市政工程施工軟基加固技術(shù)分析

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［摘要］新時(shí)期背景下城市化建設(shè)水平不斷提高，市政工程覆蓋范圍隨之增大，市政工程項(xiàng)目建設(shè)期間對(duì)于地基基礎(chǔ)質(zhì)量有著較高的要求，軟土地基屬于一種常見(jiàn)的不良地基情況，軟土加固技術(shù)的應(yīng)用是工程項(xiàng)目建設(shè)的核心技術(shù)內(nèi)容，關(guān)系到市政工程項(xiàng)目建設(shè)整體效果。因此，本文對(duì)市政工程建設(shè)下軟土地基加固的重要性進(jìn)行分析，并探討加固技術(shù)的具體應(yīng)用。

［關(guān)鍵詞］市政工程；軟土地基；地基加固；加固處理

引言

隨著城市化建設(shè)的快速發(fā)展，市政工程建設(shè)水平不斷提高，針對(duì)市政工程建設(shè)背景下所遇到的軟土地基情況，結(jié)合軟土地基自身特點(diǎn)。選擇針對(duì)性的處理技術(shù)具有重要意義。從工程項(xiàng)目實(shí)際情況來(lái)看，軟弱土地基所造成的基礎(chǔ)塌陷、沉降等問(wèn)題是較為嚴(yán)重，因此施工單位應(yīng)該結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，采用正確的地基處理方式，以提高基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)性能，降低由此造成的質(zhì)量缺陷，切實(shí)保證對(duì)市政工程建設(shè)的順利進(jìn)行。

1市政工程軟基加固相關(guān)概述

1.1市政工程軟基形成的原因分析

市政工程建設(shè)下，軟基的形成與諸多因素有著緊密聯(lián)系，其主要體現(xiàn)在以下幾方面。第一，自然因素，軟土地基的形成與自然因素有著直接聯(lián)系，由于不同地區(qū)自然環(huán)境、天氣條件、水文地質(zhì)條件有所不同，地基土質(zhì)水平也存在一定的差異性。當(dāng)前地區(qū)如果出現(xiàn)降雨量大、水文地質(zhì)條件差等情況，就有可能產(chǎn)生軟土地基情況，特別是對(duì)于一些晝夜溫差較大的地區(qū)，軟土地基的存在會(huì)產(chǎn)生熱脹冷縮的現(xiàn)象。因此，在施工過(guò)程中，施工單位應(yīng)該做好基礎(chǔ)防水處理，針對(duì)當(dāng)前地區(qū)降水情況做好監(jiān)測(cè)，選擇延展性好的施工材料進(jìn)行基礎(chǔ)作業(yè)，以降低軟弱土地基對(duì)工程項(xiàng)目建設(shè)造成的不利影響。第二，人為因素。除了自然環(huán)境之外，人為因素是造成市政軟基問(wèn)題的主要原因。這主要體現(xiàn)在施工技術(shù)人員專業(yè)素質(zhì)與施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)條件等方面，由于工作人員施工技術(shù)水平較低，在進(jìn)行混凝土攪拌或者地基鋪設(shè)過(guò)程中不具有專業(yè)的業(yè)務(wù)能力。沒(méi)有做好基層清理，也無(wú)法嚴(yán)格按照要求進(jìn)行混凝土澆筑作業(yè)，雖然能夠在短時(shí)間內(nèi)得到一定的承載力要求，但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間之后，基礎(chǔ)就會(huì)出現(xiàn)坑洞、塌落等問(wèn)題，導(dǎo)致工程項(xiàng)目質(zhì)量缺陷。

