李玉學(xué)

摘 要：軟土地基是市政公路工程施工中較為常見的一種地基類型，由于軟土層天然含水量大、壓縮系數(shù)高、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低，如果不采取有效的加固處理措施，路基路面極易發(fā)生坍塌或者沉降事故，進(jìn)而給城市交通造成嚴(yán)重影響。因此，本文將借助于工程實(shí)例，對(duì)市政公路工程軟土地基的處理技術(shù)以及實(shí)際應(yīng)用效果予以全面闡述。

關(guān)鍵詞：市政公路;軟土地基;處理技術(shù)

目前，在我國(guó)市政公路工程施工中，軟土地基按照土層的性狀與特征劃分，主要包括軟粘性土層、淤泥質(zhì)土層、淤泥、泥炭質(zhì)土層及泥炭五種類型，為了提升市政公路地基的結(jié)構(gòu)層強(qiáng)度，近年來，施工單位對(duì)分層換填法、真空預(yù)壓法、水泥土攪拌樁法、高壓旋噴樁法等常見的軟土地基處理技術(shù)不斷進(jìn)行創(chuàng)新改造，并在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中收到了較為理想的效果。

1 市政公路工程軟土地基處理技術(shù)

1.1 分層換填法

分層換填法是處理軟土地基較為常用的一種處理方法，在換填土層之前，首先需要進(jìn)行開挖作業(yè)，當(dāng)?shù)叵萝浲翆拥暮穸瘸^2.0 m時(shí)，應(yīng)當(dāng)采取分層開挖的方法，由于兩端逐漸向中央挖土，為了避免挖土土方的大量堆積，施工單位需要提前修筑一條運(yùn)輸便道。當(dāng)?shù)叵萝浲翆拥暮穸刃∮?.0 m時(shí)，施工單位可以直接選用挖掘機(jī)、推土機(jī)等作業(yè)機(jī)械將軟土清除到路基范圍以外，以做土坑回填用土。如果軟土不易滑塌，在護(hù)坡道以外的位置可以出一個(gè)1：2的坡度。為了有效解決土方開挖時(shí)的地表水滲透問題，可以直接采取一邊開挖一邊回填的方法，并在回填過程中做好排水工作。

1.2 真空預(yù)壓法

真空預(yù)壓法的工藝流程是：場(chǎng)地平整、鋪設(shè)砂墊層、埋設(shè)監(jiān)測(cè)儀器、設(shè)置豎向排水體、安裝真空泵、鋪設(shè)土工布、土層開挖、回填密封溝、卸除真空荷載等。該處理技術(shù)的主要特點(diǎn)是在處理軟土地基時(shí)不會(huì)發(fā)生側(cè)向擠出的情況，加固效果良好。當(dāng)處理工序結(jié)束后，地基不會(huì)出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象，而且施工周期短，地基加固速度快。該方法所使用的機(jī)械設(shè)備比較簡(jiǎn)單，需要投入的人工少，這就大大減少了人力資源成本。同時(shí)，真空預(yù)壓法施工噪音低，對(duì)土地的擾動(dòng)系數(shù)小，在施工時(shí)，不會(huì)給周邊環(huán)境造成影響[1]。

1.3 水泥土攪拌樁法

水泥土攪拌樁加固處理技術(shù)主要以水泥作為固化劑，并利用專用的深層攪拌機(jī)械，在機(jī)械鉆進(jìn)軟土層的同時(shí)，向軟土層當(dāng)中噴射水泥漿液，使?jié){液與地基中的軟土層固結(jié)成為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，而組成了一個(gè)強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的復(fù)合地基。這種處理方法施工效率高，沒有擠土現(xiàn)象發(fā)生，施工機(jī)械簡(jiǎn)單，投入成本低。從這一點(diǎn)可以看出，水泥土攪拌樁也是一種具有良好經(jīng)濟(jì)效益的軟土地基處理技術(shù)。但是，在實(shí)際應(yīng)用過程中，受到設(shè)計(jì)人員專業(yè)技術(shù)水平的影響，樁體的設(shè)計(jì)強(qiáng)度取值通常情況下都小于0.6 MPa，以至于轉(zhuǎn)換率達(dá)到40%～80%。另外由于目前對(duì)水泥土攪拌樁的成樁質(zhì)量缺乏有效的監(jiān)控機(jī)制，導(dǎo)致經(jīng)常發(fā)生堵土與斷樁的情況，因此，該處理技術(shù)還有待于進(jìn)一步完善。

