聶煒

中江縣住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局 四川 德陽(yáng) 618100

目前，中國(guó)在城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目方面取得了巨大進(jìn)展，城市道路占很大比例，通常是按照高技術(shù)指標(biāo)建設(shè)的。市政道路建設(shè)通常由專門的施工和設(shè)計(jì)單位進(jìn)行，施工周期長(zhǎng)，過程復(fù)雜。由于城市道路遍布全國(guó)各地，各地區(qū)的地質(zhì)條件也各不相同，道路施工過程存在的問題也不同。土層出現(xiàn)軟土?xí)r，會(huì)出現(xiàn)軟土地基問題，嚴(yán)重影響城市道路的整體穩(wěn)定性和強(qiáng)度，增加后續(xù)道路維修的施工費(fèi)用。目前，針對(duì)軟土地基加固技術(shù)主要有壓實(shí)加固技術(shù)、預(yù)應(yīng)力樁加固技術(shù)和民用合成材料加固技術(shù)等。關(guān)于城市市政道路的軟土地基，在選擇相應(yīng)的軟土地基加固技術(shù)時(shí)，必須充分考慮到道路和環(huán)境的特點(diǎn)。

1 市政道路軟土地基概述

1.1 軟土地基的特點(diǎn)及危害

在城市道路建設(shè)過程中往往忽視軟土地基的危害性。為此要徹底研究城市軟土地基的特點(diǎn)，大量軟土地基，但地下水波動(dòng)較小，整體軟基地理?xiàng)l件較差。因此，在高壩地區(qū)修建道路很容易導(dǎo)致土地基積扭曲，如果不采取適當(dāng)措施，會(huì)大大降低總體道路水平。它比普通粉末水分含量高、強(qiáng)度低、清晰度低。城市地區(qū)現(xiàn)代道路建設(shè)中，軟土的破壞性形式多種多樣，包括地表和含水量、土流動(dòng)性和高壓收縮，其含水率高、強(qiáng)度低、鋒利度低。提高地基水分水平可以提高地基的可用性和實(shí)用性。但是，如果水含量高，地基容易變形，使公路整體平整度大大降低。對(duì)高等級(jí)道路建設(shè)產(chǎn)生不利影響。地基流動(dòng)是由外力施加的裝配線，流速的急劇減弱直接影響到該區(qū)域結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，并可能導(dǎo)致破壞。壓力增大是地球質(zhì)量增加的外在表現(xiàn)，對(duì)于較長(zhǎng)期的外力作用，密度會(huì)增加，體積會(huì)減小，從而導(dǎo)致地基裂縫[1]。

1.2 軟土加固技術(shù)在橋梁施工中的重要性

我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)，人民生活水平提高，私家車數(shù)量增加，這不僅對(duì)人民的日常出行，而且對(duì)城市道路交通都具有重要意義。只有提高項(xiàng)目的承載能力及地基的實(shí)用性，道路運(yùn)輸安全和可靠性才能得到根本性保證。地基是道路施工中的重要構(gòu)件，是對(duì)增加高度至關(guān)重要的負(fù)荷最重的結(jié)構(gòu)。但是，由于道路建設(shè)的特殊性和復(fù)雜性及其施工活動(dòng)范圍，軟土將不可避免地存在，在施工中，如處理不當(dāng)可能導(dǎo)致地基承載力不足。過去市政建設(shè)行業(yè)橋梁倒塌的危險(xiǎn)性很高，這不僅危及工程安全，而且嚴(yán)重威脅到人民的生計(jì)。一方面，利用加固技術(shù)對(duì)軟土進(jìn)行科學(xué)處理，可以降低質(zhì)量和安全事故；另一方面，道路建設(shè)后的維護(hù)成本可以降低，道路交通進(jìn)程的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益可以用來促進(jìn)運(yùn)輸業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

1.3 道路路基路面軟基處理原則

施工前，應(yīng)掌握軟土的地質(zhì)條件，特別是復(fù)雜地質(zhì)條件下的軟土，應(yīng)區(qū)別不同情況,依據(jù)不同地區(qū)軟基地質(zhì)和項(xiàng)目的實(shí)際情況，選擇合適的施工方案，制定最經(jīng)濟(jì)合理的措施，并把施工所需的材料、機(jī)械、人員等詳細(xì)資料整理成一組文字材料備用。工程建設(shè)應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)氖┕ぜ竟?jié)，盡可能避免雨季，以確保整個(gè)施工期間的天氣條件符合施工要求，并密切監(jiān)測(cè)氣候變化[2]。施工過程中，施工人員應(yīng)嚴(yán)格遵守軟基施工的相關(guān)施工技術(shù)規(guī)范和作業(yè)規(guī)程，合理安排施工程序，避免事故，科學(xué)使用施工機(jī)械和設(shè)備，減少應(yīng)嚴(yán)格控制軟土路基的填埋場(chǎng)，以確保填方高度大于3米，且軟土地基的殘馀物只能在至少6個(gè)月的預(yù)壓期內(nèi)運(yùn)輸。