1.2軟土地基特性分析

從軟土地基土壤情況分析，軟土地基主要由淤泥或淤泥質(zhì)土等結(jié)構(gòu)組成，含有大量的粉土粘土顆粒物質(zhì)，在土質(zhì)結(jié)構(gòu)上具有流動(dòng)性強(qiáng)、沉穩(wěn)量大等特點(diǎn)。從整體情況看，軟土地基特性主要體現(xiàn)在以下幾方面。第一，流動(dòng)性強(qiáng)。軟土地基在長(zhǎng)期荷載作用下，自身的剪切結(jié)構(gòu)會(huì)變發(fā)生一定變化，從而導(dǎo)致基礎(chǔ)沉降或塌陷。第二，含水量大，軟土地基具有較高的含水量這種地基結(jié)構(gòu)不利于基礎(chǔ)內(nèi)部水分有效排出，并且具有透水性差的特點(diǎn)。第三，強(qiáng)度低。軟土地基剪切破壞性較大，受到外部作用或者其他因素影響容易導(dǎo)致軟土基穩(wěn)定性差，在進(jìn)行壓縮或者外力破壞的情況下，極易產(chǎn)生變形。針對(duì)這種情況，施工單位在進(jìn)行軟土地基加固處理中應(yīng)該遵循以下幾方面原則。首先，針對(duì)軟土地區(qū)含水量高的情況，應(yīng)該做好基礎(chǔ)水分排放工作，并且避免在陰雨天氣進(jìn)行施工。其次，改善基礎(chǔ)動(dòng)力性能，避免由于軟土地基流動(dòng)性差的特點(diǎn)，導(dǎo)致基礎(chǔ)坍塌或影響周邊建筑物穩(wěn)定性。另外，提高基礎(chǔ)強(qiáng)度和承載力，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況做好施工工序的安排，有效進(jìn)行開(kāi)挖、加固處理、防排水等工作。

1.3市政工程施工中軟基加固技術(shù)應(yīng)用的重要性

通過(guò)對(duì)軟土地基加固處理技術(shù)進(jìn)行分析，其作用主要體現(xiàn)在以下幾方面。第一，保證施工作業(yè)安全，軟土地基自身承載力較差，在工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，如果不能進(jìn)行有效的處理，勢(shì)必會(huì)造成相應(yīng)的質(zhì)量缺陷或安全問(wèn)題，比如路面塌陷、裂縫等。這不僅導(dǎo)致工程質(zhì)量達(dá)不到要求，還會(huì)影響正常交通出行，增加交通事故發(fā)生概率。第二，節(jié)約成本。市政工程基礎(chǔ)建設(shè)需要承載較大的交通壓力，在相關(guān)建設(shè)上需要投入大量的人力、物力資源，如果軟土地基承載力達(dá)不到要求就有可能造成后期維護(hù)成本較高的現(xiàn)象。因此，施工單位應(yīng)該注重軟土地基加固的合理應(yīng)用，以提高地基強(qiáng)度，延長(zhǎng)工程使用壽命，降低后期維護(hù)成本。第三，有效處理滲透問(wèn)題，受到地區(qū)條件影響，特別是陰雨天氣，地基基礎(chǔ)長(zhǎng)期處于浸泡積水的狀態(tài)，承載重量會(huì)受到嚴(yán)重影響，做好軟土地基加固能夠改善這種情況，提高地基排水能力，有效解決滲透問(wèn)題。與此同時(shí)，軟基加固處理能夠提高市政基礎(chǔ)建設(shè)水平，保證工程項(xiàng)目建設(shè)能夠符合設(shè)計(jì)使用功能與安全質(zhì)量指標(biāo)要求。

2市政工程施工中的軟基加固技術(shù)分析

2.1排水固結(jié)技術(shù)

排水固結(jié)對(duì)于軟土地基含水量高、地層不穩(wěn)定的情況能夠起到很好的改善作用，排水固結(jié)主要技術(shù)原理是在軟土地層中設(shè)置相應(yīng)的排水措施，以此保障軟土地基中的水分能夠有效的排出，從而提高地基穩(wěn)定性和承載能力。從當(dāng)前來(lái)看，排水地基主要體現(xiàn)在降水預(yù)壓、真空預(yù)壓、沙井堆載等方法。降水預(yù)壓技術(shù)主要是通過(guò)井點(diǎn)抽水的方式，降低地下水位以提高土壤強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)預(yù)壓加固的效果，這種技術(shù)方法能夠在很大程度上降低對(duì)土層的破壞，以保證施工項(xiàng)目建設(shè)的順利進(jìn)行。真空預(yù)壓是通過(guò)砂墊層覆蓋保溫膜，從而使地層與大氣達(dá)到隔離效果，利用真空裝置抽取其內(nèi)部的空氣，達(dá)到加固預(yù)壓的作用，這種方法技術(shù)應(yīng)用對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)局限性較大，市政工程施工處理中還應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況，做好相應(yīng)的選擇。沙井堆載預(yù)壓主要是通過(guò)相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備對(duì)土質(zhì)顆粒進(jìn)行壓實(shí)作用，改善軟土地層飽和性土特征，達(dá)到快速加固的效果。由此可見(jiàn)，排水固結(jié)技術(shù)的應(yīng)用能夠轉(zhuǎn)變軟土地基含水量大、流動(dòng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，通過(guò)加固措施改善土壤結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)加固效果。

