市政工程中软土地基处理施工关键技术的应用

刘显军

（中国水利水电第七工程局有限公司，四川成都 610213）

市政工程中软土地基处理施工关键技术的应用

刘显军

（中国水利水电第七工程局有限公司，四川成都 610213）

众所周知，每一项工程的基础十分重要，同样，作为公路工程的地基也承担着十分重要的作用，地基处理质量的好坏很大程度上决定着公路工程的质量和安全。本文通过对市政工程中软土地基处理施工方法及适用范围进行分析对比，结合现实案例进行分析，掌握地基处理关键技术，为后续类似工程提供借鉴。

市政工程 软土地基 强夯法 施工流程 地基沉降量

根据市场调差，我国城镇常住人口大约为77116万人，乡村常住人口大约为60346万人，城镇人口占总人口比重为百分之五十六。距世界发达国家城镇化水平还有较大的差距，未来数十年中城市建设仍然有较大的发展空间。随着城镇化的发展，城市规模不断扩大，部分建筑设施需建设在软土地基之上，软土地基施工技术水平对构筑物的安全性、耐久性及使用性有着十分重要的影响。

1 市政工程中软土地基的概况

软土是一种天然含水量大、压缩性高、天然孔隙比大于等于1、抗剪强度的细粒土、包括淤泥、淤泥质黏土、泥炭、泥炭质土等。大多数软土成因为沉积相。由于软土具有孔隙比大、含水量高、强度低、变形量大、压缩性高、压缩稳定所需时间长、侧向变形大的特点，给工程带来诸多不利因素。作为市政工程施工的主要病害，软土地基在工程中常会遇到下列问题：

（1）软土地基承载能力达不到设计要求，在静载荷或动载荷的作用下，发生局部或整体破坏影响构筑物功能实现甚至带来巨大的安全隐患。（2）软土地基的沉降量超出设计范围，这将会将致市政工程使用功能无法充分发挥，在发生不均匀沉降情况下会使路面裂缝及地下管线断裂等情况产生。（3）由于软土地基含水量高，当地下水浮力超出地下建筑自身重量时会引起建筑物的结构破坏，这种情况在埋深较大的筏形基础和箱形基础上尤为明显。（4）由于软土地侧向变形大的特点，降水施工中如控制不合理，将导致土体出现侧移现象，进而影响到施工区域建筑物与地下管线的质量。

2 市政工程中软土地基的施工技术的运用

软土地基进行处理主要是想达到控制沉降、变形和增加强度、抗滑力的目的。根据加固原理常用的软土地基处理方法可分为：强夯法、灌入固化物法、排水固结法等方法。

2.1 强夯法

本方法为选用重锤从相应高度下落对土层进行夯击，达到土质快速固结的方法，也叫动力固结法。其工作原理为：通过起吊机械，将重锤（10～40t）提升至（10～40m）高，然后让重锤自由下落，在夯击力与冲击波的影响下，对土层进行夯实作业，通常用来处理砂性土、非饱和黏性土及杂填土的软岩地基。在非饱和黏性土地基常用不间断夯击或分遍间歇夯击的方式施工。夯实次数、深度可以利用现场试验的方式进行确定。一般情况下，如夯实能量为100kN·m～200kN·m，夯实有效深度可控制在3～6m之间。

强夯法施工流程：施工场地清理与平整→场地高程测量及施工夯点位置标注→起重机就位放置夯锤于夯点→夯前锤顶高程测量→起吊夯锤→脱钩装置开启→吊钩放下→锤顶高程测量→完成夯点夯击作业。如在测量时发现坑底偏移现象，必须对坑底进行平整作业，避免夯锤施工误差的产生。

2.2 粉喷桩法

粉喷桩法属于灌入固化物法的一种，往往应用于饱和软黏土加固施工中。其工作原理为：将加固料通过压缩空气送到软土中并与软土搅拌充分混合，通过固化剂与软土之间的相应反应，硬结软土，确保地基的整体性和强度。常用的固化剂主要材料为水泥、石灰等。

其施工流程：（1）桩机就位：测量粉喷桩位置，架设粉喷桩机械，确保其安装稳定性。通过技术手段矫正水平度和垂直度，确保桩机定位准确。（2）钻进：启动空压机，将双螺旋搅拌头钻进至桩底设计标高，钻头原地旋转，不能停钻。（3）加入固化剂并搅拌：钻机反向转动，启动送灰机后开始输送固化剂，当固化剂到达喷灰口时钻头开始提升。提升过程中，遵循相关规定，对调速电机进行调节。在提升作业时添加固化剂、搅拌工作同时进行以确保充分搅拌软土与固化材料充分混合。（4）复搅及复喷：钻机正转下钻复搅，反转提钻复喷，达到设计重复数次。（5）停机：钻头提升至桩顶标高下0.5m时，停止发送器孔内喷射粉料作业，原位搅拌2min，充分利用管内余灰喷搅，钻头提离地面0.2m。完成成桩作业。

