软黏土中市政道路管线及构筑物的地基处理技术及应用

苏丹

摘 要：市政道路不可避免地要铺设各种管道，包括给排水管道，如给排水管道、排水管道、污水管道等，这些管道在施工过程中对路基沉降有一定的要求。中国市政道路、管道、构筑物软土地基处理方法没有统一的规范，很少有具体的讨论。在大多数情况下，工程师需要在具体的设计和施工过程中进行探索和积累。而对于市政道路管道和道路不均匀沉降造成的问题，没有得到足够的重视，有时管道的软基没有得到加强，或者在操作中处理不当，造成不均匀沉降，造成路面或管道损坏。近年来，人们逐渐认识到市政道路管道软基处理的重要性，但国内的研究资料很少。

关键词：软黏土;市政道路管线;构筑物;地基处理

1 软土地基引起的工程问题

软土地基是一种由粉质泥沙和腐殖质组成的细粒土，具有含水量大、孔隙比大、压缩性高、承载力低的特点。如果在这种土层中进行基础施工，必须采取有效的加固措施。根据大量的实践，软土地基的施工将对工程的施工质量产生严重的不利影响，造成工程问题，在软土地基上修建道路，路堤高度常受到软土强度的控制。路堤过高，将导致挤出破坏，产生坍塌和滑坡等现象。软土受到振动时，很容易破坏其海绵状结构，使软土产生振动液化而丧失强度，导致地基土大面积失效，从而引起道路破坏。如不采取有效的加固措施将会危及行车安全：主要包括以下几点：

一是地基承载力。在长期荷载作用下，如果地基承载力低于上部结构的使用要求，地基的剪切破坏很可能会发生，对其使用性能产生不利影响，或破坏上部结构。

二是，统一解决问题。在反复荷载作用下，地基易变形。与规定的沉降值、水平位移值或其下的差异沉降等允许值相比，结构的使用性能将受到很大的影响，同时，差异沉降的危害更为严重。

三是抗浮稳定。当结构处于地下或半地下时，将埋在地下。如果抗浮措施不到位，结构物将失去稳定性，甚至漂浮。在施工过程中，经常发生浮失稳，造成严重损失，因此必须重视抗浮稳定。

2 市政道路管线及构筑物的地基中软黏土的处理技术及应用

2.1 PTC管桩的应用

与一般的基础工程相比，根据中国预应力管桩的实际生产情况，预制混凝土桩基础工程具有桩材料质量高、施工速度快、工程地质适应性好、文明场地等优点。根据混凝土强度等级，管桩可分为预应力混凝土管桩、预应力高强混凝土管桩和预应力混凝土薄壁管桩。PTC管桩采用直径400-500mm的先張法预应力混凝土薄壁管桩，工作时采用静压法。管桩的桩端型式为开口式。在施工过程中，需要对表面进行处理。压桩深度达到设计深度后，方可灌注桩帽。采用碎石砂加筋垫层的方法进行摊铺和整平。要充分发挥监理职能，施工中严格控制管桩质量，做好工程施工记录，验收时认真检查。

施工前准备及施工中的技术要求。清理地面杂草、树根和耕地，平整地表。施工道路两侧开挖临时排水沟。临时排水沟施工时，应注意与农业排水沟、灌溉沟分开，施工结束前不得长期积水，在路面无水或易排水的路段，根据实际情况可选择较好的垫层土，压实厚度不小于25mm。当压实度达到90%时，形成不小于2%的排水横坡，最后进行试桩。为了在正式施工过程中获得控制桩的打入力，必须在每段施工前按设计桩长进行试桩。根据设计图纸，施工桩可用于试桩。试桩时，每段试桩不少于4根。为确定压桩能力与实际承载力的关系，试桩完成后应按有关标准进行测试。为了调整设计，需要测试桩、土、垫层的应力和变形状态，判断是否满足工程承载力设计条件和沉降要求。然后对PTC桩复合地基进行施工。

