软基处理技术在市政公路施工中的应用

王媛

摘要：市政工程施工建设中，如何应对软土环境一直以来都是施工难点。通过运用有效的软土地基施工技术，可以通过技术方式改善软土层结构和性质，从而使其满足施工要求。本文根据笔者工作实践，结合实际案例，对软基处理技术在市政公路施工中的应用进行了分析和探讨。

关键词：软基;处理;技术;市政;公路;施工

1概况

位于某市政道路为所在城市主干道，设计宽度50m，工程范围内地层由上至下依次为4.0～5.0m厚的夹粉砂薄层流塑状淤泥质粉黏土层，6.0～7.0m厚的流塑状局部含砂淤泥层，9.0～10.5m厚的软塑～可塑状粉质黏土层，厚5.0～6.0m的稍密～中密黏土层。地下水以浅部和深部孔隙水为主，潜水量少，且地下水水位在降雨及气候变化的影响下变幅较大，并对混凝土结构无腐蚀性。本市政工程地基内杂填土结构疏松，且淤泥质土均呈软塑～流塑状，粉砂细砂饱和松散，无法满足路基结构稳定性要求。为提升土基强度及变形模量，保证路基结构稳定，在进行路面施工前必须加强软基处理。

2施工方案设计

2.1加固方式选择

考虑到本市政工程软基杂填土孔隙率较大，可灌注性良好，因此可以采用灌浆加固处理措施，通过灌浆施工使水泥或其他加固性浆体渗透、充填、压密扩展后在软弱地层中形成浆脉。考虑到本市政工程软基中土体分布不均匀，采用钻孔方式向其软基土层中施压并灌入事先制备好的浆液，可通过浆液的向外扩张作用形成圆柱状浆体结构，挤压充填周围软基，并使浆体四周的软基在剪切破坏作用下形成塑性变形区域，而距离浆液较远的土体则表现为塑性变形，使整个软基密度显著提升。与此同时，通过灌浆加固还能进一步渗透土体裂缝，并随既有裂缝结构而在软基土层中形成错综复杂且薄厚不一的片状、块状、条状浆体，待其充分固结硬化后形成桩柱体。这种桩柱体和压密的地基土便构成复合地基，能有效控制软基进一步沉降，提升市政道路路基结构的承载力与稳定性。

2.2灌浆参数确定

2.2.1灌浆段

按照设计，灌浆加固后本市政工程软基杂填土、淤泥质土、粉细砂及复合地基承载力应分别达到130kPa、100kPa、110kPa和130kPa。本工程杂填土均质性差、孔隙率变化大、理论耗浆量难确定，为保证灌浆施工效果，对于杂填土不能单纯通过理论耗浆量予以控制，并将本工程灌浆段划分为杂填土段和淤泥质土、粉细砂段两个部分。浆液采用按两种配方制备的纯水泥浆，两个灌浆段浆液设计水灰比分别为0.5和0.75，考虑到局部孔隙率较大的杂填土段所需浆液量较大，应通过水泥∶细砂∶拌和用水=1∶1∶0.75的水泥浆液灌注以控制灌浆量。

2.2.2灌浆孔孔距

因本市政工程软基杂填土均质性差、孔隙率和渗透系数难控制，故浆液扩散半径也无法通过理论公式确定，结合类似工程实践经验将浆液扩散半径暂定为1.5m，并根据本工程现场灌浆试验结果进行进一步调整优化。

2.2.3灌浆压力

考虑到注浆压力主要受土体容重、初始应力、孔深、注浆施工次序等因素的影响，且本工程软基土体相关参数变化大、确定困难，因此灌浆压力主要通过灌浆试验予以确定。试验得出的两个灌浆段灌浆压力分别为0.1～0.2MPa和0.3～0.4MPa，并应根据灌浆施工实际进行适当调整和优化。

