臧洪東 ZANG Hong-dong

（北京華順德電力工程有限公司，北京 100000）

0 引言

由于軟土地基的承載性能差、強(qiáng)度低，所以在市政路橋工程建設(shè)期間是十分重要的施工項(xiàng)目。針對(duì)軟土地基的特殊性能，在施工過程中需要根據(jù)實(shí)際情況采取合適的加固技術(shù)對(duì)其進(jìn)行加固處理，通過科學(xué)有效的加固技術(shù)可提高軟土地基的承載力，增強(qiáng)各性能指標(biāo)，提升整體樁基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。因此，工程負(fù)責(zé)人和施工人員應(yīng)對(duì)軟土地基的處理方式加以重視，充分了解各項(xiàng)加固技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)，提高市政路橋工程的施工質(zhì)量，保障路橋工程的安全性，為后續(xù)順利通車奠定基礎(chǔ)。

1 市政路橋工程軟土地基的主要特點(diǎn)

1.1 強(qiáng)度性能低

由于軟土地基內(nèi)部的孔隙較大，所以空氣中的水分極易滲透到地基內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，進(jìn)而導(dǎo)致軟土地基中的含水量過大，降低了軟土地基的強(qiáng)度。因此，工程負(fù)責(zé)人應(yīng)針對(duì)這一問題制定相應(yīng)處理措施，提高軟土地基的強(qiáng)度，保證軟土地基項(xiàng)目的穩(wěn)定性，以防影響到路橋工程的質(zhì)量，避免市政路橋工程在后續(xù)建設(shè)、使用時(shí)發(fā)生坍塌、沉降等問題。

1.2 流變性能強(qiáng)

如若對(duì)軟土地基只是采取簡單的方法進(jìn)行處理的話，那么軟土地基在后續(xù)受到外力和重力的雙重作用下，便會(huì)出現(xiàn)不同程度的變形情況。而軟土流動(dòng)是嚴(yán)重影響地基承載力的問題，一旦發(fā)生軟土流變現(xiàn)象，那路橋工程也會(huì)隨之發(fā)生沉降等問題。所以，還需結(jié)合實(shí)際情況，選擇合適的加固技術(shù)改善軟土流變問題，采取有效的處理方式對(duì)軟土地基進(jìn)行加固，避免軟土發(fā)生流變、液化等現(xiàn)象，消除軟土地基中的安全隱患，為后續(xù)施工建設(shè)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1.3 抗剪能力弱

軟土地基的抗剪能力較弱，主要是因?yàn)檐浲恋鼗目紫洞?、含水量高，并且軟土地基的成分基本是由粘土粒和粉土粒組合而成，所以軟土的粘性相對(duì)較低，在遭受外部壓力時(shí)很容易出現(xiàn)壓縮變形等問題，進(jìn)而影響到路橋工程的整體質(zhì)量[1]。如若不及時(shí)對(duì)軟土地基采取加固處理，那么在建設(shè)期間，路橋工程很容易發(fā)生塌陷或斷裂等現(xiàn)象，這不僅破壞了整體路橋工程，還威脅著現(xiàn)場工作人員的生命安全。

2 市政路橋工程軟土地基應(yīng)用加固技術(shù)的前期準(zhǔn)備

2.1 勘查樁基

為了保證軟土地基的穩(wěn)定性，在應(yīng)用加固技術(shù)前應(yīng)先對(duì)樁基進(jìn)行勘查，充分了解工程實(shí)際情況。在勘查樁基的過程中，施工人員需要先判斷樁身的打入時(shí)間，通常樁身的穩(wěn)定性在樁基施工后的14天左右便會(huì)保持穩(wěn)定，檢查數(shù)量最少在3根及以上，并且還應(yīng)檢查段樁和空隙間的連接度，確保其符合工程要求。由于路橋工程對(duì)結(jié)構(gòu)承載力要求較高，所以也可利用低應(yīng)變方法對(duì)樁身進(jìn)行檢查，其主要是通過反射波原理對(duì)樁身結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進(jìn)行勘查，但這種檢測方式需要一定量的樁基才能保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，一般將樁基的檢查數(shù)量控制在總樁基數(shù)量的25%左右[3]。

