會導(dǎo)致工程基礎(chǔ)建設(shè)工作質(zhì)量下降，不利于工程的穩(wěn)定性和安全性，因亞匕在實(shí)際施工過程中需要對其進(jìn)行全面調(diào)研，合理選擇各種施工技術(shù)進(jìn)行處理，進(jìn)而提高軟土地基結(jié)構(gòu)整體性能，讓其結(jié)構(gòu)性質(zhì)符合工程需求?；诖?，以市政工程施工建設(shè)為例，對軟土地基施工技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行深入分析。

1 軟土地基概述

軟土地基是各類松軟土層總稱，如有機(jī)質(zhì)土、泥沙土、松軟土等，軟土地基強(qiáng)度較弱，缺乏穩(wěn)定性，在施工和后續(xù)應(yīng)用過程中容易出現(xiàn)不均勻沉降，導(dǎo)致工程質(zhì)量受到影響，危及大眾人身財(cái)產(chǎn)安全，如果施工單位沒有做好處理或者其技術(shù)選用不合理，不僅會影響工程進(jìn)度與質(zhì)量，還會加大各類安全隱患出現(xiàn)的概率，縮短工程使用年限，對于區(qū)域經(jīng)濟(jì)以及社會穩(wěn)定和諧發(fā)展極為不利，施工單位需要對其引起重視，做好軟土地基處理，合理選擇各類施工技術(shù)，保證工程質(zhì)量，為我國市政工程穩(wěn)定長遠(yuǎn)發(fā)展奠定基礎(chǔ)[1]。

2 軟土地基的特性

2.1 高壓縮性

軟土本身的土質(zhì)特性是相對而言較為鮮明的，其壓縮性相對較強(qiáng)塑限值相對較高，如果不及時(shí)的對軟土做出有效的處理，那么在道路施工的過程當(dāng)中很容易會出現(xiàn)道路坍塌等相應(yīng)的問題，既影響道路的施工質(zhì)量，同時(shí)也會影響道路工程的使用壽命，增加市政道路工程未來的維護(hù)成本。軟土地基的高壓縮性構(gòu)成原因是軟土含水量相對較大，容重相對較小，且在軟土當(dāng)中往往含有較多的微生物、腐植質(zhì)，進(jìn)而導(dǎo)致軟土穩(wěn)定性相對較差，形成了軟土地基高壓縮性的特性[2]。

2.2 高觸變性和流變性

從軟土構(gòu)成來看，軟土當(dāng)中除了還有微生物和腐植質(zhì)以外還有絮凝狀沉積物，這就導(dǎo)致了軟土雖然具備著一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，但是很容易會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性損壞，進(jìn)而影響軟土本身的強(qiáng)度，呈現(xiàn)為稀釋狀態(tài)，因此軟土的高觸變性特質(zhì)是較為鮮明的。而所謂的流變性則是指軟土在受外力影響或受重力影響時(shí)往往會出現(xiàn)較為明顯的變形特質(zhì)，高觸變性和流變性讓市政道路地基施工的過程當(dāng)中穩(wěn)定性也會受到一定的影響，如果不及時(shí)的加以處理會埋下較多的安全隱患。

2.3 高含水量和低透水性

與普通土壤相比軟土土壤的含水量是相對較高的，同時(shí)其透水性也相對較差，空氣中的水或是自然氣象降水等因素產(chǎn)生的水分都會留存于土壤當(dāng)中，這就導(dǎo)致了土壤的含水量相對較高。如果受到外力影響或擠壓則會出現(xiàn)孔隙水壓，在地基處理的過程當(dāng)中影響壓力固結(jié)效果，進(jìn)而影響最終的施工質(zhì)量。

3 軟土地基對市政工程施工建設(shè)的影響

3.1 導(dǎo)致路面出現(xiàn)沉降

對于市政工程而言沉降問題是軟土地基施工中最為常見的一項(xiàng)病害，如果施工人員沒有做好處理就會導(dǎo)致市政工程無法順利開展，會嚴(yán)重影響區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量。由于軟土地基具有較強(qiáng)的特殊性，其含水量較高，并且孔洞之間縫隙也較大，因此軟土地基壓縮性較大，在施工和后續(xù)應(yīng)用過程中很容易出現(xiàn)滲透問題。而軟土地基一旦出現(xiàn)被壓縮、被滲透，就會加大沉降問題出現(xiàn)的概率，并且通常情況下其沉降量都較大，會加大各類安全隱患事故出現(xiàn)概率，影響工程安全，加大工程施工成本[3]。