2.2 振动水冲法

振动水冲法主要是在路基中成孔，将砂、碎石等材料填入孔中，并进行分层振实，发挥出加固作用。需要使用新鲜生石灰灌注石灰桩，还需要添加粉煤灰材料，利用分层灌注、分层夯实方法成桩。生石灰的吸水性很强，但在大量吸水膨胀后会对周围土壤形成挤压效果，增加土壤密实度，提高路基的稳定性和强度。

2.3 采用换土进行地基加固

对软土进行换土处理是软土地基处理中十分有效的技术，可以进行大规模的应用与推广，如土地及自身的稳定性差是由土质的属性所决定的，软土自身的空隙大，强度弱，将其进行更换处理，可以避免市政道路施工过程中绝大多数的问题，除此之外，也可以使用灌浆法将软土中的水分充分的排除。在此基础上进行夯实作业，能够进一步减少地基的缝隙，增加软土地基的强度，以较强的力度来对软土进行夯实作业能够进一步减少软土地基在市政道路工程施工以及使用过程中所出现的问题。对于城市地下水较多的问题，可以根据实际情况进行针对性排水措施的使用，在软土层中可以设置排水层，并且设置排水板来对地下水进行引流。更为重要的是可以采用粉喷桩复合地基处理方法来对软土地基进行处理，为了能够进一步提升软土地基处理的质量，工作人员应当在施工之前对场地进行平整，能够保证软土地基的表面更加平整，从而避免坑洼情况的出现。在此基础上进行粉喷桩复合地基处理技术，能够进一步提升市政道路工程的安全性以及稳定性，从而避免市政道路工程在实际使用过程中事故的出现。

2.4 高压旋喷法

在市政道路施工中，软土路基处理过程中常用高压旋喷桩法，其主要是利用高压旋转状态的喷嘴向土层中喷射水泥浆，将其与水体进行混合，发挥出水泥的加固作用，进一步提高路基承载力。为了减少路基渗漏问题，技术人员可以实行联锁桩施工，采用定向喷射方式形成连续墙，发挥出良好的防渗漏效果，这种方式需要占据很大空间，不易出现振动，但会污染环境，需要大量资金作为支持。

2.5 堆载预压方法

施工单位可以通过堆载预压法对软土地基进行加固处理，其原理就是利用外部荷载强行压制地基水分排出来，进而使土层之间的缝隙减少，满足软土地基施工的要求。在使用过程中，施工单位在选择处理的各项参数时，要结合着道路桥梁工程的实际情况，同时合理确定荷载定额。在预压堆载的过程中，每层都要进行严格监控和观测，并将观测到的频率和周期进行合理的确定，以保证处理的效果可以符合要求。在施工中，每天加荷应保持在0.1m左右，以免超出地基结构负载能力之外，使地基结构失稳且不完整。在以后的施工中，堆载的地部面积尽量加大，并比顶部面积小。

2.6 道路限流极其重要

在市政道路建设的过程中，软土层相对于其他类型的土层来说有着相当大的施工难度，想要进一步提升软土地基的施工质量，除了要对软土层进行夯实之外，还应当对其投入使用之后的荷载极限进行设计，避免荷载超过设计范围而造成的地基的沉降，不过伴随着现阶段城市发展速度的加快，市政道路的通车数量以及规模呈现出不断上升的趋势，这将会给软土基地的使用及运营带来非常大的挑战，针对此种情况，应当在市政道路区域内进行严格的车辆限流，对于超过一吨重的卡车都是不允许通过的，通过该条措施的使用能够有效地保证道路的稳定性。

3 结语

总之，高压旋喷桩加固和PTC管桩在市政道路管道及构筑物地基处理中的应用效果是显著的。确定整个市政道路工程施工质量的关键是软土地基的验证和处理技术。今后，软土地基施工技术的应用仍需不断完善和进步。既要严格执行质量安全管理要求，又要保证施工质量，有利于市政道路的发展。随着研究的不断深入，科技的不断进步，软土地基处理技术一定能够更加成熟，处理水平也一定能够得到提高。

参考文献：

[1]周华.软黏土中市政道路管线及构筑物的地基处理技术及应用[D].浙江大学，2019：1-75.