海滄保稅港區(qū)西查驗(yàn)區(qū)工程市政道路施工中的軟土地基處理技術(shù)分析

林寶文

（福建藝景生態(tài)建設(shè)集團(tuán)有限公司，福建廈門(mén)361000）

0 引言

在我國(guó)城市化建設(shè)過(guò)程中，不同地區(qū)、城市地質(zhì)條件也存在著很大的差異。在實(shí)際施工中，會(huì)遇到多種不同類(lèi)型和性質(zhì)的地質(zhì)條件，其中軟土地質(zhì)就是較為常見(jiàn)的一種。軟土地基含水量高，透水性較差，整體施工難度較大，一直是我國(guó)城市道路施工的重難點(diǎn)之一。如果沒(méi)有對(duì)軟土地基進(jìn)行有效的加固處理，則會(huì)嚴(yán)重影響市政道路工程的質(zhì)量，產(chǎn)生不小的安全隱患。為此，在海滄保稅港區(qū)西查驗(yàn)區(qū)工程市政道路施工中，重視對(duì)軟土地基處理施工技術(shù)的分析，結(jié)合軟土地質(zhì)條件實(shí)際情況，全面掌握軟土地基加固處理的技術(shù)要點(diǎn)，確保市政道路工程的質(zhì)量。

1 工程概況

海滄保稅港區(qū)西查驗(yàn)區(qū)工程項(xiàng)目所在地區(qū)的軟土屬于高含水量、低強(qiáng)度、高壓塑性的超軟弱黏土，地層自上而下為：人工填土，色雜且松散，厚度約為1～2m；由于屬海陸交互沉積層，多為淤泥、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，夾淤泥質(zhì)細(xì)砂，松散、流塑、飽和，該層層底埋深為3～15m；殘積層為黃、灰黃色砂質(zhì)黏性土，硬塑為主，為花崗巖殘積土，厚度約為0～8m，天然含水量約為72.3%，液性指數(shù)為1.65，塑性指數(shù)約為24.6，孔隙比為2.015，壓縮系數(shù)為2.245MPa，豎向固結(jié)系數(shù)為0.791×10-3cm2/s。根據(jù)具體估算數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在不做軟土地基處理的情況下，其路基極限填土高為1.87m 左右。根據(jù)對(duì)路基部分軟土地基穩(wěn)定性測(cè)試，工后沉降預(yù)估，路面結(jié)構(gòu)地基強(qiáng)度具體標(biāo)準(zhǔn)要求，需采取有效的方法進(jìn)行軟土地基處理。

2 軟土地基不利施工的原因

軟土地基的土質(zhì)較為松軟，且孔隙較大，大多是以砂土和泥炭為主。由于部分地區(qū)地下水位相對(duì)較高，受到外部較大荷載壓力后，往往容易發(fā)生土層壓縮和地基沉降的情況。

軟土地基處理技術(shù)的應(yīng)用原理是運(yùn)用外部技術(shù)方法提高該地區(qū)路基部分的穩(wěn)定性和承載力。由于軟土地基的性質(zhì)，地域環(huán)境不同，存在較大差異，往往具有較強(qiáng)的隱蔽性。如果，市政道路工程施工單位沒(méi)有重視對(duì)軟土地基的處理，就容易引發(fā)質(zhì)量安全的隱患。

3 軟土地基加固處理的技術(shù)要點(diǎn)

市政道路軟土地基加固處理技術(shù)在施工中，需結(jié)合軟土地基的實(shí)際情況，根據(jù)軟土地基的特點(diǎn)，采用針對(duì)性的設(shè)計(jì)施工方案。首先，對(duì)道路軟土地基部分需提高整體抗剪性能，予以加固，避免后期發(fā)生道路下沉。其次，要有效改善軟土的動(dòng)力性能，防止軟土地基發(fā)生變形而產(chǎn)生安全隱患。還要注意預(yù)防軟土地基彈性問(wèn)題，以維持道路整體結(jié)構(gòu)的恒定、均勻沉降。控制地基的滲透性，防止因滲漏而破壞地基。最后，軟土地基處理方式需保證施工路徑不變化，最大程度地滿(mǎn)足市政道路設(shè)計(jì)的要求，以科學(xué)的施工管理來(lái)降低施工成本。

4 市政道路施工中的軟土地基處理技術(shù)

4.1 深層攪拌法與加載法

深層攪拌法主要指利用先進(jìn)的攪拌設(shè)備，對(duì)軟土路基的內(nèi)部土壤和固化劑共同進(jìn)行深層攪拌，使軟土路基的內(nèi)部軟土與固化劑充分混合后，提高混合物的強(qiáng)度與硬度，增強(qiáng)穩(wěn)定性，形成硬結(jié)，以此增強(qiáng)承載力。同時(shí)采取深層攪拌法相對(duì)較為便利和快捷，僅使用固化劑和攪拌設(shè)備即可，無(wú)須投入更多的成本。

