市政道路施工中软土路基施工处理分析

2020-12-20于恒福临沂市政集团有限公司

门窗 2020年3期

关键词：软土套管土层

于恒福临沂市政集团有限公司

1 引言

市政道路施工中，软土路基较为常见，特别是道路周围含有湖泊、河流等时，导致路基含水量较高，路基的稳定性不足，会影响上方道路施工质量，最终导致道路出现沉降现象，影响其使用年限，甚至可能导致交通事故。因此，在施工之前，对软土路基的处理十分重要。

2 市政道路软基特点

2.1 特点

通常而言，市政道路的软基具备三种特点：第一，结构均匀度不足，软基内土壤强度低、密度不均匀，可能致使路基内部受力不均匀，在持续荷载的状态下，破坏路面。第二，软基的压缩性高，内部水分含量高，导致软基具有较强的压缩性能，难以承受道路荷载，产生坍塌或者变形等问题。第三，软基的透水性能不足，导致内部滞留大量水分，渗透到施工材料内部，影响材料性能，导致施工质量难以达到要求，因此，处理过程需重点落实排水工作。

2.2 常见病害

市政道路施工过程，对软基的处理不规范时，可能道路出现三种病害：其一，路基失稳，对软基处理不当时，受到地下水位的渗透和侵蚀等影响，将路基内部掏空，导致路基失稳；其二，路面开裂，软基问题严重时，可致使路面积水向路基内部渗入，同时，在高温天气下，内部水分蒸发，加剧开裂问题；其三，路面沉降，路面长期使用过程，受到车辆荷载，当路基稳定性不足时，就会发生沉降问题，造成交通事故。

3 市政道路中软土路基的处理方法

3.1 排水固结

市政道路处理环节，使用排水固结的方法主要原理为，排出路基孔隙内的水分，缩小内部孔隙的体积，进而强化地基。使用此方法需要注意以下几点：第一，合理设置排水坡以及水砂垫层，在加固之前，及时将路基周围的杂物、草皮等展开清理，并在路基设置坡度≥3%的路拱，严格控制砂石等材料质量，确保路基密实度和要求相符。第二，在施工材料的选择方面，选择耐水性强、透水好、韧性强的砂袋，使用聚丙烯材质的编织布作为辅料，辅料长度高于井深200cm。砂料具备较高的渗水率，可使用干燥粗砂，控制其含泥量＜3%[1]。第三，精准定位机具，按照砂井的间距综合确定。施工过程按照砂井直径选择套管、桩尖。注意管径选择的合理性，不可过大或者过小，在套管上画线标记，定位套管时使用起吊设备，之后将套管直接向桩帽当中送入。第四，打入套管环节，先将其吊起、定位，之后进行捶打。在初锤环节，需要力度轻缓，防止套管产生倾斜问题，待套管趋于稳定之后，合理控制捶打频率，预防锤击过深问题。第五，施工环节使用的砂袋需专车运输，不可在地上拖拽。卸载砂袋环节，先将其吊起，之后从套管端部放入，防止砂袋出现破损、扭曲等问题。第六，套管拔出过程，需先将激振器启动，之后缓慢提升套管，注意不可放松吊绳，防止套管发生下坠问题，损坏砂袋，待套管吊起高度＞0.5m之后，重新击打地基，排除内部水分，实现对地基加固。

3.2 换填施工

市政道路项目中，处理软土路基过程，换填法为重要技术类型，主要原理为使用高强度、高渗水性能土质将软土全部替换。在路堤高、软土层厚的情况下需要做好分析工作，在施工过程需要注意以下问题：第一，从加固原理出发，应保证垫层能够承受上方路面较大的应力，将小应力分布在软土层上，按照道路应力分布特点进行加固。第二，从换填作用角度分析，目的为消除软基的膨胀作用，控制冻胀问题发生，提升土层固结速度，降低路基沉降量。第三，从施工要点分析，需要完全将软土层进行换填，全部开挖与换填适合应用在厚度＜3m 的软土层，要求路基填筑迅速完成。待软土层开挖施工全部结束之后，进行砂砾层的填筑工作。在换填料选择方面，应保证材料透水性良好，可选择承载力、透水力较强的砂砾。

