任梅麗

（太原市政建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 太原 030000）

0 引言

城市道路工程中，軟基問(wèn)題需要引起關(guān)注。軟基對(duì)于城市道路的安全與質(zhì)量有較大影響。很多城市道路出現(xiàn)的沉降、塌陷等情況，最終都可以追蹤溯源到軟基問(wèn)題上。軟基問(wèn)題的處理，需要從道路施工技術(shù)和方法上進(jìn)行優(yōu)化和完善。隨著軟基問(wèn)題的凸顯，在施工技術(shù)層面也進(jìn)行了有效的改進(jìn)，將軟基情況予以改善，消除軟基因素對(duì)路基性能的干擾，應(yīng)對(duì)軟基帶給道路工程施工的挑戰(zhàn)，為城市道路交通基礎(chǔ)建設(shè)提供有力支持，這是道路工程發(fā)展的重要任務(wù)之一。

1 軟土強(qiáng)度改變?cè)?/h2>

一般情況下，軟土地基多為富水狀態(tài)，即多為飽和狀態(tài)，這些水分存在于軟土內(nèi)微小的空隙當(dāng)中，因?yàn)橥寥纼?nèi)的水分達(dá)到飽和狀態(tài)，會(huì)與土壤形成內(nèi)部張力，承擔(dān)較小的荷載能力。由于重力和壓力的原因，水壓高的地方的水分會(huì)流向水壓低的地方，這個(gè)過(guò)程在滲水性能差的土體當(dāng)中是一個(gè)非常緩慢的過(guò)程，但是正是這種緩慢流動(dòng)性導(dǎo)致土體內(nèi)部各部分含水量不同，導(dǎo)致土體內(nèi)部松散不穩(wěn)定，影響土壤的承載能力。因此軟土處理方法的核心基本原理就在于將原本富含水分的軟土內(nèi)的孔隙水通過(guò)外部施加壓力的方法將土壤壓實(shí)，壓縮孔隙水的流動(dòng)空間，增大土壤緊致程度，提高土體的穩(wěn)定性以增大承載能力[1]。從以上的原理闡述可以看出，土體內(nèi)部孔隙水的流動(dòng)過(guò)程是軟土內(nèi)部松軟、孔隙較大引起的，隨著孔隙水的減少土壤就會(huì)變得緊固起來(lái)，土壤的承載能力也會(huì)隨著變強(qiáng)。因此為了盡快提升土體的承載能力，最好的辦法就是盡快排出內(nèi)部的孔隙水，防止因?yàn)橥馏w的不穩(wěn)定性造成路基質(zhì)量問(wèn)題。目前常用的3 種排水方式如下：①在土體的外部加載較大的外力，增加土體的內(nèi)部壓力，迫使內(nèi)部孔隙水向著低壓地方不斷分散，最終達(dá)到整體的固化作用。②在土體的內(nèi)部制造一個(gè)負(fù)壓區(qū)域，迫使富水的部分朝著負(fù)壓區(qū)域流動(dòng)，減少內(nèi)部孔隙水的存在，增強(qiáng)土體的穩(wěn)定性。③通過(guò)滲透作用，添加干燥劑升高土體某個(gè)區(qū)域的滲透壓，迫使水分朝著濃度高的地方流動(dòng)（滲透壓高的區(qū)域），這種方式很少被采用（因其成本比較高）[2]。

2 城市道路工程存在的軟基問(wèn)題

2.1 沉降問(wèn)題

城市道路軟基問(wèn)題，經(jīng)過(guò)對(duì)軟基成因的分析可知，沉降是最典型和最常見(jiàn)的。沉降與道路工程施工有關(guān)，在軟基情況下，更容易會(huì)出現(xiàn)不同的沉降及路面開(kāi)裂現(xiàn)象。根據(jù)既往的道路施工經(jīng)驗(yàn)，沉降主要與軟土路基的處理方式及效果有關(guān)。如施工中不同地段采用的處理方式不同，沉降情況也不盡相同，就會(huì)造成路面的不均勻沉降。由于沉降程度不同，給道路路基帶來(lái)的實(shí)際影響也有所差異，比如有的道路軟基環(huán)境中，局部沉降較為明顯，其他部位的沉降狀況較輕[3]。在城市道路路基施工中，由于不同的環(huán)境條件會(huì)增加沉降控制的難度，因此需要加強(qiáng)軟基處理能力，將沉降問(wèn)題消除或者控制在安全范圍之內(nèi)。

