劉顯軍

（中國水利水電第七工程局有限公司，四川成都 610213）

市政工程中軟土地基處理施工關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用

劉顯軍

（中國水利水電第七工程局有限公司，四川成都 610213）

眾所周知，每一項工程的基礎(chǔ)十分重要，同樣，作為公路工程的地基也承擔(dān)著十分重要的作用，地基處理質(zhì)量的好壞很大程度上決定著公路工程的質(zhì)量和安全。本文通過對市政工程中軟土地基處理施工方法及適用范圍進(jìn)行分析對比，結(jié)合現(xiàn)實案例進(jìn)行分析，掌握地基處理關(guān)鍵技術(shù)，為后續(xù)類似工程提供借鑒。

市政工程 軟土地基 強(qiáng)夯法 施工流程 地基沉降量

根據(jù)市場調(diào)差，我國城鎮(zhèn)常住人口大約為77116萬人，鄉(xiāng)村常住人口大約為60346萬人，城鎮(zhèn)人口占總?cè)丝诒戎貫榘俜种迨?。距世界發(fā)達(dá)國家城鎮(zhèn)化水平還有較大的差距，未來數(shù)十年中城市建設(shè)仍然有較大的發(fā)展空間。隨著城鎮(zhèn)化的發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，部分建筑設(shè)施需建設(shè)在軟土地基之上，軟土地基施工技術(shù)水平對構(gòu)筑物的安全性、耐久性及使用性有著十分重要的影響。

1 市政工程中軟土地基的概況

軟土是一種天然含水量大、壓縮性高、天然孔隙比大于等于1、抗剪強(qiáng)度的細(xì)粒土、包括淤泥、淤泥質(zhì)黏土、泥炭、泥炭質(zhì)土等。大多數(shù)軟土成因為沉積相。由于軟土具有孔隙比大、含水量高、強(qiáng)度低、變形量大、壓縮性高、壓縮穩(wěn)定所需時間長、側(cè)向變形大的特點，給工程帶來諸多不利因素。作為市政工程施工的主要病害，軟土地基在工程中常會遇到下列問題：

（1）軟土地基承載能力達(dá)不到設(shè)計要求，在靜載荷或動載荷的作用下，發(fā)生局部或整體破壞影響構(gòu)筑物功能實現(xiàn)甚至帶來巨大的安全隱患。（2）軟土地基的沉降量超出設(shè)計范圍，這將會將致市政工程使用功能無法充分發(fā)揮，在發(fā)生不均勻沉降情況下會使路面裂縫及地下管線斷裂等情況產(chǎn)生。（3）由于軟土地基含水量高，當(dāng)?shù)叵滤×Τ龅叵陆ㄖ陨碇亓繒r會引起建筑物的結(jié)構(gòu)破壞，這種情況在埋深較大的筏形基礎(chǔ)和箱形基礎(chǔ)上尤為明顯。（4）由于軟土地側(cè)向變形大的特點，降水施工中如控制不合理，將導(dǎo)致土體出現(xiàn)側(cè)移現(xiàn)象，進(jìn)而影響到施工區(qū)域建筑物與地下管線的質(zhì)量。

2 市政工程中軟土地基的施工技術(shù)的運(yùn)用

軟土地基進(jìn)行處理主要是想達(dá)到控制沉降、變形和增加強(qiáng)度、抗滑力的目的。根據(jù)加固原理常用的軟土地基處理方法可分為：強(qiáng)夯法、灌入固化物法、排水固結(jié)法等方法。

2.1 強(qiáng)夯法

本方法為選用重錘從相應(yīng)高度下落對土層進(jìn)行夯擊，達(dá)到土質(zhì)快速固結(jié)的方法，也叫動力固結(jié)法。其工作原理為：通過起吊機(jī)械，將重錘（10～40t）提升至（10～40m）高，然后讓重錘自由下落，在夯擊力與沖擊波的影響下，對土層進(jìn)行夯實作業(yè)，通常用來處理砂性土、非飽和黏性土及雜填土的軟巖地基。在非飽和黏性土地基常用不間斷夯擊或分遍間歇夯擊的方式施工。夯實次數(shù)、深度可以利用現(xiàn)場試驗的方式進(jìn)行確定。一般情況下，如夯實能量為100kN·m～200kN·m，夯實有效深度可控制在3～6m之間。