为保证作业安全，本桩孔作业完毕后，应等待全部管道压力消除，钻机主电机停机后进行移位，在新桩孔位置重复以上流程，直至设计范围内地基处理完毕。

2.3 排水固结法

排水固结法的原理是：在载荷的影响下，通过竖向和横向的排水通道，缓慢地将土体内孔隙水除去，降低土体孔隙比例， 达到固结地基和提升地基强度的目的。本方法常用于饱和软弱土层地基处理中。排水固结法可以较好的解决沉降和稳定问题，所以应用比较广泛。但由于一般的泥炭土质软弱土层渗透性较低，排水效果不理想，不适用该技术。在选用排水固结法进行软土地基处理时，应先对其作业原理、应用环境进行分析。在施工中为提升土体固结的速度，可将排水设施增设到天然土层内，将排水长度大大降低，以达到快速固结、缩短工期的目的。以袋装砂井施工为例，其施工流程如下：场地清理及放样—砂井就位与压管—填砂袋—成井检查与补砂。

3 市政工程施工中软土地基施工的质量控制

（1）在采用强夯法处理软土地基时，填筑料应当混合均匀并对其含水量进行有效控制。当填料水分不符合规定时，应采取措施加以解决。分层虚铺厚度应根据选用的夯压机械进进行确定，各层的碾压次数要达到设计规定。通过严格施工的质量控制可以效控制软土地基的含水率，提升地基承载能力。（2）在排水固结法处理软土地基时，应当控制施工速度和加载速率。加载速度和加载间隔可以通过现场加载试验进行确定，通过对加载速度和加载间隔的控制可以掌握地基沉降规律并避免塑流挤出现象。（3）质量控制的核心是以人为本人，施工人员素质是影响工程质量的重要因素之一。在市政工程软基处理施工中，充分发挥人的积极性、创造性和责任感，提高施工队伍的素质对施工质量的控制有着至关重要的作用。

4 东北地区与珠三角地区软土地基实例分析

深圳新周公路位于珠三角地区，软土基层厚度为7米，根据设计采用深层搅拌桩，所以沉降得到了合理的控制，在新区路段，软土基层厚度为3米，对此部分的沉降量进行了观测统计，K2+331部位的沉降量为0.723米，K2+631部位的沉降量为0.637，K2+990部位的沉降量为0.563，K3+200部位的沉降量为0.652，数据可见，沉降量均匀且稳定。

哈尔滨绕城高速公路地处松花江平原中游地带，位于北纬45度38分至45度52分，东经126度28分至126度36分。在道路工程施工过程中，我们采用了塑料排水板对软土进行处理，以便合理的控制软土沉降的速度。在施工过程中，我们对沉降进行了观测，观测结果如下：在K48+100左时的沉降量为151，在K48+100中时沉降量为172，在K48+右时的沉降量为82.3，在K48+920左时软土地基沉降量为72，在K48+920中时沉降量为89，K48+920右时沉降量为64。观测结果可见，软土地基的沉降量大约为1.8米，且与温度的变化有相互联系。在的沉降观测对东北地区的软土地基沉降具有以下几点特点：沉降不均匀、变形大、沉降稳定所需的时间较长。由于受到地质和气候条件的影响因素，道路的稳定性、安全性及使用性会大大的降低。

5 软土地基施工技术取得的效益及意义

随着对软土地基施工技术的不断改革和完善，我们在实际工程中已取得了不少的经验，通过不断完善软土地基的施工技术，在施工工艺方面、施工机械器具方面、施工效率方面都得到了提高。各施工单位因地制宜发展了一系列的对软土地基处理的技术，给市政工程带来了良好的效益的同时，也给社会产生了诸多的经济效益，为市政工程对软土地基的处理奠定下了丰富的经验。

在市政工程的道路施工阶段，常常会遇到条件差的地基，如软土地基，软土地基在实际施工时容易出现破坏和失稳现象，无非极大地增加了施工难度，它具有含水率高、透水性差、抗剪前强度低等特征。在路基的施工中，由于沉降不均匀会引起失稳现象，严重时会导致路基整体的坍塌，极大的危害到了道路的安全，因此，对软土地基的处理具有非常重要的意义，是施工中不可避免的环节，通过处理必须使其稳定性和使用性满足要求，从而保证道路使用时减少甚至排除沉降的可能性，提高车辆行驶的安全性。

6 结语

近年来，随着社会经济发展速度的不断提升，对市政工程建设提出新要求，软基处理技术作为市政工程地基处理的重要方式，软土地基处理效果的好坏直接影响市政工程功能的实现，所以施工单位需高度重视软土地基的处理。在软土地基施工中，要充分进行地质调查，明确软土的类型和特性，选用恰当的处理方式和施工工艺，严格质量管控，确保软土地基处理后合乎设计规范以提高市政工程的整体质量。

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赵东峰（1972—），男，河南郑州人，本科，工程师，研究方向：市政公用工程。身份证号码：41292119720608159X。