3灌浆加固处理技术的应用

3.1施工工艺

在正式施工开始前必须严格按照设计要求准备施工机械机具和材料到场，并按照灌浆试验所确定出的施工参数进行注浆孔位、排位测放，调整注浆压力，确定浆液扩散半径等，完成施工准备后按照“钻孔→下注浆管并封堵孔口→浆液搅拌并灌注→浆液凝结成孔”的次序施工。钻孔施工采用Ф110mm钻头及冲击成孔的方式钻进，在本工程杂填土软基段钻进时为避免出现孔壁不稳，应同时下入导管护壁;在淤泥质粉土、粉细砂土段钻进时除应下入导管护壁外还应通过捞砂筒取砂成孔。将长度0.8～1.2m且下端封口的孔径Ф8.0mm的花管设置在灌浆管下端，为防止流沙涌入花管影响灌浆施工，还应按设计要求将一层软橡皮捆扎在花管外壁。待成孔至设计深度后下灌浆管，并将水泥袋放入孔底接触孔壁起到包裹灌浆管的目的。先将设计水量注入搅拌筒内，开动搅拌机后再分数次加入强度等级42.5的普通硅酸盐水泥，拌和3～5min后将浆液过滤网漏入储浆筒。灌浆时采用封闭孔口后由上至下的分段式灌注至设计孔深。注浆段具体长度主要根据本工程软基中的杂填土、淤泥质粉土、粉细砂等土层厚度确定，并按照2～3次升压方式控制注浆压力。灌浆施工过程中若出现冒浆等问题，必须调低注浆压力，并增大浆液黏稠度，同时将单位时间内的吸浆量严格控制在30～40L/min以内以进行限量注浆，如果上述措施不奏效，则应立即停灌，在浆液中按设计要求掺砂或水玻璃提升浆液黏稠度，并等15～20min后再恢复灌注。注浆结束30min后将孔口封堵物全部取出，再将砂石投入注浆孔内直至水稳层顶面，24h后补灌水灰比0.5的浆液并浆液顶面与水稳层顶面齐平后结束施工。

3.2施工效果

检验本市政工程532个注浆孔，孔段总长度2948.2m，耗费浆液量910.82t，平均每孔注浆量1.712t，且第Ⅰ序孔耗浆量大于第Ⅱ序孔。根据总注浆量和单位孔注浆量数据来看，软基土体孔隙率大幅度降低，加固施工效果优良。

3.2.1静载试验待

本工程施工结束15d后，选择有代表性的5个孔位进行0.5m2复合地基压板靜载试验，并待软基顶面单点载荷量超出140kN后停止加载，所得到的实际沉降量最大值为7.25～9.50mm，沉降量均值为8.35mm。静载试验结果表明，试验孔位地基土并未达到极限破坏状态，且注浆加固后的复合地基实际承载力达到了设计要求。

3.2.2钻孔取芯

在施工结束半个月后选择12个孔位进行标贯试验和探槽开挖钻孔取芯检验，其中6个检测孔与灌浆点相距0.5m，另外6个测孔与灌浆孔相距1.0m。钻芯取样结果显示，本市政工程杂填土注浆加固后存在较多的水泥结石，且结石大多与周围土体紧密胶结;而淤泥质土体内水泥结石大多呈团块状。对所取芯样进行土工试验后发现，原先松散的软土密实度显著增加，状态也从未加固处理的松散状转变为胶结密实状。标贯试验所提供的数据表明，注浆加固后的杂填土平均击数12.1击且密实度优良，粉细砂土击数从5击增加至15击后承载力也从100kPa增大至155kPa。探槽开挖剖面显示的杂填土体结构中水泥结石主要呈片状、带状和条状，平均厚度在2.0～5.5cm之间，共同构成路基硬壳结构。

4结语

通过本文对某市政工程软基灌浆加固技术的分析表明，灌浆加固技术在处理市政道路软土地基方面技术上可行，经济上合理，并能有效提升软土地基的承载力和稳定性。灌浆加固施工技术成功的关键在于灌浆方案设计及施工参数确定是否合理，灌浆施工参数的确定困难而复杂，通过现场灌浆试验确定出参数理论取值后还必须结合工程实际进行调整和优化。本市政工程软基灌浆加固施工效果检验结果表明，灌浆范围内的杂填土、淤泥质粉土及粉细砂等软基土体孔隙均得到有效填充、挤密和置换，路基承载力显著提升，沉降也得到有效控制。

参考文献：

[1]常鹏，王亚.试论市政道路施工中软基加固技术[J].居舍，2020（35）：37-38.

[2]高雪松.市政道路工程软土路基施工技术探讨[J].中阿科技论坛（中英文），2020（12）：62-65