2 當(dāng)前軟土地基處理技術(shù)存在的問題分析

2.1 未能做到選擇方案最優(yōu)化

處理軟土地基有許多技術(shù)選擇，但都不是萬能的。在大多數(shù)情況下，方案優(yōu)化不是通過多種綜合比較和選擇來實(shí)現(xiàn)的。例如，在選擇軟土地基處理技術(shù)時(shí)，需要列出各種適用的現(xiàn)代技術(shù)解決辦法，同時(shí)考慮到軟土地基處理解決辦法的范圍和要求[3]。

2.2 地基處理技術(shù)的范圍沒有得到很好的理解

不同的地基技術(shù)有一定的范圍，但在具體的技術(shù)應(yīng)用中可能會(huì)混淆。以替代建筑技術(shù)為例。替代工藝的處理工藝比較簡(jiǎn)單，軟土代替。但是，如果所處理的地基深度大于3m，替代方法的工作量太重，資本費(fèi)用和工作時(shí)間都不理想。在這種情況下，有必要考慮到項(xiàng)目的特點(diǎn)，找到一種更具成本效益的技術(shù)處理辦法[4]。

2.3 市政建設(shè)工程技術(shù)水平參差不齊

在我國(guó)，市政建設(shè)單位的技術(shù)水平參差不齊，在一定程度上對(duì)建設(shè)效率有很大影響即使采用同樣的靈活處理技術(shù)，對(duì)道路質(zhì)量的影響也可能大不相同。執(zhí)行單位的技術(shù)水平和機(jī)械設(shè)備是影響軟土地基處理質(zhì)量的主要因素。許多建設(shè)單位缺乏專業(yè)技術(shù)人員和管理人員，也缺乏對(duì)人才的技術(shù)培訓(xùn)和現(xiàn)代化管理概念，導(dǎo)致缺乏對(duì)現(xiàn)場(chǎng)建設(shè)質(zhì)量控制和檢查的力度管控。此外，軟土地基處理的質(zhì)量效果與機(jī)械設(shè)備密切相關(guān)，需要加固對(duì)先進(jìn)機(jī)械設(shè)備的參考，同時(shí)注意機(jī)械設(shè)備的規(guī)范操作，以促進(jìn)軟土地基處理的效果。

3 地基處理的考慮因素

3.1 地基構(gòu)成

在市政道路建設(shè)中，由于地基土層構(gòu)成的相對(duì)復(fù)雜性，應(yīng)根據(jù)土層的實(shí)際構(gòu)成選擇適當(dāng)?shù)奶幚矸椒?。一是土層結(jié)構(gòu)較厚，軟土較淺的，可以高壓注漿處理；第二，如果軟土較淺，整層較薄，則可以采用表面處理技術(shù)；同樣，如果地基設(shè)施的土層較厚，沒有砂層，則可以將其固化。如果地基未得到快速處理以達(dá)到預(yù)期強(qiáng)度，則還可以使用垂直排水[5]。

3.2 道路的性質(zhì)

市政道路的不同性質(zhì)也極大影響著軟土地基的實(shí)際處理能力和效果。修建高品質(zhì)道路時(shí)，處理方法應(yīng)著重對(duì)地基和結(jié)構(gòu)層做加強(qiáng)處理。一般對(duì)于寬填方道路，施工時(shí)應(yīng)注意地基結(jié)構(gòu)的局部病害整治。不同施工類型應(yīng)采用不同的方法，在實(shí)際施工期間，必須對(duì)地基設(shè)施進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，以避免因土地不規(guī)則而造成的橫向移動(dòng)，并影響市政道路工程的正常使用。

3.3 施工條件

在道路施工過程中，施工條件因設(shè)計(jì)和最終處理工藝而異。在選擇軟土路基處理技術(shù)方案時(shí)，應(yīng)充分考慮到項(xiàng)目所在地工程的施工期、機(jī)械設(shè)備和施工材料、天氣、地質(zhì)條件等諸多因素，并根據(jù)工程施工的具體要求制定切實(shí)有效的施工方案指導(dǎo)實(shí)施[6]。