強(qiáng)夯法施工流程：施工場地清理與平整→場地高程測量及施工夯點位置標(biāo)注→起重機(jī)就位放置夯錘于夯點→夯前錘頂高程測量→起吊夯錘→脫鉤裝置開啟→吊鉤放下→錘頂高程測量→完成夯點夯擊作業(yè)。如在測量時發(fā)現(xiàn)坑底偏移現(xiàn)象，必須對坑底進(jìn)行平整作業(yè)，避免夯錘施工誤差的產(chǎn)生。

2.2 粉噴樁法

粉噴樁法屬于灌入固化物法的一種，往往應(yīng)用于飽和軟黏土加固施工中。其工作原理為：將加固料通過壓縮空氣送到軟土中并與軟土攪拌充分混合，通過固化劑與軟土之間的相應(yīng)反應(yīng)，硬結(jié)軟土，確保地基的整體性和強(qiáng)度。常用的固化劑主要材料為水泥、石灰等。

其施工流程：（1）樁機(jī)就位：測量粉噴樁位置，架設(shè)粉噴樁機(jī)械，確保其安裝穩(wěn)定性。通過技術(shù)手段矯正水平度和垂直度，確保樁機(jī)定位準(zhǔn)確。（2）鉆進(jìn)：啟動空壓機(jī)，將雙螺旋攪拌頭鉆進(jìn)至樁底設(shè)計標(biāo)高，鉆頭原地旋轉(zhuǎn)，不能停鉆。（3）加入固化劑并攪拌：鉆機(jī)反向轉(zhuǎn)動，啟動送灰機(jī)后開始輸送固化劑，當(dāng)固化劑到達(dá)噴灰口時鉆頭開始提升。提升過程中，遵循相關(guān)規(guī)定，對調(diào)速電機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)。在提升作業(yè)時添加固化劑、攪拌工作同時進(jìn)行以確保充分?jǐn)嚢柢浲僚c固化材料充分混合。（4）復(fù)攪及復(fù)噴：鉆機(jī)正轉(zhuǎn)下鉆復(fù)攪，反轉(zhuǎn)提鉆復(fù)噴，達(dá)到設(shè)計重復(fù)數(shù)次。（5）停機(jī)：鉆頭提升至樁頂標(biāo)高下0.5m時，停止發(fā)送器孔內(nèi)噴射粉料作業(yè)，原位攪拌2min，充分利用管內(nèi)余灰噴攪，鉆頭提離地面0.2m。完成成樁作業(yè)。

為保證作業(yè)安全，本樁孔作業(yè)完畢后，應(yīng)等待全部管道壓力消除，鉆機(jī)主電機(jī)停機(jī)后進(jìn)行移位，在新樁孔位置重復(fù)以上流程，直至設(shè)計范圍內(nèi)地基處理完畢。

2.3 排水固結(jié)法

排水固結(jié)法的原理是：在載荷的影響下，通過豎向和橫向的排水通道，緩慢地將土體內(nèi)孔隙水除去，降低土體孔隙比例， 達(dá)到固結(jié)地基和提升地基強(qiáng)度的目的。本方法常用于飽和軟弱土層地基處理中。排水固結(jié)法可以較好的解決沉降和穩(wěn)定問題，所以應(yīng)用比較廣泛。但由于一般的泥炭土質(zhì)軟弱土層滲透性較低，排水效果不理想，不適用該技術(shù)。在選用排水固結(jié)法進(jìn)行軟土地基處理時，應(yīng)先對其作業(yè)原理、應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行分析。在施工中為提升土體固結(jié)的速度，可將排水設(shè)施增設(shè)到天然土層內(nèi)，將排水長度大大降低，以達(dá)到快速固結(jié)、縮短工期的目的。以袋裝砂井施工為例，其施工流程如下：場地清理及放樣—砂井就位與壓管—填砂袋—成井檢查與補(bǔ)砂。