3.2 出現(xiàn)涌土問題

如果施工人員沒有做好軟土地基處理就會導(dǎo)致工程出現(xiàn)涌土，而導(dǎo)致該現(xiàn)象出現(xiàn)的主要原因是因?yàn)槭┕と藛T在進(jìn)行回填過程中填土高度超過設(shè)計(jì)高度，導(dǎo)致路基結(jié)構(gòu)出現(xiàn)嚴(yán)重破壞，進(jìn)而發(fā)生涌土滑坡情況，并且在實(shí)際施工過程中如果施工單位沒有對其引起重視，就會導(dǎo)致軟土地基性能無法滿足施工標(biāo)準(zhǔn)，路基出現(xiàn)相應(yīng)的質(zhì)量問題，加大路基傾斜度，會引發(fā)一系列施工缺陷，不僅會影響路基整體結(jié)構(gòu)性能，還會導(dǎo)致路基缺乏穩(wěn)定性和可靠性閃

4 路橋施工過程中軟土地基施工問題

4.1 橋頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題

如果工作人員在前期市政路橋工程建設(shè)中沒有對橋頭結(jié)構(gòu)進(jìn)行細(xì)致全面地考慮分析，沒有深入了解軟土地基的實(shí)際情況，那么就圖紙?jiān)O(shè)計(jì)可能存在一定的缺陷，難以滿足工程實(shí)際需求，施工中難以科學(xué)合理地進(jìn)行管控，最終對整個(gè)市政路橋工程品質(zhì)產(chǎn)生負(fù)面影響[4]。

4.2 施工質(zhì)量有待提升

路基路面是市政路橋工程中重要的結(jié)構(gòu)，如果路基路面施工質(zhì)量存在問題，路基處理不當(dāng)，后期發(fā)生不均勻沉降，就很容易引發(fā)橋頭跳車等嚴(yán)重問題。有的施工人員在前期沒有詳細(xì)地檢查市政路橋的建設(shè)流程，沒有細(xì)致全面地了解路基鉆孔實(shí)際數(shù)量和位置，或者沒有落實(shí)軟土地基處理技術(shù)，后期就可能出現(xiàn)質(zhì)量不合格的情況。

4.3 不均勻沉降問題

在市政路橋軟土地基處理中，如果處理不當(dāng)，就很容易出現(xiàn)地面不均勻沉降的問題。在具體實(shí)踐中，軟土地基處理受到多方面因素的影響，路面地基沉降問題主要是因?yàn)槭┕ぶ袥]有嚴(yán)格按照施工方案作業(yè)、技術(shù)要點(diǎn)落實(shí)不到位。工作人員在進(jìn)行市政路橋軟基處理中，為避免影響工程品質(zhì)，需要嚴(yán)格落實(shí)施工方案。不過，有的工作人員缺乏專業(yè)的技術(shù)能力，在地基處理中沒有全面壓實(shí)路基，使得施工質(zhì)量不佳，導(dǎo)致在后期工程建設(shè)中出現(xiàn)路橋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不足、軟土地基處理難以達(dá)到規(guī)定要求，從而引發(fā)路橋崩塌、斷層等嚴(yán)重后果。

5 軟土地基加固技術(shù)的應(yīng)用

5.1 置換法

該方法主要是將不良軟土地質(zhì)挖除，然后換填一些穩(wěn)定性強(qiáng)的材料，以保證順利地完成后續(xù)的施工作業(yè)。置換法能夠?qū)崿F(xiàn)基礎(chǔ)性能的快速改善，保證底部的承載力，將底部穩(wěn)定性提升，但卻有較多的土方開挖和土壤回填作業(yè)，需要投入較多的成本。在選用該方法之前，工作人員不僅應(yīng)從軟基的范圍、深度、施工經(jīng)濟(jì)性等多方面進(jìn)行綜合考慮分析，而且應(yīng)調(diào)查現(xiàn)場周圍環(huán)境，對軟土路基地形條件進(jìn)行細(xì)致地分析。在具體施工中，先將軟土地基挖開，用礫石鋪設(shè)在地基上，確保地基穩(wěn)定性，然后用礫石將軟土層替換，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)穩(wěn)定性、承載力提升的效果。因此，該方法適合應(yīng)用于深度淺、范圍小的軟土地基中[5]。