2.2 路基承載力較弱

在市政道路工程施工期間，由于軟土地含水量大而引發(fā)的路基不穩(wěn)的軟土地基問(wèn)題最為常見(jiàn)。與此同時(shí)，由于天然軟土強(qiáng)度較弱，在長(zhǎng)期常在壓力下，一旦遭受擠壓震動(dòng)，均會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的路面變形及沉降現(xiàn)象，如行車(chē)荷載交通量的變化、地下水位變化等。此外，由于政府部門(mén)負(fù)責(zé)的道路工程，對(duì)施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及要求高，需嚴(yán)格按照道路施工設(shè)計(jì)要求，最大限度避免安全事故發(fā)生。

3 軟基施工技術(shù)實(shí)際應(yīng)用

3.1 優(yōu)化軟土路基設(shè)計(jì)

在具體開(kāi)展軟土路基設(shè)計(jì)的過(guò)程中，若想確保設(shè)計(jì)工作可以達(dá)到較高水準(zhǔn)，就需要確保軟土路基抗變形和綜合承載能力均可以實(shí)現(xiàn)有效提升。在設(shè)計(jì)期間，需要嚴(yán)格遵守既定的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，從而使得在外荷載作用下，軟土路基的沉降值和綜合承載能力均可以保持在可控范圍內(nèi)。軟土路基設(shè)計(jì)一般需要注重多方面的要點(diǎn)，從而確保其能夠滿足后續(xù)的實(shí)際使用需求。具體而言：首先，貫徹落實(shí)高質(zhì)量的勘察工作，路面設(shè)計(jì)荷載等級(jí)和形勢(shì)車(chē)輛交通量相關(guān)參數(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)，明確軟土路基綜合承載能力要求，判斷天然路基承載力能否與設(shè)計(jì)要求相符合；其次，倘若承載力能夠與設(shè)計(jì)要求相符合，清表后平整并夯實(shí)天然路基達(dá)到路基壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)，路基直接投入使用；再次，倘若承載力無(wú)法與設(shè)計(jì)及規(guī)范要求相符合，就需要采用相應(yīng)的施工方法優(yōu)化軟土路基的抗變形能力與綜合承載能力[4]?；谲浲谅坊辈旖Y(jié)果，對(duì)軟土路基處理方式的可行性進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上選取最恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)方式，這能夠?yàn)榻酉聛?lái)的軟土路基施工提供可操作性的指導(dǎo)。

3.2 軟土處理技術(shù)

城市道路工程施工中，可以結(jié)合具體情況來(lái)進(jìn)行軟土處理。軟土是軟基形成的重要原因之一，在軟土處理中，可以結(jié)合軟土體積等要素，進(jìn)行有效的土層置換。當(dāng)?shù)缆肥┕r(shí)，軟土層體積不大時(shí)，這種處理技術(shù)是較為高效的，而且能夠較為徹底解決軟土的影響。城市道路工程中，面對(duì)施工環(huán)境條件不同，某個(gè)路段遇到軟土條件時(shí)，可以將該路段的土層，按照路基設(shè)計(jì)和施工要求進(jìn)行置換。置換軟土層時(shí)，需要對(duì)路基寬度、深度等按照?qǐng)D紙進(jìn)行測(cè)量和標(biāo)記，然后利用土方挖掘機(jī)械，將該區(qū)域軟土層挖掘出來(lái)。挖出的軟土及時(shí)進(jìn)行清運(yùn)，避免進(jìn)入基坑中造成置換效果的影響。置換軟土的關(guān)鍵在于置換的土層，強(qiáng)度、穩(wěn)固度都要嚴(yán)格符合道路施工要求，避免工程施工效果達(dá)不到預(yù)期[5]。在軟土處理技術(shù)實(shí)施中，對(duì)取代原有軟土層的土壤需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的檢測(cè)和判斷，確認(rèn)其性質(zhì)符合路基施工標(biāo)準(zhǔn)后，可以進(jìn)行置換施工作業(yè)。置換時(shí)需要根據(jù)土的特性，分層回填，分段填筑、分層碾壓密實(shí)，這樣可以強(qiáng)化置換土層的密實(shí)度，提高其穩(wěn)定性。當(dāng)土層都完成置換后，還要再次進(jìn)行夯實(shí)，使用重型壓實(shí)機(jī)械，路基土層壓實(shí)度達(dá)到設(shè)計(jì)及規(guī)范的要求，均勻性更加，而且這樣的夯實(shí)碾壓還能夠提升路基性能，防止道路后續(xù)使用中路基出現(xiàn)沉降導(dǎo)致路面發(fā)生病害。