加載法主要的功能是有效解決和高效防控已完成填土路面的沉降問(wèn)題，同時(shí)也可以強(qiáng)化軟土路基部分的強(qiáng)度和抗壓性能。一般加載法的應(yīng)用需要結(jié)合填土加載法或降低地下水水位，利用換填法來(lái)實(shí)現(xiàn)軟土地基內(nèi)部總壓力的上升，以降低地下水水位，其在砂層中間的地基部分有著較好的適用性[1]。

4.2 袋裝砂井法

利用袋裝砂井法來(lái)處理軟土地基的核心原理是進(jìn)行排水固結(jié)。在原有地基的基礎(chǔ)上，通過(guò)開(kāi)挖豎向排水通道，軟土地基受上荷載作用，飽和水分由土層空隙中排出，并通過(guò)事先挖好的排水通道排出土層。在排出水分后，土層空隙體積會(huì)下降，保證低級(jí)基礎(chǔ)部分的固結(jié)和變形反應(yīng)。在超靜水壓作用下，空隙會(huì)逐漸減小，直至消失，從而達(dá)到提高土層有效應(yīng)力和增強(qiáng)其硬度、強(qiáng)度的目的，實(shí)現(xiàn)軟土地基部分的加固。當(dāng)海滄保稅港區(qū)西查驗(yàn)區(qū)工程項(xiàng)目選擇軟土地基處理方法時(shí)，最初設(shè)計(jì)為袋裝砂井法+預(yù)壓排水固結(jié)方法。工期較緊，固結(jié)時(shí)長(zhǎng)為180～360d，且工后沉降較大。項(xiàng)目所處位置距離海水較近，受潮汐影響水位變化大，處理效果不明顯。經(jīng)過(guò)討論后，采用袋裝砂井法+強(qiáng)夯法，在軟土埋深小于8m 的地段，這一方法取得了良好的效果。對(duì)于其他雜填土、軟土地基，則單純地使用了強(qiáng)夯法。

4.3 排水技術(shù)

在市政工程中，軟土地基部分有較高的含水量，通常會(huì)采用排水的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)軟土地基的加固，最大程度地保證排除水分，提高軟土地基的穩(wěn)定性。因此，表層和深層排水技術(shù)應(yīng)用就顯得極為重要。表層排水主要是指在軟土地基部分，以軟土為基礎(chǔ)進(jìn)行砂石層的鋪設(shè)，使地基含水量降低，壓力排水與砂墊層可同時(shí)運(yùn)用，有效排除含量相對(duì)較大的水分，軟土層的固結(jié)沉降會(huì)得以提升。

5 市政道路工程軟土地基處理常用的策略

5.1 表層排水法及淺層加固法分析

表層排水法的原則為排除軟土中的多余水分，壓實(shí)基礎(chǔ)，增強(qiáng)基礎(chǔ)部分的穩(wěn)定性和強(qiáng)度。但表層排水法也存在一定的局限性，只能應(yīng)用在含水量較大的軟土地基。在實(shí)際施工時(shí)，需進(jìn)行土壤采樣分析，確定含水量是否為導(dǎo)致土壤軟化的原因。通常來(lái)講，表層排水法在路基填筑施工前，需依據(jù)排水計(jì)劃挖溝，便于填充土壤，使水可以沿溝渠排除，減少土壤含水量，還能避免地基結(jié)構(gòu)變形。

淺層加固處理方法適用于表層軟土小于3m 厚度的軟土地基部分。淺層加固處理方法包括換填墊層與排石擠淤，可保證較低深度的施工部分的穩(wěn)定性，但不適用于軟土表層超過(guò)3m 的軟土地基部分。另外，還需根據(jù)不同地區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，適當(dāng)使用添加劑與土工編織物來(lái)實(shí)現(xiàn)軟土地基加固的效果。其中換填法施工較為簡(jiǎn)單，成本較低，且能夠快速提高軟土地基的承載力。