5.2 排水固結(jié)技術(shù)

該技術(shù)主要是將軟土地基中的水分排出，提高土質(zhì)的密度和穩(wěn)定性。工作人員可以根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的排水固結(jié)工具和方法。在具體施工中，可以先在地基中埋設(shè)排水管道，然后采取垂直加壓或者橫向加壓的方式排出土質(zhì)中的水分，利用管道制成的排水井最優(yōu)化處理軟土地基邊界，保證各個(gè)孔隙中水分可以通過管道及時(shí)排出。當(dāng)前常用三種排水固結(jié)處理方法為：

（1）砂井堆載預(yù)壓法。該方法在透水性差、黏性軟的地基中有很好的應(yīng)用效果，可以壓實(shí)土壤中的土粒，從而將地基的強(qiáng)度從根本上改善，提升土壤固結(jié)率。

（2）真空排水預(yù)壓法。在已固結(jié)的土壤中設(shè)置砂井、砂墊層，然后利用真空泵將土壤中的氣體抽干，保證塑料膜下的砂墊層處于真空狀態(tài)，進(jìn)而利用壓力差排除孔隙中的水分，達(dá)到固結(jié)預(yù)壓的效果。真空預(yù)壓法只需十分簡單的施工工藝，對技術(shù)要求不高，不過在高強(qiáng)度地基施工中并不適用。

（3）降水預(yù)壓法。工作人員和力量設(shè)置井點(diǎn)，然后進(jìn)行抽水降水將地下水位降低，利用土自重和應(yīng)力增加達(dá)到預(yù)壓的效果，進(jìn)而改變孔隙水壓力，提升土層穩(wěn)定性。該方法可以顯著提高地基加固處理的速度。

5.3 土工合成材料

首先，現(xiàn)場工作人員在路基實(shí)驗(yàn)階段通過測量對應(yīng)的設(shè)計(jì)路線和點(diǎn)位，合理應(yīng)用土工合成材料，在保證處理效果的同時(shí)加快施工進(jìn)度。如果在具體施工中出現(xiàn)偏差，就可以利用點(diǎn)位進(jìn)行調(diào)整。其次，工作人員在試驗(yàn)之前應(yīng)充分做好準(zhǔn)備工作，全面考慮各個(gè)細(xì)節(jié)問題，提高路基填料施工的穩(wěn)定性。同時(shí)，管理者應(yīng)嚴(yán)格地檢查進(jìn)入到施工現(xiàn)場的各種材料，在具體施工前反復(fù)檢查確認(rèn)地基情況。工作人員應(yīng)詳細(xì)地分析設(shè)計(jì)區(qū)間范圍，明確軟基的集合尺寸，然后利用土工材料進(jìn)行填筑施工。再次，路基碾壓。工作人員按照地基承載能力范圍控制好壓實(shí)度，整個(gè)回填過程都要符合試驗(yàn)結(jié)果要求。監(jiān)理人員應(yīng)反復(fù)檢查軟基處理質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)。最后，分層填筑。市政路橋軟基處理中填筑土工材料可以按照網(wǎng)格線進(jìn)行分區(qū)處理，由專用車輛運(yùn)送土方到指定的位置，均勻地?cái)備伈⑶曳謱犹钪簩?shí)。在壓實(shí)中，應(yīng)按照靜壓、弱震、靜壓的順序進(jìn)行碾壓，保證壓實(shí)度。