2.2 挖掘施工場地

由于樁基處于軟土地基中，所以樁基周圍的地表土體大多會(huì)發(fā)生位移現(xiàn)象，然而隨著樁基下沉，勘查樁基的深度也要隨之改變，同時(shí)也會(huì)降低地表土體的密實(shí)度。為了避免這種現(xiàn)象，勘查人員應(yīng)將勘查樁基的位置控制在距離樁芯2.5m左右的位置，并且地表土體的位移距離應(yīng)控制在2mm之內(nèi)，由此才能保證檢測結(jié)果的科學(xué)性及精準(zhǔn)度。

此外，在施工過程中樁基的土壓力會(huì)產(chǎn)生一定變化，因此還需嚴(yán)格控制擠土壓力，常見的檢查土壓力的方式有打孔和埋設(shè)土壓力盒等兩種。其中，打孔的最佳位置是在距離樁芯1.5m處，埋設(shè)每個(gè)土壓力盒的間距應(yīng)控制在2.5m，并且需要按照垂直方向進(jìn)行埋設(shè)，通過這種方法不僅能準(zhǔn)確測量出擠土壓力的大小值，還能讓施工人員實(shí)時(shí)掌握樁基下沉的實(shí)際情況，有利于施工人員采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理。

3 市政路橋工程軟土地基加固技術(shù)的應(yīng)用分析

3.1 置換技術(shù)

置換技術(shù)是市政路橋工程施工中對(duì)軟土地基進(jìn)行加固的一種常見形式，其在應(yīng)用過程中結(jié)合了換填法和拋石擠淤法，主要對(duì)處于淺層的軟土地基進(jìn)行加固。其中，在應(yīng)用換填法加固技術(shù)前，施工人員要先將路基內(nèi)部的多余軟土進(jìn)行處理，再將高強(qiáng)度的砂石和碎石等材料填充至軟土地基中，其多應(yīng)用在淤泥土質(zhì)及濕陷性黃土等地基結(jié)構(gòu)中。在填充過程中施工人員要依照施工現(xiàn)場的實(shí)際情況，做好分層填充并壓實(shí)的工作，確保置換效果能達(dá)到加固目的。

當(dāng)市政路橋工程的軟土層達(dá)到3～4m時(shí)便可利用拋石擠淤法進(jìn)行加固操作。在應(yīng)用期間中，施工人員需要利用片石的自身重量將其進(jìn)行投擲，使其與上部分軟土層壓實(shí)嚴(yán)密，由此將部分多余淤泥清除。這種方法操作簡單、快捷，能有效提高施工效率，并且加固效果十分明顯，因此，多應(yīng)用于土層薄弱且沒有硬殼存在的軟土層項(xiàng)目中。

3.2 強(qiáng)夯加固技術(shù)

強(qiáng)夯加固技術(shù)在應(yīng)用過程中主要是通過動(dòng)力對(duì)軟土地基進(jìn)行加固，其成本低、加固效果好，多應(yīng)用在大面積軟土層或工期緊張的項(xiàng)目工程中。在正式施工操作前，施工人員需要對(duì)施工現(xiàn)場進(jìn)行試夯，根據(jù)試夯結(jié)果分析出強(qiáng)夯的具體數(shù)據(jù)，明確施工工藝，確保強(qiáng)夯質(zhì)量。據(jù)了解，強(qiáng)夯加固技術(shù)可通過沖擊荷載來壓實(shí)土體間的空隙，使其土質(zhì)密實(shí)，由此便可提高地基強(qiáng)度。并且，當(dāng)?shù)孛媸艿經(jīng)_擊力的作用后便會(huì)發(fā)生沉降現(xiàn)象，每夯擊一遍地面便會(huì)沉降約0.5～1.0m左右，但是經(jīng)過夯實(shí)后的地基承載力則會(huì)提高至少3倍。由此可見，強(qiáng)夯加固技術(shù)對(duì)軟土地基有著較為明顯的加固作用。