2.2換填加固法

換填加固技術(shù)，顧名思義就是對(duì)當(dāng)前不良的軟弱土地層進(jìn)行挖取，然后填上符合設(shè)計(jì)要求與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的填料，并進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)，以保證當(dāng)前地基土質(zhì)條件能夠符合項(xiàng)目建設(shè)要求。由于不良軟土結(jié)構(gòu)不能滿足施工現(xiàn)場(chǎng)建設(shè)要求，對(duì)于換填加固的方法可以取得不錯(cuò)的效果，但是由于換填技術(shù)工程量大，人員、設(shè)備投入大，施工成本較高，適用于軟弱土層較淺的情況，在具體應(yīng)用中施工單位需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況確定是否選擇換填施工技術(shù)。換填加固方法的應(yīng)用能夠進(jìn)一步提高基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的耐腐蝕能力和地基承載能力，通過(guò)不良土的替換改善原軟土地基滲水性差的弱點(diǎn)，避免施工中由于土壤結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定所造成的沉降、塌陷等質(zhì)量缺陷，與此同時(shí)，換填加固技術(shù)還能夠提升路基結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)壓縮固化的效果。

2.3灌漿法

灌漿法施工技術(shù)的應(yīng)用需要依托相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備，對(duì)地層進(jìn)行鉆孔作業(yè)并注入提前預(yù)制好的固化漿液，以水泥漿液為主。在地層中鉆孔注入注漿使?jié){液與軟土地基土質(zhì)形成有效的結(jié)合，通過(guò)固化漿液轉(zhuǎn)變?cè)熊浲恋鼗Y(jié)構(gòu)，形成有效的加固效果。在施工前，施工單位需要做好現(xiàn)場(chǎng)全面分析，在灌漿施工過(guò)程中加強(qiáng)質(zhì)量控制，保證漿液灌注的有效性，并做好輔助設(shè)備灌漿后的清理與保養(yǎng)工作，切實(shí)提高軟土地基加固的整體效果。

2.4水泥粉煤灰碎石樁

（CFG樁）CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡(jiǎn)稱（即cementfIying-ashgravelpile）。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘結(jié)強(qiáng)度樁，和樁間土、褥墊層一起形成復(fù)合地基。CFG樁復(fù)合地基通過(guò)褥墊層與基礎(chǔ)連接，無(wú)論樁端落在一般土層還是堅(jiān)硬土層，均可保證樁間土始終參與工作。由于樁體的強(qiáng)度和模量比樁間土大，在荷載作用下，樁頂應(yīng)力比樁間土表面應(yīng)力大。樁可將承受的荷載向較深的土層中傳遞并相應(yīng)增加了樁間土承擔(dān)的荷載。這樣，由于樁的作用使復(fù)合地基承載力提高，變形減小，再加上CFG樁不配筋，樁體利用工業(yè)廢料粉煤灰作為摻和料，大大降低了工程造價(jià)。復(fù)合地基設(shè)計(jì)中，基礎(chǔ)與樁和樁間土之間設(shè)置一定厚度散體粒狀材料組成的褥墊層，是復(fù)合地基的一個(gè)核心技術(shù)?；A(chǔ)下是否設(shè)置褥墊層，對(duì)復(fù)合地基受力影響很大。若不設(shè)置褥墊層，復(fù)合地基承載特性與樁基礎(chǔ)相似，樁間土承載能力難以發(fā)揮，不能成為復(fù)合地基?；A(chǔ)下設(shè)置褥墊層，樁間土載力的發(fā)揮就不單純依賴于樁的沉降，即使樁端落在好土層上，也能保證荷載通過(guò)褥墊層作用到樁間土上，使樁土共同承擔(dān)荷載。水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）法適用于處理粘性土、粉土、沙土和樁端具有相對(duì)硬土層、承載力標(biāo)準(zhǔn)值不低于70KPa的淤泥質(zhì)土、非欠固結(jié)人工填土等地基。