3.3 沉降監(jiān)測(cè)

地表沉降觀測(cè)斷面在一般路段宜每100m 布設(shè)一處；在跨度大于30m 的結(jié)構(gòu)物的兩端相鄰路堤段，各布設(shè)一處，跨度小于30m 時(shí)可僅在一端布設(shè)；在地基條件差、地形變化大的部位應(yīng)加密設(shè)置觀測(cè)斷面。沉降觀測(cè)在施工期應(yīng)每填一層觀測(cè)一次；路堤填高達(dá)到極限高度之后應(yīng)每天觀測(cè)一次；臨時(shí)中斷施工或加載間隙期可3d 觀測(cè)一次[6]。

3.4 拋石擠淤

（1）如低洼地段的淤泥比較厚，且這部分淤泥的含水量偏高，積水現(xiàn)場(chǎng)較為嚴(yán)重，排水難度大。針對(duì)這一情況，經(jīng)研究后，決定采用拋石擠淤的方法處理，選用不易風(fēng)化的片石、塊石直徑應(yīng)當(dāng)達(dá)到30cm 以上。在軟土地基處理現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拋填的過(guò)程中，當(dāng)軟土地層平坦，橫坡緩于1:10 時(shí)，應(yīng)沿路線中線向前呈等腰三角形拋填、漸次向兩側(cè)對(duì)稱拋填至全寬，將淤泥擠向兩側(cè)；當(dāng)橫坡陡于1:10，應(yīng)自高側(cè)向低側(cè)漸次拋填，并在低側(cè)邊部多拋投形成不小于2m 寬的平臺(tái)。

（2）當(dāng)拋出的片石將大部分淤泥擠出后，可以用粒徑相對(duì)較小的石塊，對(duì)縫隙進(jìn)行填充，隨后通過(guò)重型壓路機(jī)碾壓，提高密實(shí)效果。壓實(shí)后，在其上鋪設(shè)反濾層，并填土。

（3）當(dāng)全部軟基用片石填筑完畢后，要對(duì)填筑高度、攤鋪寬度、夯擊壓實(shí)效果加以檢測(cè)，看是否達(dá)到設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。所有檢查項(xiàng)目全部合格后，便可施工下道工序。

（4）在拋石擠淤施工期間，為提高軟土地基處理效果，可采用相應(yīng)的技術(shù)措施降低地基內(nèi)部的含水率[7]。由于待處理路段周?chē)e水的存在，導(dǎo)致該路段的土體受到長(zhǎng)時(shí)間浸泡，從而加劇了軟土地基的惡化速度。處理時(shí)，受施工車(chē)輛荷載與夯擊設(shè)備的反復(fù)作用，導(dǎo)致土壤的力學(xué)性能下降。為解決這一問(wèn)題，需要在其上加鋪土工格柵。

3.5 換填軟土方法

此方法常用于軟土層較多地域。一旦市政道路建設(shè)施工過(guò)程中遭遇軟土層在0.5~3m，即可用換填軟土方法技術(shù)進(jìn)行處理。并且換填軟土法也分為開(kāi)挖換填、拋石擠淤。在淤泥較多的軟土層地帶經(jīng)常采用拋石擠淤的換填方法，以便解決市政道路工程排水困難的問(wèn)題。一般先在路堤低洼位置進(jìn)行填石排淤，根據(jù)軟土地橫坡高度，適當(dāng)增加石頭數(shù)量。此種換填土方法一般能夠滿足市政道路建設(shè)的要求和標(biāo)準(zhǔn)且操作簡(jiǎn)便。例如，某路段市政道路工程，需采取技術(shù)措施處理的軟土地路段為1600m，其軟土層成分黏土和淤泥、土沙質(zhì)地較多，滲水性差、承載能力不強(qiáng)，壓縮占比較高。所以結(jié)合道路工程中的施工設(shè)計(jì)方案，采取換填土法進(jìn)行軟土地基填充。首先，選粗砂做填充材料，并進(jìn)行施工取樣試驗(yàn)，達(dá)到填充要求后做好填充清理工作，在換填施工場(chǎng)地按照比例開(kāi)挖、驗(yàn)收，確保排水溝含水量不能過(guò)高，并依據(jù)具體參數(shù)進(jìn)行軟土層分層填充壓實(shí)。其次，進(jìn)行二次粗砂填平，確保軟土地基的穩(wěn)定，結(jié)合軟土層含水量在填充區(qū)域晾曬并再次壓實(shí)，測(cè)試放樣，之后采用專業(yè)儀器對(duì)填充指數(shù)檢測(cè)試驗(yàn)，如果未達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)，將重新填充軟土地基，從而確保軟土地基的承載能力增強(qiáng)、質(zhì)量穩(wěn)定度提升[8]。