另外，還要對(duì)橋涵土質(zhì)進(jìn)行全面分析。由于路橋工程在使用過程中不僅需要滿足行車需求還要保證來往行人的安全，因此，需要確定其土質(zhì)是否是高飽和度土層，如若土層飽和度達(dá)不到建設(shè)需求，那么施工人員則需要將特定比例的高飽和度物質(zhì)混入砂土層中，再對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)夯。在強(qiáng)夯加固施工期間，試夯參數(shù)的準(zhǔn)確性是保證強(qiáng)夯加固質(zhì)量的關(guān)鍵，在試夯過程中大多會(huì)選擇12t的夯錘，夯擊至少5次左右，這樣一來才能確保試夯數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和科學(xué)性[4]。但需要注意的是，施工人員如果發(fā)現(xiàn)軟土地基中存在較厚的淤泥層，那么便不能采取強(qiáng)夯法進(jìn)行加固，需要選擇相對(duì)合適的加固技術(shù)進(jìn)行操作，確保滿足加固目的，避免路橋工程的地基受到不良影響。

3.3 真空預(yù)壓加固技術(shù)

在應(yīng)用真空預(yù)壓加固技術(shù)前，施工人員需要將密封膜鋪設(shè)到軟土地基表面，再借助相應(yīng)的真空設(shè)備對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)處理，這樣一來砂墊層和土體垂直排水通道間便會(huì)形成一定的負(fù)壓體系，促使地基結(jié)構(gòu)的孔隙水分能夠快速排出，進(jìn)而達(dá)到土體固結(jié)、提高地基強(qiáng)度的效果。在長時(shí)間建設(shè)以及投入使用的過程中，地基表面的真空度還會(huì)愈發(fā)明顯，其可通過排水板向周圍土體進(jìn)行擴(kuò)散并施展真空作用，能保證將深部土體中的水分排出。在應(yīng)用過程中，隨著土體水分被大量排出，土體中的負(fù)超靜孔隙水壓力便會(huì)被逐漸消耗，與此同時(shí)土體中的有效應(yīng)力及加固效果便會(huì)不斷深化，由此便可達(dá)到加固目的。

3.4 翻挖回填技術(shù)

在對(duì)市政路橋工程軟土地基進(jìn)行加固施工時(shí)，最直接的方式便是翻挖回填技術(shù)。施工人員需要先對(duì)軟土地基進(jìn)行處理，將不良土體挖除，如大石塊或淤泥等，再依照工程建設(shè)需求選擇合適的粗粒土回填材料，當(dāng)?shù)鼗械暮窟_(dá)到最佳標(biāo)準(zhǔn)時(shí)便可將粗粒土填料分層回填至軟土地基中，同時(shí)進(jìn)行壓實(shí)工作。通常，在對(duì)土方進(jìn)行回填時(shí)，分層鋪設(shè)的厚度應(yīng)控制在30cm之內(nèi)，但是在土石混填的情況下，鋪設(shè)厚度則應(yīng)該在40cm以內(nèi)。所以，施工人員需要結(jié)合路橋工程的實(shí)際情況，決定回填厚度，確保軟土地基加固施工的質(zhì)量。

3.5 粉煤灰碎石樁加固技術(shù)

此技術(shù)主要是在水泥中摻入碎石以及粉煤灰等材料，再利用攪拌機(jī)將固化材料灌注至軟土地基中，使其形成高強(qiáng)度的樁，進(jìn)而增加軟土地基的穩(wěn)定性及牢固性。此項(xiàng)技術(shù)具有很強(qiáng)的流動(dòng)性，操作流程簡單、不會(huì)損耗過多的建筑材料，并且打造的樁結(jié)構(gòu)十分穩(wěn)固。因此，被廣泛應(yīng)用在軟土地基加固施工項(xiàng)目中[5]。但在實(shí)際應(yīng)用過程中，還需要注意輸送管道的堵塞情況，在混凝土泵送過程中，由于泵送的軟管彎曲度較小，所以混凝土在輸送過程中的流動(dòng)速度緩慢，在這種情況下便很容易發(fā)生堵管現(xiàn)象。為了避免影響軟土地基的加固效果，施工人員還需時(shí)刻注意軟管的流暢性，如若發(fā)生堵管現(xiàn)象，應(yīng)該及時(shí)采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理，以防拖延后續(xù)施工進(jìn)度。除此之外，在應(yīng)用粉煤灰碎石樁加固技術(shù)時(shí)，施工人員應(yīng)嚴(yán)格控制粉噴樁的轉(zhuǎn)速及承重壓力等相關(guān)參數(shù)，確保技術(shù)應(yīng)用的科學(xué)性和有效性。