2.5水泥土攪拌樁

水泥土攪拌樁是用于加固飽和軟黏土地基的一種方法，它利用水泥作為固化劑，通過(guò)特制的攪拌機(jī)械，在地基深處將軟土和固化劑強(qiáng)制攪拌，利用固化劑和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的優(yōu)質(zhì)地基。加固深度通常超過(guò)5m，干法加固深度不超過(guò)15m，濕法加固深度不超過(guò)20m。用回轉(zhuǎn)的攪拌葉片將壓入軟土內(nèi)的水泥漿與周圍軟土強(qiáng)制拌和形成泥加固體。水泥與軟土采用強(qiáng)制機(jī)械拌和后形成水泥土，它是基于水泥與軟土的一系列物理和化學(xué)的反應(yīng)過(guò)程。水泥土攪拌樁的施工工藝分為漿液攪拌法（以下簡(jiǎn)稱濕法）和粉體攪拌法（以下簡(jiǎn)稱干法）。適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、素填土、軟—可塑粘性土、松散—中密粉細(xì)砂、稍密—中密粉土、松散—稍密中粗砂和礫砂、黃土等土層。不適用于含大孤石或障礙物較多且不易清除的雜填土，硬塑及堅(jiān)硬的粘性土、密實(shí)的砂類土以及地下水滲流影響成樁質(zhì)量的土層。當(dāng)?shù)鼗恋奶烊缓啃∮?0%（黃土含水量小于25%）、大于70%時(shí)不應(yīng)采用干法。寒冷地區(qū)冬季施工時(shí)，應(yīng)考慮負(fù)溫對(duì)處理效果的影響。水泥土攪拌法用于處理泥炭土、有機(jī)質(zhì)含量較高或pH值小于4的酸性土、塑性指數(shù)大于25的粘土或在腐蝕性環(huán)境中以及無(wú)工程經(jīng)驗(yàn)的地區(qū)采用水泥土攪拌法時(shí)，必須通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)和室內(nèi)試驗(yàn)確定其適用性。水泥土攪拌法可采用單頭、雙頭、多頭攪拌或連續(xù)成槽攪拌形成水泥土加固體；濕法攪拌可插入型鋼形成排樁（墻）。加固體形狀可分為柱狀、壁狀、格柵狀或塊狀等。擬采用水泥土攪拌法處理地基的工程，除按現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定進(jìn)行巖土工程詳勘外，尚應(yīng)查明擬處理土層的pH值、有機(jī)質(zhì)含量、地下障礙物及軟土分布情況、地下水及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律等。

2.6振沖置換樁

振沖置換法，是指加固軟粘土地基時(shí)利用振沖器反復(fù)水平振動(dòng)和沖水的作用，在加固土體中成孔，并振填碎石，形成碎石樁，構(gòu)成碎石與加固土體的復(fù)合地基。碎石樁自身強(qiáng)度高于加固土體，并可發(fā)揮一定排水作用，加速土體固結(jié)的方法。振沖置換法的適用土質(zhì)主要是粘性土，有時(shí)還可用來(lái)處理粉煤灰。當(dāng)然在砂土中也能制造碎石樁。但此時(shí)擠密作用的重要性遠(yuǎn)大于置換作用。在制樁過(guò)程中，填料在振沖器的水平向振動(dòng)力作用下擠向孔壁的軟土中，從而樁體直徑擴(kuò)大。當(dāng)這一擠入力與土的約束力平衡時(shí)，樁徑不再擴(kuò)大。顯然，原土強(qiáng)度越低，也就是抵抗填料擠入的約束力越小，造成的樁體就越粗。如果原土的強(qiáng)度過(guò)低（例如剛吹填的軟土），以致土的約束力始終不能平衡使填料擠入孔壁的力，那就始終不能形成樁體，這樣本法不再適用。土的強(qiáng)度至少要有多少才能成樁，尚無(wú)定論。對(duì)于軟粘土，可取20kPa。

3結(jié)語(yǔ)

綜上所述，市政工程建設(shè)中做好地基加固處理能夠提高基礎(chǔ)質(zhì)量，延長(zhǎng)市政工程使用壽命。在市政工程項(xiàng)目建設(shè)中，施工單位應(yīng)該結(jié)合不同的地理環(huán)境和施工特點(diǎn)，選擇相對(duì)應(yīng)的地基加固方法，以確保軟土地基加固效果，提高基礎(chǔ)質(zhì)量安全。與此同時(shí)，施工單位應(yīng)該結(jié)合軟土地基加固處理?xiàng)l件，選擇適當(dāng)?shù)奶盥癫牧希ＷC軟土地基不良土質(zhì)情況得到有效處理，提高我國(guó)市政工程項(xiàng)目建設(shè)的整體水平。

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作者：王龍發(fā) 單位：福建昱勛建設(shè)有限公司