市政道路施工中的軟基處理技術

梁國林

摘要：隨著市政道路面臨著前所未有的通行壓力，市政道路在施工中要高度重視施工的質量，而在市政道路中經常遇到軟基，軟基處理技術對提高道路施工質量很重要。文章對市政道路施工中的軟土地基處理技術進行了探討。

關鍵詞：市政道路；軟土地基；處理技術

市政道路對路基完工后沉降的要求很高，而沉降剛好是軟土地基處理的主要問題，在軟土地基上修筑道路，如果對軟基不加以處理往往會導致路基失穩或過量沉降，直接影響到竣工后道路的運行狀況及其使用壽命。因此，強化對軟基的處理，成為提升市政道路工程施工質量的關鍵。

一、開挖換填法

開挖換填法指的是將原有軟弱土層全部挖出或部分挖出，以滲水性較好的砂、石或者強度較好的粘土填筑。換填土法是用好土全部或部分替換軟土的方法。適用于軟土層較厚，稠度大，路堤高、施工期緊迫的路段。

加固原理：根據土中附加應力的分布規律、讓墊層承受上部較大的應力，軟弱土層承受較小的應力。作用：提高持力層承載力；減少沉降量；加速軟土層的排水固結；防止凍脹；消除膨脹土的脹縮作用。開挖方法：全部開挖換填：在路堤全寬范圍內將需要處理的軟土層挖除，并置換以好土。適用于軟土層厚度為 3m以內，路堤需在短期內填筑完成的情況。部分開挖換填：僅挖除表層最軟弱部分的軟土，換填以好土，使沉降量減少到可接受程度。

換填材料：選用排水性能好，處于地下水以下能保持有足夠承載力的砂、砂礫及其它粗粒料。

二、表層處理法

市政道路軟基如果非常軟弱，則應當采用表層處理法。表層處理法指的是利用排水、敷設或者增加填料等方式來提高軟基表面的強度，防止局部地基出現變形，確保道路工程的機械可正常開展作業，使填土的荷載分布均勻。分以下幾種情況：

1、土質相對較好，但含水量比較大的軟土地基，在應用表層處理法之前，通過在地面開挖溝槽把地表水排除干凈，降低地基表層的含水率，確保施工機械順利通過。應填筑透水性較好的碎石或者砂礫，從而確保開挖的溝槽達到盲溝的效果。

2、地基的表層含水量大，但軟土層比較薄，這種情況應采用砂墊層法，在地基上添加 0.5～1.2m 左右厚度的砂墊層。通過這種方式，可有效固結軟土層，而且砂墊層還具有排水的作用。除此之外，砂墊層在填筑過程中還具有降低地下水位的功能。

3、如果地基的土層不均勻，或者均布的沉降不均勻，容易導致側方向發生變位等問題，則可使用敷墊材料法，這種敷墊材料具有良好的抗剪和抗拉能力，可保證機械的通行，對填土荷載起到支承作用。敷墊的材料一般有土工格柵、化纖無紡布（土工布）等類型。

三、豎向排水固結法

豎向排水固結法適用于粘性軟土路基的處理，其加固原理是縮短路基排水距離，促進排水固結，并提升路基強度。豎向排水固結法又分砂井排水和紙板排水兩種方式，砂井排水根據施工方式的不同又可分為打入式、振動式、螺旋鉆式等。在此以砂井排水法為例介紹其施工方法。為了提升地基穩定性，應以填土坡面下為加固對象，為了減少地基沉降，應以路基頂面寬度下為處理對象。施工前仔細查看施工場地有無沙層；施工過程中要減少對四周土壤的擾動，以防地基強度削弱或透水性變差，對此可適當加寬排水距離；采用砂井排水時，盡量采用質量好的粗砂，以確保其透水性能良好，且透水效果能夠長期保持。砂井排水法施工時應遵循鋪砂—打入排水砂井的順序施工。在進行砂井施工之前，需要在地表面鋪墊一層砂（即砂墊層）。并需要開挖排水溝，防止填土內有較高的地下水位。排水砂井的打入主要有打入式、振動沉樁式、射水式、螺旋鉆進式及袋裝式等。無論那種方法其沉入深度通常是15～20m，一旦超過這一深度，就會增大工程難度，增加工程費用。注意事項：布置砂井需要根據設計圖間距進行，用不同顏色對已打入或待打入的井位進行標志。經常檢查導桿，確保其豎直，打入深度要符合要求。打入速度可以快，但要控制拔出套管的速度，速度應控制在填充砂及壓氣能順利地操作為度。填充砂料需要利用傳送帶進行連續投入，還可以通過漏斗提升將其喂入，從正確計量考慮，漏斗提升的方法更優。