3.3 水泥喷粉桩

此方法为市政道路处理软土路基的常见方法，处理过程，可利用搅拌桩强度优势，控制软土层对施工产生的影响。同时此方法的成本消耗不高，适用于淤泥土、粘性土以及粉质土当中。应用此方法时，需要对搅拌桩进入深度精准计算，在地基内部添加石灰、水泥等材料作为固化剂，同时使用搅拌机械将固化剂与地基搅拌均匀，保证地基内软土层可均匀硬结，有效提升地基强度，保证后续施工顺利进行。施工过程重点确定固化剂用量，通常而言，市政道路的软土地基常用的固化剂为水泥，当水泥的标号较高时，柱体强度也就越高。同时，软土路基通常要求桩体的强度达标，当强度＞1.5MPa时，可选择标号为42.5 水泥。而硬土路基对于桩体强度相对较低，当强度＜1.5MPa 时，可使用标号为32.5 的水泥。固化剂掺入比确认方面，需要合理控制。通常掺入比越高，路基强度越大。此外，需要注意，当固化剂的掺入比＜5%时，水泥材料的强度较低，不利于形成高强度路基[2]。

3.4 其他技术

除上述地基处理技术之外，还有二种常用技术类型：其一，砂地层处理技术，此技术应用环节在软土路基上方敷设砂层，控制砂层厚度为0.5m～1.2m之间，适合应用在软土层薄、含砂量大、工期长、运途短的道路工程当中。同时，使用此方法可较好地改善路基，注意砂砾材料需具备良好透水性能。其二，挤密碎石技术，此方法适合应用在松散土、人工填土和软土等道路路基强化的工程当中。在软基内部打入管桩，之后向其中加入碎石，使用机械压紧，达到加固路基目的。

4 项目案例

4.1 项目介绍

本项目为市政道路工程，路基当中大多为粉土、黏土，施工路段地下水位较高，导致路基的持力层性能较弱。经综合分析之后，确认使用水泥喷粉桩处理软基。要求处理之后复合路基的承载能力达到140kPa，沉降量和规范相符，压缩模量为5.8MPa，桩体需深入粘土层内部1.25m。

4.2 技术应用

该项目中，对软土路基的处理需注意如下要点：

第一，科学设计桩体和试桩，由于工程要求喷粉桩需深入粘土层1.25m，因此，需保证喷粉桩的有效长度为5.0m～7.0m。选择标号32.5的水泥，掺入比控制在20%，单独桩的喷粉量为60kg。控制重复搅拌长度为1.5m，先使用三挡钻入，待电流强度至80A时，切换为二挡钻入，控制钻深≥1.0m，保持电流强度处于40A～60A 之间。施工过程需要先行试桩，该项目试桩个数为4个，深度7.0m时，可喷粉到地下0.5m位置。

第二，施工流程的控制，先放线测量，施工之前，将路基内部淤泥全部挖出，使用粉土回填，整平基础，定位桩位，测量桩位的地面高程，并将喷粉桩体的有效长度计算出来，校核准确之后展开施工。钻机地位，同时喷粉搅拌到设计桩长，当钻进深度为1.5m 时，开始重复搅拌，此时可将空压机关闭。按照土层条件、设计要求等确认喷粉桩各项参数，保证喷粉量在55kg/m～65kg/m，压力0.24MPa～0.45MPa，钻进速度为0.80m/min～1.48m/min。施工过程，控制桩位水平偏差处于-15cm～15cm 之间，垂向偏差在-10cm～10cm。利用钻杆对搅拌深度加以控制，并通过钻头控制钻径，利用单桩控制法控制灰量，将喷粉量设计基础值乘以1.1，确保喷粉均匀，使用“两喷三搅拌”的工艺，合理安排施工顺序。在桩端的加强处理方面，为提升其承载性能，导致荷载变形，可在桩端500mm～1000mm 的位置使用“复喷”工艺，在第一次喷粉，第二次搅拌之后重复一次搅拌，此时不增加水泥的用量。