5.4 地基強(qiáng)夯法

地基強(qiáng)夯就是利用重錘壓實(shí)路基軟土。在具體施工中，工作人員操作相關(guān)重錘設(shè)備反復(fù)進(jìn)行軟土部位的壓實(shí)，將軟土的孔隙減少，實(shí)現(xiàn)土層和碎石密實(shí)度提升、基礎(chǔ)承載力提高、路基強(qiáng)度增加的效果。此外，在強(qiáng)夯過程中可以采用環(huán)刀法對表層壓實(shí)度進(jìn)行檢測，從而采取調(diào)整措施，提高路面壓實(shí)的均勻性。在軟基強(qiáng)夯施工處理合格后方可進(jìn)入下一工序施工活動。強(qiáng)夯法施工技術(shù)無需耗費(fèi)過多的資金，但是有較長的施工周期，而且在施工中產(chǎn)生噪音[6]。

5.5 高壓注漿法

高壓注漿法是深層攪拌方法中的一種，主要是利用高壓設(shè)備將水泥漿壓入到軟土地基中，然后將固結(jié)材料和軟土地基充分融合，形成牢固的整體，提升基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。在高壓注漿之前，工作人員先要通過鉆孔、清孔等方式充分做好準(zhǔn)備工作，然后進(jìn)行砂漿的澆筑。在具體澆筑過程中，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：第一，做好鉆孔深度的合理控制，將孔洞中的雜物清理干凈；第二，工作人員應(yīng)提前準(zhǔn)備好充足的漿液，避免灌注過程中出現(xiàn)漿液不足的情況，然后在檢查灌漿深度無誤后方可正式開始灌漿作業(yè)；第三，灌漿過程中要在孔底插入密封罐，堅(jiān)持連續(xù)施工，避免中途暫停，以免氣泡影響施工效果。通過灌漿施工可以提高砂漿的均勻性，從而加強(qiáng)了軟土路基的穩(wěn)固性。

5.6 深層攪拌處理技術(shù)

該技術(shù)是通過在基礎(chǔ)中注入固結(jié)材料，然后利用攪拌設(shè)備進(jìn)行混合處理，來實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)改善、穩(wěn)固性和承載力提升的效果。在市政路橋軟基處理中應(yīng)用該技術(shù)的管件在于混合料，應(yīng)確?；旌狭险扯龋诨旌线^程中能夠充分和周圍土壤融合在一起。深層攪拌處理技術(shù)能夠?qū)④浲谅坊杏袡C(jī)物和化學(xué)物質(zhì)特性增強(qiáng)，在建設(shè)路橋工程中，該方法有較為廣泛的應(yīng)用，可以顯著提高軟土地基的穩(wěn)定性。

5.7 碎石樁處理

作為一種較為傳統(tǒng)的軟基處理方法，碎石樁當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛，而且效果良好。碎石樁施工技術(shù)主要是在軟土地上通過振動、沖擊等工藝完成鉆孔，然后將礫石、粘結(jié)劑等材料填充到孔洞中，保證礫石形成高粘度的混凝土粉體，最終形成牢固的樁基，提高基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，避免在后續(xù)施工和應(yīng)用中發(fā)生不均勻沉降的問題。

5.8 粉噴樁施工

粉噴樁施工是軟土地基處理中有較大施工難度的方法。工作人員首先要注意將鉆機(jī)進(jìn)入軟土層的深度確認(rèn)，將最佳?；颐娲_定以確保軟土地基處理的深度滿足實(shí)際要求，按照理想狀態(tài)控制粉噴樁的長度和高度，避免整體施工效果受到噴粉量過多的負(fù)面影響。在具體實(shí)踐中，需要檢查噴粉機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量，以認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度控制施工過程。只有當(dāng)施工現(xiàn)場整理好、材料設(shè)備質(zhì)量均達(dá)標(biāo)后，才可以正式進(jìn)入施工環(huán)節(jié)。其次，工作人員按照既定的位置安裝鉆機(jī)，并調(diào)試設(shè)備，保證鉆機(jī)在進(jìn)入軟土層后可以協(xié)調(diào)完成粉噴任務(wù)。最后，在噴粉的同時(shí)利用鉆機(jī)進(jìn)行攪拌工作，通過二次攪拌確認(rèn)質(zhì)量合格后從孔洞中提出鉆桿，在實(shí)際施工中的工作人員應(yīng)精準(zhǔn)地測量鉆桿的長度，對鉆入的深度進(jìn)行準(zhǔn)確地判斷，確保粉噴樁長度合格。同時(shí)，工作人員應(yīng)根據(jù)具體試驗(yàn)將施工具體參數(shù)準(zhǔn)確地確定，并且在具體施工中做好噴粉量、壓力值、提桿速度等各項(xiàng)參數(shù)的控制和記錄，保證軟基處理效果能夠達(dá)到預(yù)期要求，盡量降低誤差，以免影響到最終處理質(zhì)量。