3.4 周圍環(huán)境

處理軟土地基時(shí)，施工現(xiàn)場(chǎng)容易受到垃圾和噪音的污染。因此，正式開工前，有必要認(rèn)真分析工程的實(shí)際情況，選擇合適的處理方案，如果有大量軟土地基，有必要對(duì)施工場(chǎng)址周圍的環(huán)境進(jìn)行科學(xué)觀測(cè)，合理降噪和環(huán)境保護(hù)。

4 市政道路施工中軟基加固技術(shù)的應(yīng)用

4.1 軟基加固表層處理技術(shù)

軟基加固表層處理技術(shù)主要組成部分包括:建筑結(jié)構(gòu)層、軟土排水和地基處理。例如開挖溝渠的寬度為0.5米，深度為0.5至1.0m，溝渠中的填方是含水量非常低的沙子。施工過程中，排水管道的鋪設(shè)應(yīng)與水文地質(zhì)環(huán)境結(jié)合進(jìn)行，以保證排水流量[7]?；A(chǔ)表面處理主要是隔離和收集水。地基通常由片石組成，灰土可以防止坑底積水。由于進(jìn)行了系統(tǒng)處理，結(jié)構(gòu)層及換填基層區(qū)域含水量大大減少，其地表逐漸硬化，達(dá)到城市道路建設(shè)的需要。

4.2 強(qiáng)夯法

在現(xiàn)代公路建設(shè)中，強(qiáng)夯是軟基處理的主要方法，其加固效果也非常明顯。一般來說，這種方法不適合市政道路建設(shè)。市政道路下有大量的市政管線系統(tǒng)，強(qiáng)夯對(duì)其有一定的破壞作用。但施工時(shí)間短，成本低。如果路基土質(zhì)較差，成本較低，必要時(shí)可以使用。在軟土路基施工中，重力是最主要的驅(qū)動(dòng)力，可使殘樁堵塞軟土路基施工，徹底破壞路基原有結(jié)構(gòu)。由于活塞的沖擊，形成一個(gè)斜坡，大大提高了地下結(jié)構(gòu)的密實(shí)度。對(duì)于靜壓路基的施工，應(yīng)根據(jù)路基的實(shí)際情況采用強(qiáng)夯法。一般路基每沉降0.5-1.0m，承載力可提高2-3倍。

4.3 片石換填施工方法

采用片石換填方法時(shí)，必須注意以下幾點(diǎn):首先，換填段的軟土層應(yīng)徹底清理，并在路基底部地基上向下延伸一定深度，這部分土也應(yīng)清理干凈，以保證結(jié)構(gòu)松散的土的充分挖掘，防止因回填不完整造成換填效果不明顯[8]。其次，用于換填的片石應(yīng)進(jìn)行篩選，不同級(jí)配的片石應(yīng)分類堆放，并按有關(guān)要求分層填筑，以保證填筑片石的路基結(jié)構(gòu)具有一定的穩(wěn)定性。最后，換填片石施工時(shí)，應(yīng)分層碾壓所有片石，以提高地基承載力。在超過一定深度施工時(shí)對(duì)超深部分可結(jié)合拋石擠淤來擠壓加強(qiáng)地基承載力。(1)在做好換填片石工作前，首先要做好準(zhǔn)備，調(diào)查現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況，根據(jù)具體情況制定施工方案。然后，通過測(cè)量放樣，可以確定道路路徑和道路的大致方向。(2)根據(jù)測(cè)量放線確定的路基位置，用挖掘機(jī)挖掘所有淤泥和土方，用裝載機(jī)和渣土機(jī)將提取的礦渣全部運(yùn)出施工現(xiàn)場(chǎng)。(3)在換填段現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)確定點(diǎn)位進(jìn)行地基承載力檢測(cè)，并將最終檢測(cè)結(jié)果上報(bào)相關(guān)部門核實(shí)確認(rèn)。待檢測(cè)報(bào)告確認(rèn)合格后方可進(jìn)行下一步工序。(4)所有準(zhǔn)備工作完成后，方可開始換填該段片石，在指定位置填好不同級(jí)配的片石，換填片石時(shí)分層堆放，具體厚度、碾壓遍數(shù)、碾壓速度根據(jù)實(shí)際計(jì)算結(jié)果確定。(5)根據(jù)施工設(shè)計(jì)圖紙和相關(guān)施工規(guī)范，檢查碾壓結(jié)果，確保碾壓結(jié)果符合公路施工的具體要求。經(jīng)監(jiān)理工程師確認(rèn)試驗(yàn)結(jié)果后，方可進(jìn)行以下施工。