3.6 排水固結(jié)技術(shù)

軟土地基的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中都含有大量水分，并且長期處在暴露環(huán)境中能快速吸收空氣中的水分或雨水，而過量的水分便會(huì)降低地基的穩(wěn)定性。所以，施工人員可以針對(duì)這一問題采取排水固結(jié)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行處理。在加固過程中，施工人員可將塑料排水板橫向或豎向鋪設(shè)在軟土地基中形成排水柱，再通過施加預(yù)壓負(fù)荷力將軟土地基中的水分快速排出至提前挖設(shè)好的水道內(nèi)，而常見的排水固結(jié)設(shè)備有砂井排水和塑料管排水等，預(yù)壓負(fù)荷力則利用真空預(yù)壓法（如圖1）、降水預(yù)壓法以及堆載預(yù)壓法三種加壓方式[6]。當(dāng)?shù)鼗Y(jié)構(gòu)中的水分被大量排出后，其穩(wěn)定性及抗剪強(qiáng)度也會(huì)隨之增加，這樣便可保證后續(xù)工程的牢固性和安全性。在施工操作前，工程設(shè)計(jì)師應(yīng)對(duì)土質(zhì)沉降量和地基穩(wěn)定性的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、計(jì)算，如若計(jì)算結(jié)果不符合建設(shè)要求，那么需要先調(diào)整排水固結(jié)結(jié)構(gòu)后，對(duì)其進(jìn)行復(fù)算，確保復(fù)算結(jié)果滿足工程建設(shè)需求。

圖1 真空預(yù)壓法示意圖

此外，還應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況決定塑料管的排水量、規(guī)格以及排水范圍，保證塑料管的排水效果能達(dá)到排水要求。由于塑料排水板的材料成本較低，具有很強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性，所以，還有利于建設(shè)企業(yè)控制工程成本，提高其經(jīng)濟(jì)效益，也因此被廣泛應(yīng)用在軟土地基加固施工項(xiàng)目中。

4 加強(qiáng)市政路橋工程軟土地基加固技術(shù)的質(zhì)量管理措施

4.1 建立完善的施工責(zé)任制度

為了保證市政路橋工程的施工質(zhì)量，工程負(fù)責(zé)人應(yīng)先建立完善的施工責(zé)任制度，明確施工操作的規(guī)范性及標(biāo)準(zhǔn)性，結(jié)合相關(guān)法律法規(guī)增強(qiáng)制度的嚴(yán)肅性及震懾力。在路橋工程軟土地基加固處理過程中，施工人員應(yīng)嚴(yán)格遵守建筑地基處理的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工操作，結(jié)合路橋工程的建設(shè)需求及軟土地基的實(shí)際情況選擇合適的加固技術(shù)，確保軟土地基的加固質(zhì)量，避免軟土地基發(fā)生不均勻沉降等安全問題。

4.2 加大質(zhì)量管理控制力度

在建立完善的施工責(zé)任制度的基礎(chǔ)上，還需強(qiáng)化質(zhì)量管控措施，加大質(zhì)量管理控制力度，工程負(fù)責(zé)人需要明確施工方向及目標(biāo)，做好安全管理工作。為了保證路橋工程能夠順利完工，工程負(fù)責(zé)人可在施工現(xiàn)場成立安全管理小組，選派能力強(qiáng)、專業(yè)水平高的技術(shù)人員作為小組組長，實(shí)行崗位責(zé)任制，堅(jiān)決落實(shí)“安全第一、預(yù)防為主”的方針，確保各管理人員明確自身監(jiān)管職責(zé)。在施工現(xiàn)場負(fù)責(zé)安全管理的人員應(yīng)對(duì)所有施工人員進(jìn)行安全教育工作，提高施工人員的安全意識(shí)，規(guī)范施工人員的技術(shù)操作行為，對(duì)于操作不規(guī)范的行為應(yīng)及時(shí)告知并糾正，以防因操作不當(dāng)影響施工質(zhì)量。