3 市政工程施工中軟土地基施工的質(zhì)量控制

（1）在采用強(qiáng)夯法處理軟土地基時，填筑料應(yīng)當(dāng)混合均勻并對其含水量進(jìn)行有效控制。當(dāng)填料水分不符合規(guī)定時，應(yīng)采取措施加以解決。分層虛鋪厚度應(yīng)根據(jù)選用的夯壓機(jī)械進(jìn)進(jìn)行確定，各層的碾壓次數(shù)要達(dá)到設(shè)計規(guī)定。通過嚴(yán)格施工的質(zhì)量控制可以效控制軟土地基的含水率，提升地基承載能力。（2）在排水固結(jié)法處理軟土地基時，應(yīng)當(dāng)控制施工速度和加載速率。加載速度和加載間隔可以通過現(xiàn)場加載試驗進(jìn)行確定，通過對加載速度和加載間隔的控制可以掌握地基沉降規(guī)律并避免塑流擠出現(xiàn)象。（3）質(zhì)量控制的核心是以人為本人，施工人員素質(zhì)是影響工程質(zhì)量的重要因素之一。在市政工程軟基處理施工中，充分發(fā)揮人的積極性、創(chuàng)造性和責(zé)任感，提高施工隊伍的素質(zhì)對施工質(zhì)量的控制有著至關(guān)重要的作用。

4 東北地區(qū)與珠三角地區(qū)軟土地基實例分析

深圳新周公路位于珠三角地區(qū)，軟土基層厚度為7米，根據(jù)設(shè)計采用深層攪拌樁，所以沉降得到了合理的控制，在新區(qū)路段，軟土基層厚度為3米，對此部分的沉降量進(jìn)行了觀測統(tǒng)計，K2+331部位的沉降量為0.723米，K2+631部位的沉降量為0.637，K2+990部位的沉降量為0.563，K3+200部位的沉降量為0.652，數(shù)據(jù)可見，沉降量均勻且穩(wěn)定。

哈爾濱繞城高速公路地處松花江平原中游地帶，位于北緯45度38分至45度52分，東經(jīng)126度28分至126度36分。在道路工程施工過程中，我們采用了塑料排水板對軟土進(jìn)行處理，以便合理的控制軟土沉降的速度。在施工過程中，我們對沉降進(jìn)行了觀測，觀測結(jié)果如下：在K48+100左時的沉降量為151，在K48+100中時沉降量為172，在K48+右時的沉降量為82.3，在K48+920左時軟土地基沉降量為72，在K48+920中時沉降量為89，K48+920右時沉降量為64。觀測結(jié)果可見，軟土地基的沉降量大約為1.8米，且與溫度的變化有相互聯(lián)系。在的沉降觀測對東北地區(qū)的軟土地基沉降具有以下幾點特點：沉降不均勻、變形大、沉降穩(wěn)定所需的時間較長。由于受到地質(zhì)和氣候條件的影響因素，道路的穩(wěn)定性、安全性及使用性會大大的降低。

5 軟土地基施工技術(shù)取得的效益及意義

隨著對軟土地基施工技術(shù)的不斷改革和完善，我們在實際工程中已取得了不少的經(jīng)驗，通過不斷完善軟土地基的施工技術(shù)，在施工工藝方面、施工機(jī)械器具方面、施工效率方面都得到了提高。各施工單位因地制宜發(fā)展了一系列的對軟土地基處理的技術(shù)，給市政工程帶來了良好的效益的同時，也給社會產(chǎn)生了諸多的經(jīng)濟(jì)效益，為市政工程對軟土地基的處理奠定下了豐富的經(jīng)驗。

在市政工程的道路施工階段，常常會遇到條件差的地基，如軟土地基，軟土地基在實際施工時容易出現(xiàn)破壞和失穩(wěn)現(xiàn)象，無非極大地增加了施工難度，它具有含水率高、透水性差、抗剪前強(qiáng)度低等特征。在路基的施工中，由于沉降不均勻會引起失穩(wěn)現(xiàn)象，嚴(yán)重時會導(dǎo)致路基整體的坍塌，極大的危害到了道路的安全，因此，對軟土地基的處理具有非常重要的意義，是施工中不可避免的環(huán)節(jié)，通過處理必須使其穩(wěn)定性和使用性滿足要求，從而保證道路使用時減少甚至排除沉降的可能性，提高車輛行駛的安全性。

6 結(jié)語

近年來，隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷提升，對市政工程建設(shè)提出新要求，軟基處理技術(shù)作為市政工程地基處理的重要方式，軟土地基處理效果的好壞直接影響市政工程功能的實現(xiàn)，所以施工單位需高度重視軟土地基的處理。在軟土地基施工中，要充分進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查，明確軟土的類型和特性，選用恰當(dāng)?shù)奶幚矸绞胶褪┕すに?，?yán)格質(zhì)量管控，確保軟土地基處理后合乎設(shè)計規(guī)范以提高市政工程的整體質(zhì)量。

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趙東峰（1972—），男，河南鄭州人，本科，工程師，研究方向：市政公用工程。身份證號碼：41292119720608159X。