圖1 軟基片石換填

圖2 施工現(xiàn)場(chǎng)

4.4 土工編制物強(qiáng)化技術(shù)

土工織物是一種基于現(xiàn)代技術(shù)的軟土地基處理技術(shù)。土工織物可以提高地基的排水能力和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。如果城市道路是在軟基上建造的，則必須在軟基上安裝相應(yīng)的土工布。為了提高區(qū)域地基的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐蝕性，并確保城市道路在一段時(shí)間內(nèi)的穩(wěn)定，當(dāng)城市道路基礎(chǔ)較厚時(shí)，城市道路的實(shí)際建設(shè)活動(dòng)必須是穩(wěn)定城市道路的地質(zhì)構(gòu)造，鋪設(shè)一層加強(qiáng)地質(zhì)層[9]。

4.5 加載技術(shù)

軟土地基結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，滲透性差，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的含水量往往超過正常建筑標(biāo)準(zhǔn)。地下水的長(zhǎng)期侵蝕進(jìn)一步降低了其承載能力，并在壓力超過可接受限度時(shí)導(dǎo)致局部沉積。為了進(jìn)一步減少道路工程中的不定期存款問題，必須在正式開工前更換和加固地基設(shè)施。地基荷載處理方法主要包括地下水荷載處理和填方荷載處理。地下水補(bǔ)給方法主要是通過調(diào)整地下水水位來自然沉降軟土地基，通常用于含砂性地基較多的軟土地基結(jié)構(gòu)。使用填方加載方法時(shí)，需要建立動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控整個(gè)工程的變化，然后選擇合適的填方材料進(jìn)行加載，以控制道路工程的沉降，控制沉降差。

4.6 水泥攪拌樁法

使用深層攪拌樁將地基和水泥攪拌均勻，最終形成具有良好強(qiáng)度和穩(wěn)定性的水陸腳。這種混合水泥樁的技術(shù)通常用于道路結(jié)構(gòu)，如黃土、淤泥和回填。對(duì)于硬土層或酸性土層，應(yīng)在使用過程中進(jìn)行試驗(yàn)，以確保該方法適當(dāng)。如果軟土地基的含水量超過70%，則不能使用該方法。在實(shí)際應(yīng)用中，請(qǐng)考慮以下幾點(diǎn):首先，進(jìn)行樁基定位時(shí)，應(yīng)控制鉆頭、鉆桿和樁位置的中心點(diǎn)保持在同一垂直線上并做垂直度檢查觀測(cè)。其次，施工中選用的水泥漿不能結(jié)塊；再次，在預(yù)攪拌過程中，鉆桿不得傾斜，當(dāng)鉆桿的輸入深度達(dá)到1.5m時(shí)，應(yīng)適當(dāng)加快輸入深度。最后，再次更換鉆頭位置后，應(yīng)拆卸和清洗鉆頭[10]。直到清潔工作完成后，方可移動(dòng)到下一個(gè)堆位置。

4.7 加筋路堤加固施工技術(shù)

在處理城市道路軟土地基時(shí)，工程師必須科學(xué)地應(yīng)用加固結(jié)構(gòu)。目前，地理信息網(wǎng)、網(wǎng)格等已成為加固軟土地基的共同結(jié)構(gòu)。它們不易變形、抗老化和具有一定強(qiáng)度，可用作加固軟土地基的加固材料。在地質(zhì)構(gòu)造和網(wǎng)格的科學(xué)參數(shù)下，將大大改善軟土地基可能的不規(guī)則沉降，地基的總體承載能力也將大大提高。在混凝土加固施工過程中，工程師應(yīng)嚴(yán)格保護(hù)加固材料，即在土工布或格柵上放置厚度在0.2mm至0.3m之間的砂蓋。加固工作還需要分幾個(gè)階段完成。第一充填層應(yīng)在機(jī)械上以輕壓進(jìn)行壓實(shí)。達(dá)到0.6m壓實(shí)厚度后，應(yīng)用重型機(jī)械振動(dòng)碾壓，確保壓實(shí)度達(dá)標(biāo)。

5 結(jié)束語(yǔ)

在城市道路建設(shè)中，對(duì)于軟土地基，工程人員應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)研究，了解地質(zhì)結(jié)構(gòu)，加深對(duì)各種加固施工技術(shù)的理解，并制定加固軟土地基的施工計(jì)劃。與此同時(shí)，在處理軟土地基的過程中，需要借鑒實(shí)際工程條件，利用先進(jìn)技術(shù)手段，切實(shí)提高市政道路上軟土地基的處理水平。