5 市政路橋工程軟土地基的案例分析

以溫州城南立交橋工程為例，該工程是浙南一帶規(guī)模最大的互通式立交橋，其為兩層苜蓿型互通立交橋，該工程將非機(jī)動(dòng)車道建設(shè)在地面，而機(jī)動(dòng)車道則直行通過高架橋以及跨線橋，左右轉(zhuǎn)彎通道要通過四條匝道。其具體位置是溫州典型的軟弱土地基，淺層地下水分布的厚度較大，其上部為淤泥厚層，下部為粘性土層，淤泥層分布范圍廣、含水量高、內(nèi)部孔隙大且抗剪性弱、承載能力差；而粘性土層有可塑性，屬于中壓縮性，具有一定的承載力和強(qiáng)度。

通過仔細(xì)勘察發(fā)現(xiàn)，該工程的結(jié)構(gòu)分為梁板式和高填土兩種形式，但其60%以上為高填土形式，并且高填土部分采用的是鋼筋混凝土的懸臂擋土墻結(jié)構(gòu)（如圖2）。因此，工程設(shè)計(jì)師對(duì)擋土墻尺寸、設(shè)計(jì)荷載以及天然地基沉降量和高填土的沉降量進(jìn)行了詳細(xì)計(jì)算。當(dāng)擋土墻斷面形式在110m左右時(shí)，汽車荷載在74156kN/m，對(duì)地基承載力的要求在46130kPa，高填土的荷載在6013kN/m，地基承載力要求則在5518kPa，采用分層總和法計(jì)算后，得出沉降量為斷面形式110m時(shí)，擋土墻沉降量為2cm，高填土則為5cm，斷面形式115m時(shí)，擋土墻沉降量在4cm，高填土沉降量在8cm。結(jié)合最終計(jì)算結(jié)果，工程設(shè)計(jì)師決定使用換填法、排水固結(jié)法以及樁基礎(chǔ)加固技術(shù)等處理該工程的軟土地基。

圖2 懸臂擋土墻結(jié)構(gòu)示意圖

為了控制工程成本，工程設(shè)計(jì)師還對(duì)樁基礎(chǔ)加固技術(shù)進(jìn)行了比對(duì)，選擇了更加經(jīng)濟(jì)實(shí)用的水泥攪拌樁。其與鉆孔灌注樁技術(shù)相比，性價(jià)比更高、成本造價(jià)更低。據(jù)了解，鉆孔樁造價(jià)在700元/m3，按直徑5377為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，那么每延米為5122元；松木樁的造價(jià)在200元/m3，按其直徑5250計(jì)算每延米則為2250元，但水泥攪拌樁的按直徑5500計(jì)算每延米只需要1677元即可。因此，通過多項(xiàng)比對(duì)最終選用了水泥攪拌樁處理該工程的軟土地基。

6 結(jié)束語

總而言之，軟土地基的加固施工質(zhì)量是影響市政路橋工程整體穩(wěn)定性的關(guān)鍵。為了解決軟土地基的問題，還需采取相應(yīng)的加固技術(shù)進(jìn)行處理，在實(shí)際施工過程中，相關(guān)人員應(yīng)結(jié)合工程的實(shí)際情況對(duì)軟土地基進(jìn)行詳細(xì)勘查，保證勘查結(jié)果的準(zhǔn)確性，而工程設(shè)計(jì)師需要參考可靠的勘查數(shù)據(jù)優(yōu)化軟土地基的加固方案，完善施工方案中的不足之處，確保施工方案的可行性和科學(xué)性。施工人員也需根據(jù)軟土地基的情況選擇合適的加固技術(shù)，在加固施工過程中，要嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，規(guī)范施工操作，保證加固施工的質(zhì)量能滿足工程建設(shè)需求，為路橋工程順利完工奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，促進(jìn)建設(shè)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。