6 軟土地基施工技術(shù)應(yīng)用優(yōu)化建議

6.1 合理選擇施工技術(shù)

市政路橋工程中有較為復(fù)雜的土層結(jié)構(gòu)，工作人員可以根據(jù)土層實(shí)際構(gòu)成情況做好不同軟基處理方法的合理選擇。比如土層結(jié)構(gòu)較厚、軟土層較淺、軟土范圍較小可以選擇換填法進(jìn)行加固處理；軟土層較淺范圍偏大可以選擇高壓噴射注漿處理方法；軟土層較厚沒有砂層可以選擇排水固結(jié)方式進(jìn)行加固處理；含水量較高的軟土層且對地基強(qiáng)度要求較高的可以選擇垂直排水、攪拌樁等多種處理方法。

6.2 加強(qiáng)技術(shù)團(tuán)隊(duì)建設(shè)

隨著各個(gè)地區(qū)的發(fā)展，市政路橋工程的建設(shè)規(guī)模和數(shù)量逐漸增多，很多地區(qū)都存在軟土地基，為保證基礎(chǔ)穩(wěn)定性、提高路橋整體性能，需要充分做好軟基處理工作。而專業(yè)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)是保證軟基處理效果的人才基礎(chǔ)，因此相關(guān)單位應(yīng)加強(qiáng)建設(shè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)，通過科學(xué)的培訓(xùn)和引導(dǎo)嚴(yán)格落實(shí)技術(shù)處理方案，嚴(yán)禁隨意改動施工技術(shù)，避免威脅到軟基處理效果。同時(shí)，應(yīng)積極培養(yǎng)高素質(zhì)人才，確保在路橋軟基處理中能夠充分發(fā)揮其理論、技術(shù)等方面的作用，切實(shí)提高路橋工程基礎(chǔ)穩(wěn)固性。

6.3 加強(qiáng)材料、設(shè)備控制

軟土地基處理中需要借助一定的設(shè)備材料，如果設(shè)備材料質(zhì)量不合格，就很容易威脅到路橋工程的整體質(zhì)量。為此，應(yīng)根據(jù)確定的地基處理技術(shù)合理進(jìn)行軟土地基材料、設(shè)備的選擇和質(zhì)量控制。工作人員應(yīng)加強(qiáng)抽查材料設(shè)備的質(zhì)量，確定其是否能夠滿足工程建設(shè)需求，并且在具體施工中提前調(diào)試設(shè)備，由專業(yè)的人員進(jìn)行操作，通過裝備服務(wù)系統(tǒng)的強(qiáng)化處理，充分結(jié)合軟土地基技術(shù)的預(yù)期目標(biāo)，從而提高基礎(chǔ)處理效果。

6.4 加強(qiáng)技術(shù)管理

軟土地基是市政路橋建設(shè)的關(guān)鍵所在，如果軟基出現(xiàn)問題，就會直接影響工程整體質(zhì)量。因此，應(yīng)積極加強(qiáng)技術(shù)管理。在軟基處理中，應(yīng)綜合比較軟基處理技術(shù)方案的應(yīng)用范圍、目的、特點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)性等方面內(nèi)容，再從中選擇最優(yōu)的處理方法，同時(shí)應(yīng)結(jié)合測量資料，系統(tǒng)地評價(jià)技術(shù)應(yīng)用效果。只有通過不斷改進(jìn)創(chuàng)新，才能進(jìn)一步發(fā)揮軟基處理技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢。

7 結(jié)語

綜上所述，軟土地基作為威脅市政路橋建設(shè)質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一，備受關(guān)注，在具體實(shí)踐中，工作人員應(yīng)做好軟基處理技術(shù)的合理選擇和應(yīng)用，根據(jù)軟土性質(zhì)合理選擇處理方法，將軟土路基的穩(wěn)定性提高，確保工程整體建設(shè)效果。