5.2 土壤置換回填技術(shù)及強(qiáng)夯加固法分析

在市政道路軟土地基的加固處理當(dāng)中，所運(yùn)用的技術(shù)較多，其中土壤置換回填技術(shù)是應(yīng)用較為廣泛的方法之一。土壤置換回填技術(shù)的主要原理是，將軟土地基部分中的軟土挖除，置換為滲水性相對(duì)較好且有較高強(qiáng)度的硬土或砂石材料，在回填施工之后，再使用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行碾壓，提高軟土地基部分的硬度和強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)軟土地基的加固。在壓實(shí)過(guò)程中，需要注意及時(shí)檢測(cè)軟土地基部分的強(qiáng)度，另外，還要采取有效的維護(hù)措施。如果原軟土地基部分需進(jìn)行夯實(shí)加固，要投入大量的人力資源和成本，但置換之后再進(jìn)行壓實(shí)，則能夠有效提高施工的效率，實(shí)現(xiàn)成本的有效控制。在土壤置換回填技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，需要重視對(duì)新土壤質(zhì)量的控制，防止摻雜過(guò)多雜物，保證土壤的干燥性和滲水性。

強(qiáng)夯加固法在軟土地基加固施工處理中有較高的實(shí)用性，而且加固效果較為良好。強(qiáng)夯加固法大多適用于黏性土、礫石土、砂土、雜填土、淤泥等基礎(chǔ)軟土部分的軟土地基處理。強(qiáng)夯加固法不僅可以明顯提高軟土地基的強(qiáng)度，同時(shí)也能夠降低土壤的壓縮性，增強(qiáng)土壤本身的抗震液化能力，所以，強(qiáng)夯加固法一般適用于濕陷性黃土地基部分的加固[2]。

5.3 粉噴樁施工技術(shù)及水泥攪拌樁技術(shù)分析

粉噴樁施工技術(shù)在軟土地基加固處理中的應(yīng)用能夠顯著提高軟土地基部分的土體強(qiáng)度，防止其基礎(chǔ)變形。因此在市政道路軟土地基處理中，粉噴樁施工技術(shù)對(duì)含有黏土、粉砂質(zhì)土、粉質(zhì)黏土的軟土地基具有很好的加固效果。其加深深度一般選擇在15～20m 之間，在應(yīng)用時(shí)，需配備深層攪拌設(shè)備，再依據(jù)所設(shè)計(jì)的高度進(jìn)行攪拌，將水泥粉末噴到設(shè)計(jì)的樁頂位置。在5m 范圍內(nèi)進(jìn)行反復(fù)混合，對(duì)上部石灰土或水泥土進(jìn)行回填，再做壓實(shí)處理，從而有效增強(qiáng)樁位的土壤強(qiáng)度。

水泥攪拌樁技術(shù)是在施工過(guò)程中將水泥作為固化劑，將軟土和固化劑混合攪拌后，使軟土硬化成為水泥和固土，能夠增強(qiáng)軟土地基的強(qiáng)度，提高其穩(wěn)定性。采用水泥攪拌樁技術(shù)來(lái)進(jìn)行軟土地基部分的加固，主要是運(yùn)用水泥混合固土增加軟土的硬度，是基于水泥和軟組織間的化學(xué)物理反應(yīng)的過(guò)程。在進(jìn)行攪拌時(shí)，需要嚴(yán)格控制攪拌質(zhì)量，控制好水泥漿的稠度。

5.4 粒料樁和塑料排水板的運(yùn)用分析

預(yù)應(yīng)力管樁主要被用來(lái)改變軟土地基部分的軟硬程度，使其能夠達(dá)到市政道路工程的相關(guān)施工要求。在具體的道路施工中，首先需要采用正確的測(cè)量手段，確定軟土路面的具體位置，然后在準(zhǔn)確位置上進(jìn)行打樁和加固處理。對(duì)于軟土地基部分含水量較大的難題，可以通過(guò)塑料排水板來(lái)予以解決。軟土地基的含水量對(duì)道路工程的整體施工質(zhì)量有著至關(guān)重要的影響，如果遇到含水量不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的工程，必須要停止施工，利用塑料排水板將含水量降低到規(guī)定要求后，方能夠繼續(xù)施工。

6 結(jié)語(yǔ)

結(jié)合上述文章內(nèi)容所述，市政道路工程建設(shè)難免會(huì)遇到軟土的地質(zhì)條件，而市政道路軟土地基處理不但關(guān)系到市政道路本身的質(zhì)量，同時(shí)也影響著道路的行車(chē)安全。為此，市政道路施工單位和相關(guān)管理部門(mén)需要重視對(duì)軟土地基的勘測(cè)，根據(jù)軟土地基范圍、具體參數(shù)、土質(zhì)結(jié)構(gòu)等實(shí)際特點(diǎn)，采取相對(duì)應(yīng)的軟土地基加固處理技術(shù)，以增強(qiáng)軟土地基土體的強(qiáng)度和剛度，降低沉降和減少不均勻沉降，控制好后期投入使用后的沉降度，保證市政道路的使用質(zhì)量和社會(huì)效益。