軟基加固施工技術在市政道路施工中的應用

(重慶市市政設計研究院， 重慶 400000)

0 前言

地基處理技術是指當天然地基不能滿足施工要求時，需經過人工處理使得地基滿足施工要求的技術。通過地基處理增強天然地基的強度、保證地基的施工穩定性；增加地基的密實性、降低基礎的沉降和不均勻沉降；防止地震時地基土的振動液化；消除特殊土的濕陷性、脹縮性和凍脹性等。

1 軟土的定義

軟土普遍定義為從軟塑到流塑狀態的一種飽和土層。大部分的土質類型為淤泥、泥炭、粘土、粉土等。軟土種類繁多，但或多或少都含有以下幾個特征：

1.天然含水量高，相對含水量大于1.0。

2.天然孔隙比較大，e高于1.0

3.塑性指數Ip=13～15，粘粒含量高；

4.可壓縮性大；

5.抗剪強度低；

6.具有較高的飽和度。

軟土在未擾動的狀態下一般較為穩定，一旦受到擾動，其結構會受到影響發生變化，影響土體的穩定性。所以軟土地基的處理最終是預防地基沉降以及提高地基穩定性的處理。

淺層軟基處理

淺層軟基一般用于地基承載力不足、低填、淺挖路段。一般處理方法有換填、拋石擠淤、淺層加固等方法。換填法是通過人工、機械等將軟土層挖除后回填強度較高的砂礫、碎石等材料，以保證路基的沉降量和承載力。適用于淺層非飽和狀態的軟弱地基、雜填土等，但是一般用于小于3m的淺層處理。拋石擠淤法是在路基底部拋投一定數量的片石，通過片石擠出路基基底的淤泥，從而降低土層的壓縮系數。適用于淤泥層厚度較低，表面無較為松軟的地段，施工簡單，造價較低，使用較為廣泛。淺層加固法是在土層中加入水泥和生石灰，通過摻入料與土體之間的化學反應提高土體強度，一般用于0.5～2m的淺層處理。

中層軟基處理

中層的處理深度一般在3～15m之間，適用于軟基厚度較大的路段，常用的方法有水泥攪拌樁法、袋裝沙井法、塑料排水板法、強夯置換法、擠密碎石法等。

2 水泥攪拌樁法

2.1 一般要求

水泥攪拌樁法是通過生成攪拌機械將水泥漿或水泥粉與原路段土層拌和，形成水泥土體來提高地基承載力。該方法適用于抗剪強度不小于10kPa、路基填土高度小于7m的路段，其處置深度一般低于15m，對于含水率低于50的軟土地基采用濕噴法，當含水率大于50 時，多采用粉噴法。

在進行水泥攪拌樁處理軟基時，要針對現場軟土進行室內配合比試驗確定固化劑、外摻劑的種類以及用量，通過不同齡期、配合比的試件強度參數來確定施工時的用量。一般而言，水泥摻量為10%～20%，當軟基含水率不大于50%時，一般水泥摻量為 40～45kg/m3；當軟基含水率在 50%～70%范圍內時，水泥摻量為50～65kg/m3;當軟基含水率大于 70%時，水泥摻量一般為 60～70kg/m3。室內成型的試件無側限抗壓強度值應取90d齡期的值，現場檢測可選用28d齡期的抗壓強度值作為檢測值，一般其平均無側限抗壓強度值應大于0.6MPa。

2.3 施工要求

水泥攪拌樁大面積施工前因進行室內實驗檢測，試驗樁數至少2根，測試數據包括機械鉆進、強度提升、攪拌速度等，以及水泥的配合比、水灰比、灌入量等。

對于深層攪拌機械應保證水泥和土體的充分攪拌，施工時可采用兩攪一噴或四攪兩噴的工序，如果效果不明顯可增加攪拌時間。

3 袋裝沙井法

3.1 一般要求

袋裝沙井法是將透水性良好的沙袋通過打入機械設備打入到軟基中，形成豎向排水通道，通過沙袋提供地基的承載力，同時為積水提供排水通路。

由于沙井距離小易使土體固結，施工時應盡量減小沙袋之間的距離，一般直徑在7～12m之間，間距1～2m之間；施工用沙袋用聚丙烯材料制成，裝砂后其透水系數應大于5*10-3cm/s,砂的含泥量應小于3%，避免沙土粘結，阻斷排水通路。砂井井長需根據軟土深度決定，當軟基深度較小，易于貫穿，則應盡量穿透整個軟基，讓軟土地基較厚，砂井深度應在保證地基穩定性和在施工沉降允許范圍內確定。

3.2 施工要求

一般施工工藝流程為：

1.排除地表水

2.整平地面

3.鋪設下砂墊層

4.測色放樣

5.機具定位

6.打入套管

7.沉入砂袋

8.拔出套管

9.機具移位

10.掩埋砂袋

11.鋪設上層砂墊層

一般情況下砂袋應長于井深2m左右，注意拔出套管時將砂袋帶出。

4 強夯置換法

強夯置換法是利用夯錘的沖擊力，將填入坑洞的碎石粗骨料夯實，形成成片的強夯置換墩。該方法適用于軟粘性土、素填土、雜填土、碎石土、低飽和粉質土。由于該方法可形成高強度的復合地基，施工效果較為明顯，被廣泛使用。

4.1 一般要求

對于含水量大于60%、粒徑小于0.005mm、孔隙率不小于1.5的飽和軟黏土不適宜適用，其處理效果并不明顯。一般情況下先利用夯錘沖擊開軟土地基的松軟土，形成坑洞，在坑洞中填入級配好的優質粗骨料形成置換墩。

4.2 施工要求

強夯施工常用的機械有大型附帶吊車、重錘、門架、挖掘機，通過機械配合可以大面積施工。施工前應選用試驗場地進行夯實試驗。針對夯實效果調節夯實能、夯實次數、點位布置等參數。夯實時應先確認夯實前場地的地面高程，第一次與第二次夯實后應填入級配良好的碎石再進行下一次夯實。一般夯實次數為3次，且第三次進行滿夯。夯實完畢利用推土機推平場地并對高程進行測量以及檢驗。

深層軟基處理

深層軟基是指深度大于15m的軟土地基。目前國內外常用的處理方法有CFG樁、PHC管樁等。

CFG樁處理法是指以碎石為骨料，通過與適量粉煤灰、石屑、砂、水泥拌合后形成具有一定粘結強度的半剛性樁體，通過樁體與土體間的相互作用形成的復合地基增強地基的承載力。

PHC管樁處理法是先預制空心的混凝土構件，在現場進行錘擊靜壓的方法沉入軟基中來滿足施工要求。又被稱為預應力高強混凝土管樁。這種軟基處理方法效果明顯，單樁的承載力優于其他方法，且其單樁的抗彎拉性能、耐久性能、土體貫穿性能都具有良好的優勢。

5 結語

盡管我國的軟基加固技術已經取得了很大的進步和發展，但是由于發展和起步較晚，不同地區的經濟發展情況也不盡相同，因此在市政道路施工中的軟基加固技術還存在各種各樣的問題需要解決，在這種情況下，相關的工作人員需要根據不同的情況和問題來制定符合當地實際情況的、有效的解決方案和措施。道路施工與人們的日常生活息息相關，因此在市政道路的施工和建設當中，一定要把質量放在第一位，針對問題研究出新的技術，保障工程質量，從而不斷促進我國社會經濟的發展和進步。

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