1.4 高壓旋噴樁法

高壓旋噴樁法主要利用高壓噴射流來破壞土體，并將土體打散，隨著破壞深度的不斷加大，以水泥作為硬化劑，向軟土地基當(dāng)中噴射水泥漿液，在噴射過程中，一面旋轉(zhuǎn)一面緩慢提升高壓噴射設(shè)備，然后在噴射動(dòng)壓力、離心力等合力的共同作用下，使原土體形成一種新型的水泥土網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，進(jìn)而達(dá)到加固土體的作用。這種方法的施工工藝流程包括鉆孔就位、鉆孔、插管、旋噴作業(yè)、沖洗以及機(jī)具移動(dòng)等。首先將鉆桿頭與孔位的中心位置對(duì)齊，然后對(duì)鉆桿頭的水平位置進(jìn)行校正，以防止鉆機(jī)發(fā)生偏移現(xiàn)象。在插管時(shí)，為了避免出堵塞現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)一邊射水一邊插管，并且保證噴水的壓力始終小于1 MPa。當(dāng)旋噴管位置固定后，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員應(yīng)按照操作規(guī)范要求，進(jìn)行旋噴作業(yè)，并時(shí)刻觀察水泥漿液的噴射壓力、流量以及旋轉(zhuǎn)提升速度等技術(shù)參數(shù)。旋噴作業(yè)結(jié)束后，需要對(duì)機(jī)具設(shè)備進(jìn)行沖洗處理，保證噴射管始終保持通暢狀態(tài)，當(dāng)該孔位注漿完畢，作業(yè)人員需要將鉆機(jī)等作業(yè)機(jī)具移動(dòng)至新的孔位，然后重復(fù)上述的操作流程。

2 市政公路工程軟土地基處理技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例

2.1 工程概況

某市政公路工程，路線全長(zhǎng)為4.8 km，工程起點(diǎn)樁號(hào)為k104+25，終點(diǎn)樁號(hào)為k104+29.8，其中樁號(hào)為k104+26.3—k104+26.9的施工地段為軟土層，經(jīng)過施工單位的現(xiàn)場(chǎng)勘察，決定采用高壓旋噴樁加固技術(shù)對(duì)該路段的軟土地基進(jìn)行加固處理。需要處理軟土地基長(zhǎng)度為60 m，樁徑達(dá)到0.5 m以上，樁徑之間的距離為1.7 m，單樁長(zhǎng)度為12 m左右。根據(jù)施工標(biāo)準(zhǔn)要求，當(dāng)加固施工結(jié)束后，軟土地基中的固結(jié)體抗壓強(qiáng)度需要達(dá)到2 MPa以上，而每一個(gè)樁體的承載力應(yīng)當(dāng)在150 kN以上。

2.2 施工前準(zhǔn)備工作

根據(jù)該軟土地基路段的長(zhǎng)度以及施工難度，在施工開始之前，施工單位首先確定了機(jī)械設(shè)備的型號(hào)，其中地質(zhì)鉆機(jī)型號(hào)為XY—100，噴嘴的直徑為3 mm，施工方法采用單管法。當(dāng)開挖工序結(jié)束后，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘驗(yàn)，進(jìn)而確定每一項(xiàng)施工技術(shù)參數(shù)。尤其需要注意水泥砂漿的水灰比，當(dāng)清水壓力為10 MPa，噴漿壓力為22 MPa時(shí)，水灰比為0.8。為了便于施工，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員需要及時(shí)清理場(chǎng)地內(nèi)的雜草、雜物，并對(duì)地基位置的一些障礙進(jìn)行集中清除，如果作業(yè)區(qū)域存在蓄水區(qū)，施工單位應(yīng)當(dāng)利用抽水機(jī)等作業(yè)設(shè)備將洼地處的水抽干。當(dāng)施工場(chǎng)地具備進(jìn)場(chǎng)條件以后，測(cè)量人員應(yīng)當(dāng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)放樣測(cè)量工作，并將每一個(gè)樁位的具體位置做好標(biāo)注與編號(hào)，保證每一個(gè)樁位在平面上的誤差值不得超過10 cm。然后將鉆桿雙向調(diào)平，保證鉆桿在垂直方向上的誤差不得超過1%。