四、粉噴樁加固處理法

進行粉噴樁之前應準備好需要的施工技術資料，如工程場地的地質報告，粉噴樁設計樁位圖，室內配比試驗報告，土工試驗報告，原地面高程數據表，加固深度與停灰面高程以及測量資料等。確保場地整潔平坦。用粘性土填平場地低洼；施工場地不符合機械行走要求時，需要通過鋪設砂土或碎石墊層來改善。如果地表太軟，需要采取避免機械失穩的相關應急措施。準備好施工機械，按照需要組裝機械并進行試運轉。根據工程設計的配比和實際測量的各項施工現場參數進行試樁，進而確定粉噴樁的施工工藝。試樁通常是5根，鉆進、提升、攪拌的速度，噴氣需要的壓力以及單位時間的噴粉量也是通過試樁確定的。粉噴樁使用的水泥，應有合格證，并符合工程設計的標準，并現場檢驗合格才能投入使用，受潮、結塊變質的加固料必須廢棄。

對噴粉高程、鉆機下鉆深度以及停灰面進行嚴格控制，保證粉噴樁長度符合要求。決不能使用缺少粉體計量裝置的噴粉機。對于成樁直徑和攪拌情況進行定期的檢查。定期復核檢查現場的鉆頭，確保其直徑磨耗量在2cm 之內。如果鉆頭上升到地面以下0.5m 時，要停止噴粉機噴粉。在噴粉成樁時因故停止噴粉，在進行二次噴粉接樁時，要確保噴粉重疊長度大于1m。粉噴樁施工過程，泵送水泥保持連續，并指定專人記錄固化材料的使用情況，其用量誤差要保持在±1% 范圍內。為了保持攪拌機的垂直情況，需定期對導向架的垂直情況和起吊設備的平整情況進行嚴格檢查，確保垂直度偏差不大于1%。攪拌機進行噴粉時提升的速度和次數要符合相關要求，并指派專人詳細記錄攪拌機下沉或提升的時間，并保證其深度符合設計要求，時間誤差小于5秒，施工前需要測量鉆桿長度，并進行標志，以便準確的把握鉆入深度和復攪深度。施工中出現各種問題需要及時處理、并詳細記錄。儲灰罐容量不能小于一根樁的用灰量加50kg，如儲量不夠，決不能進行下一根樁的開鉆施工。

五、強夯法加固技術

此方法的主要優點在于適用范圍比較大、軟基加固比較好、施工比較簡單等。強夯法的基本原理是，利用強大的沖擊力把土體結構破壞掉、對周圍的土擠壓成夯坑，主要包括動力密實、動力固結和動力裝置等方法。

1、動力密實。動力密實是指把沖擊荷載來壓實土體，從而把土體之間的縫隙擠壓密實，最終提高地基的強度。但是相關的實踐證明，地面的沖擊力的作用會產生下降，強夯的深度下降的范圍在 0.5～1.0m 的范圍內，而經過強夯之后的軟基承載力，其承載能力提高2～3 倍。

2、動力固結。動力固結主要是通過應力波來破壞土體的結構，從而是土體局部或者全部產生排水通道縫隙，從而達到加固道路軟基的目的。在這種方法下，夯擊能力與土體沉降量成正比例關系，當土體的沉降量為 100%時，則吸附水就會變成自由水，這時土體的強度便會達到最低值。

3、動力裝置。動力裝置分為樁式、整式裝置兩種方式。在這兩者當中，整式裝置指的是通過夯擊能力把碎石壓入到淤泥當中，然后由碎石形成墊層。而樁式裝置指的是夯擊能力把碎石填筑到軟基土體中，進而形成碎石樁，起到加固軟土地基的作用。

六、高真空擊密法

此法是一種快速加固軟土地基的新技術，它是通過數遍的高真空，并結合數遍合適的變能量擊密，達到降低土層含水量，提高密實度、承載力，減少地基工后和差異沉降量的目的。

高真空擊密法應該是在普通強夯法基礎上的改進工法，對軟土地基的加固原理仍然是動力排水固結理論。高真空擊密法特點是通過多遍主動排水措施來增強動力固結效果。排水的作用原則上可用有效應力原理解釋。但高真空排水不是強夯法的輔助手段，而至少是與強夯同等重要的工序。下圖為某市政道路試驗區加固前后靜力觸探對比。

結語

市政道路工程中軟弱土地基的處理方法各式各樣，每一種方法都有各自的特點，主要的效果也有所不同。選擇處理方法時，要根據現場的實際情況進行充分的研究分析，結合地基的性狀、道路的標準、施工條件以及對周圍環境的影響等各種因素，選擇最符合目的要求，而且經濟合理的方法。

參考文獻：

[1]張麗華.市政道路施工中軟基加固技術探析[J].江西建材，2013

[2]石磊.論述市政道路施工中軟基加固技術[J].中華民居，2013