市政路桥施工中的软基加固技术分析

臧洪东 ZANG Hong-dong

（北京华顺德电力工程有限公司，北京 100000）

0 引言

由于软土地基的承载性能差、强度低，所以在市政路桥工程建设期间是十分重要的施工项目。针对软土地基的特殊性能，在施工过程中需要根据实际情况采取合适的加固技术对其进行加固处理，通过科学有效的加固技术可提高软土地基的承载力，增强各性能指标，提升整体桩基结构的稳定性。因此，工程负责人和施工人员应对软土地基的处理方式加以重视，充分了解各项加固技术的应用要点，提高市政路桥工程的施工质量，保障路桥工程的安全性，为后续顺利通车奠定基础。

1 市政路桥工程软土地基的主要特点

1.1 强度性能低

由于软土地基内部的孔隙较大，所以空气中的水分极易渗透到地基内部结构中，进而导致软土地基中的含水量过大，降低了软土地基的强度。因此，工程负责人应针对这一问题制定相应处理措施，提高软土地基的强度，保证软土地基项目的稳定性，以防影响到路桥工程的质量，避免市政路桥工程在后续建设、使用时发生坍塌、沉降等问题。

1.2 流变性能强

如若对软土地基只是采取简单的方法进行处理的话，那么软土地基在后续受到外力和重力的双重作用下，便会出现不同程度的变形情况。而软土流动是严重影响地基承载力的问题，一旦发生软土流变现象，那路桥工程也会随之发生沉降等问题。所以，还需结合实际情况，选择合适的加固技术改善软土流变问题，采取有效的处理方式对软土地基进行加固，避免软土发生流变、液化等现象，消除软土地基中的安全隐患，为后续施工建设奠定坚实基础。

1.3 抗剪能力弱

软土地基的抗剪能力较弱，主要是因为软土地基的孔隙大、含水量高，并且软土地基的成分基本是由粘土粒和粉土粒组合而成，所以软土的粘性相对较低，在遭受外部压力时很容易出现压缩变形等问题，进而影响到路桥工程的整体质量[1]。如若不及时对软土地基采取加固处理，那么在建设期间，路桥工程很容易发生塌陷或断裂等现象，这不仅破坏了整体路桥工程，还威胁着现场工作人员的生命安全。

2 市政路桥工程软土地基应用加固技术的前期准备

2.1 勘查桩基

为了保证软土地基的稳定性，在应用加固技术前应先对桩基进行勘查，充分了解工程实际情况。在勘查桩基的过程中，施工人员需要先判断桩身的打入时间，通常桩身的稳定性在桩基施工后的14天左右便会保持稳定，检查数量最少在3根及以上，并且还应检查段桩和空隙间的连接度，确保其符合工程要求。由于路桥工程对结构承载力要求较高，所以也可利用低应变方法对桩身进行检查，其主要是通过反射波原理对桩身结构的稳定性进行勘查，但这种检测方式需要一定量的桩基才能保证检测结果的准确性，一般将桩基的检查数量控制在总桩基数量的25%左右[3]。

2.2 挖掘施工场地

由于桩基处于软土地基中，所以桩基周围的地表土体大多会发生位移现象，然而随着桩基下沉，勘查桩基的深度也要随之改变，同时也会降低地表土体的密实度。为了避免这种现象，勘查人员应将勘查桩基的位置控制在距离桩芯2.5m左右的位置，并且地表土体的位移距离应控制在2mm之内，由此才能保证检测结果的科学性及精准度。

此外，在施工过程中桩基的土压力会产生一定变化，因此还需严格控制挤土压力，常见的检查土压力的方式有打孔和埋设土压力盒等两种。其中，打孔的最佳位置是在距离桩芯1.5m处，埋设每个土压力盒的间距应控制在2.5m，并且需要按照垂直方向进行埋设，通过这种方法不仅能准确测量出挤土压力的大小值，还能让施工人员实时掌握桩基下沉的实际情况，有利于施工人员采取相应措施进行处理。

3 市政路桥工程软土地基加固技术的应用分析

3.1 置换技术

置换技术是市政路桥工程施工中对软土地基进行加固的一种常见形式，其在应用过程中结合了换填法和抛石挤淤法，主要对处于浅层的软土地基进行加固。其中，在应用换填法加固技术前，施工人员要先将路基内部的多余软土进行处理，再将高强度的砂石和碎石等材料填充至软土地基中，其多应用在淤泥土质及湿陷性黄土等地基结构中。在填充过程中施工人员要依照施工现场的实际情况，做好分层填充并压实的工作，确保置换效果能达到加固目的。

当市政路桥工程的软土层达到3～4m时便可利用抛石挤淤法进行加固操作。在应用期间中，施工人员需要利用片石的自身重量将其进行投掷，使其与上部分软土层压实严密，由此将部分多余淤泥清除。这种方法操作简单、快捷，能有效提高施工效率，并且加固效果十分明显，因此，多应用于土层薄弱且没有硬壳存在的软土层项目中。

3.2 强夯加固技术

强夯加固技术在应用过程中主要是通过动力对软土地基进行加固，其成本低、加固效果好，多应用在大面积软土层或工期紧张的项目工程中。在正式施工操作前，施工人员需要对施工现场进行试夯，根据试夯结果分析出强夯的具体数据，明确施工工艺，确保强夯质量。据了解，强夯加固技术可通过冲击荷载来压实土体间的空隙，使其土质密实，由此便可提高地基强度。并且，当地面受到冲击力的作用后便会发生沉降现象，每夯击一遍地面便会沉降约0.5～1.0m左右，但是经过夯实后的地基承载力则会提高至少3倍。由此可见，强夯加固技术对软土地基有着较为明显的加固作用。