2.3 旋噴與鉆孔作業(yè)

當(dāng)準(zhǔn)備工作完畢，技術(shù)人員需要對(duì)噴射泵的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，保證清水壓力為10 MPa，噴漿壓力為22 MPa。然后設(shè)置旋噴泵的提升速度，對(duì)該工程來說，提升速度主要包括兩種，一種是樁底的脫擋時(shí)間為30秒，另一種是將鉆機(jī)提升到2擋的位置。當(dāng)鉆機(jī)處于作業(yè)位置后，測(cè)量人員應(yīng)對(duì)鉆機(jī)的底臺(tái)水平度進(jìn)行校準(zhǔn)，并對(duì)鉆桿的垂直度進(jìn)行檢查，當(dāng)符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)后，方可進(jìn)行鉆進(jìn)作業(yè)與插管施工。在旋噴作業(yè)開始后，現(xiàn)場(chǎng)施工人員應(yīng)當(dāng)時(shí)刻觀察鉆進(jìn)深度是否已經(jīng)達(dá)到設(shè)計(jì)深度，當(dāng)滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求后，需要對(duì)已經(jīng)噴射的水泥漿液進(jìn)行攪拌，為了保證漿液始終處于均勻狀態(tài)，攪拌時(shí)應(yīng)當(dāng)按照由下至上的順序。另外，旋轉(zhuǎn)速度應(yīng)當(dāng)控制在每分鐘20～25轉(zhuǎn)之間，鉆機(jī)的提升速度控制在每分鐘20 cm～

25 cm之間，如果發(fā)生冒漿現(xiàn)象，需要及時(shí)對(duì)旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)旋噴作業(yè)結(jié)束后，應(yīng)當(dāng)快速拆卸旋噴管，并保證預(yù)留的搭接長(zhǎng)度達(dá)到20 cm以上[2]。

2.4 機(jī)具沖洗與樁頭處理工序

機(jī)具沖洗是旋噴作業(yè)施工中的一道關(guān)鍵工序，如果機(jī)具表面附著的水泥漿液不能及時(shí)清除，則極易造成噴射管堵塞，進(jìn)而給旋噴作業(yè)造成嚴(yán)重影響。通常情況下，施工人員利用高壓水槍對(duì)水泥漿液進(jìn)行噴射沖洗處理，這種方法的處理效果相對(duì)較好。另外，在注漿過程中，當(dāng)漿液的高度達(dá)到頂標(biāo)高后，應(yīng)當(dāng)繼續(xù)注漿，當(dāng)注漿孔返漿后方可停止注漿。如果注漿管的頂部位置出現(xiàn)凹陷區(qū)，需要及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)漿處理，以防止?jié){液當(dāng)中混入其它雜物，影響水泥固化效果。

2.5 質(zhì)量檢查

通過對(duì)每一根旋噴樁質(zhì)量與強(qiáng)度的檢查，發(fā)現(xiàn)單樁承載力達(dá)到360 kPa以上，這一數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了150 kPa的設(shè)計(jì)值。同時(shí)，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，每一根樁體的長(zhǎng)度達(dá)到12 cm以上，單軸抗壓強(qiáng)度值介于8.9 MPa～14.8 MPa之間。當(dāng)該路段通車運(yùn)營(yíng)后，經(jīng)高壓旋噴技術(shù)處理過的軟土地基位置并未出現(xiàn)不均勻的沉降現(xiàn)象，由此可以得出結(jié)論，該施工處理方案具有可行性。

3 結(jié)束語

隨著市政公路工程項(xiàng)目數(shù)量的與日俱增，需要處理的軟土地基施工項(xiàng)目也越來越多，在這種形勢(shì)之下，施工單位應(yīng)當(dāng)不斷提升自身的專業(yè)技術(shù)水準(zhǔn)，在對(duì)原有的軟土地基處理技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新升級(jí)的同時(shí)，應(yīng)當(dāng)積極借鑒成功的施工技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而為社會(huì)奉獻(xiàn)出更多的優(yōu)質(zhì)工程與精品工程。

參考文獻(xiàn)：

[1]李睿.市政公路橋梁工程施工中軟土地基處理技術(shù)研究[J].中國(guó)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2020（28）：22.

[2]石良冬.市政公路工程軟土地基處理技術(shù)研究[J].城市建設(shè)理論研究，2016，6（8）：554-555.