3.6 粒料樁復(fù)合地基的應(yīng)用

根據(jù)處理軟土地基的十字版抗剪強(qiáng)度大小來(lái)選擇不同的樁型，大于15kPa 則選擇振沖置換法，而大于20kPa 則選擇振動(dòng)沉管法。振沖置換法施工一般可采用振沖器吊機(jī)或工施專用平車(chē)和泵水。振沖的器功率應(yīng)與計(jì)設(shè)的樁間距相適，應(yīng)樁間距1.3~2.0m 時(shí)可采用30kW 的振沖器；樁間距1.4~2.5m 時(shí)采可用50kW 的沖振器；樁間距1.5~3.0m 時(shí)采可用75kW 的振沖器。起吊機(jī)械可用采履帶或輪胎吊機(jī)、自行井架式專用平車(chē)或抗扭膠管式專用汽車(chē)等，吊機(jī)的起吊能力宜為10~20t。采用自行井架式專用平車(chē)時(shí)樁深度不宜超過(guò)15m，采用抗扭膠管式專用汽車(chē)時(shí)樁深度不宜超過(guò)12m。水泵口出水壓宜為400~600kPa，流量宜為20~30m3/h，每臺(tái)振器沖宜配一臺(tái)水泵。振動(dòng)沉管法施工宜采用振動(dòng)打樁機(jī)和鋼套管。應(yīng)選用能順利出料和有效擠壓樁孔內(nèi)粒料的樁尖形式，軟黏土地基一般選用平底形樁尖。振動(dòng)沉管法成樁可采用一次拔管成樁法、逐步拔管成樁法和重復(fù)壓管成樁法3 種工藝。主要用振沖器、吊機(jī)或施工專用平車(chē)和水泵，將砂、碎石、砂礫、廢渣等粒料（粒徑宜為20~50mm，含量泥不應(yīng)大于10%）按整平地面→振沖器就位對(duì)中→成孔→清孔→加料振密→關(guān)機(jī)停水→振沖器移位的施工工藝程序進(jìn)行施工。砂樁宜采用中、粗砂，粒徑大于0.5mm 顆粒含量宜占總質(zhì)量的50%以上，含泥量應(yīng)小于3%，滲透系數(shù)應(yīng)大于5mm×10-2mm/s；也可使用砂礫混合料，含泥量應(yīng)小于5%。碎石樁宜采用級(jí)配好、不易風(fēng)化的碎石或礫石，最大粒徑宜不大于50mm，泥含量應(yīng)小于5%。制作樁體填料一般就地取材，碎石、卵石、砂礫、礦渣都可使用，但容易風(fēng)化崩解的材料一般不使用。對(duì)填料顆粒級(jí)配沒(méi)有特別要求，填料最大粒徑一般不大于63mm，粒徑過(guò)大不僅容易卡孔，而且會(huì)使振沖器外殼強(qiáng)烈磨損[9]。施工前先進(jìn)行成樁工藝及成樁擠密試驗(yàn)，打樁宜從中間向外圍或者間隔跳打，鄰近結(jié)構(gòu)物時(shí)，應(yīng)背離結(jié)構(gòu)物的方向施工。

軟基施工應(yīng)盡早安排，施工計(jì)劃中盡量考慮地基所需的固結(jié)時(shí)間，軟土固結(jié)時(shí)間越長(zhǎng)，工后沉降量越小，對(duì)施工質(zhì)量的幫助就越大，并且在施工過(guò)程中進(jìn)行動(dòng)態(tài)的沉降觀測(cè)，及時(shí)了解路基動(dòng)態(tài)，及時(shí)處理可能發(fā)生的問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，軟土地基處理是否科學(xué)合理在市政道路工程建設(shè)中至關(guān)重要，關(guān)乎著道路施工的質(zhì)量、效率、修筑技術(shù)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展及使用年限等。所以，需結(jié)合軟土地承載力弱、穩(wěn)定性能差的特點(diǎn)，因地制宜地使用軟土地處理技術(shù)，以此來(lái)提升軟土地基的承載強(qiáng)度及施工質(zhì)量，從而實(shí)現(xiàn)建筑工程的經(jīng)濟(jì)效益最大化，推動(dòng)市政道路工程建筑施工的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。