另外，还要对桥涵土质进行全面分析。由于路桥工程在使用过程中不仅需要满足行车需求还要保证来往行人的安全，因此，需要确定其土质是否是高饱和度土层，如若土层饱和度达不到建设需求，那么施工人员则需要将特定比例的高饱和度物质混入砂土层中，再对其进行强夯。在强夯加固施工期间，试夯参数的准确性是保证强夯加固质量的关键，在试夯过程中大多会选择12t的夯锤，夯击至少5次左右，这样一来才能确保试夯数据的准确性和科学性[4]。但需要注意的是，施工人员如果发现软土地基中存在较厚的淤泥层，那么便不能采取强夯法进行加固，需要选择相对合适的加固技术进行操作，确保满足加固目的，避免路桥工程的地基受到不良影响。

3.3 真空预压加固技术

在应用真空预压加固技术前，施工人员需要将密封膜铺设到软土地基表面，再借助相应的真空设备对其进行适当处理，这样一来砂垫层和土体垂直排水通道间便会形成一定的负压体系，促使地基结构的孔隙水分能够快速排出，进而达到土体固结、提高地基强度的效果。在长时间建设以及投入使用的过程中，地基表面的真空度还会愈发明显，其可通过排水板向周围土体进行扩散并施展真空作用，能保证将深部土体中的水分排出。在应用过程中，随着土体水分被大量排出，土体中的负超静孔隙水压力便会被逐渐消耗，与此同时土体中的有效应力及加固效果便会不断深化，由此便可达到加固目的。

3.4 翻挖回填技术

在对市政路桥工程软土地基进行加固施工时，最直接的方式便是翻挖回填技术。施工人员需要先对软土地基进行处理，将不良土体挖除，如大石块或淤泥等，再依照工程建设需求选择合适的粗粒土回填材料，当地基中的含水量达到最佳标准时便可将粗粒土填料分层回填至软土地基中，同时进行压实工作。通常，在对土方进行回填时，分层铺设的厚度应控制在30cm之内，但是在土石混填的情况下，铺设厚度则应该在40cm以内。所以，施工人员需要结合路桥工程的实际情况，决定回填厚度，确保软土地基加固施工的质量。

3.5 粉煤灰碎石桩加固技术

此技术主要是在水泥中掺入碎石以及粉煤灰等材料，再利用搅拌机将固化材料灌注至软土地基中，使其形成高强度的桩，进而增加软土地基的稳定性及牢固性。此项技术具有很强的流动性，操作流程简单、不会损耗过多的建筑材料，并且打造的桩结构十分稳固。因此，被广泛应用在软土地基加固施工项目中[5]。但在实际应用过程中，还需要注意输送管道的堵塞情况，在混凝土泵送过程中，由于泵送的软管弯曲度较小，所以混凝土在输送过程中的流动速度缓慢，在这种情况下便很容易发生堵管现象。为了避免影响软土地基的加固效果，施工人员还需时刻注意软管的流畅性，如若发生堵管现象，应该及时采取相应措施进行处理，以防拖延后续施工进度。除此之外，在应用粉煤灰碎石桩加固技术时，施工人员应严格控制粉喷桩的转速及承重压力等相关参数，确保技术应用的科学性和有效性。

3.6 排水固结技术

软土地基的内部结构中都含有大量水分，并且长期处在暴露环境中能快速吸收空气中的水分或雨水，而过量的水分便会降低地基的稳定性。所以，施工人员可以针对这一问题采取排水固结技术对其进行处理。在加固过程中，施工人员可将塑料排水板横向或竖向铺设在软土地基中形成排水柱，再通过施加预压负荷力将软土地基中的水分快速排出至提前挖设好的水道内，而常见的排水固结设备有砂井排水和塑料管排水等，预压负荷力则利用真空预压法（如图1）、降水预压法以及堆载预压法三种加压方式[6]。当地基结构中的水分被大量排出后，其稳定性及抗剪强度也会随之增加，这样便可保证后续工程的牢固性和安全性。在施工操作前，工程设计师应对土质沉降量和地基稳定性的相关数据进行分析、计算，如若计算结果不符合建设要求，那么需要先调整排水固结结构后，对其进行复算，确保复算结果满足工程建设需求。

图1 真空预压法示意图

此外，还应根据实际情况决定塑料管的排水量、规格以及排水范围，保证塑料管的排水效果能达到排水要求。由于塑料排水板的材料成本较低，具有很强的经济性和实用性，所以，还有利于建设企业控制工程成本，提高其经济效益，也因此被广泛应用在软土地基加固施工项目中。

4 加强市政路桥工程软土地基加固技术的质量管理措施

4.1 建立完善的施工责任制度

为了保证市政路桥工程的施工质量，工程负责人应先建立完善的施工责任制度，明确施工操作的规范性及标准性，结合相关法律法规增强制度的严肃性及震慑力。在路桥工程软土地基加固处理过程中，施工人员应严格遵守建筑地基处理的相关标准进行施工操作，结合路桥工程的建设需求及软土地基的实际情况选择合适的加固技术，确保软土地基的加固质量，避免软土地基发生不均匀沉降等安全问题。

4.2 加大质量管理控制力度

在建立完善的施工责任制度的基础上，还需强化质量管控措施，加大质量管理控制力度，工程负责人需要明确施工方向及目标，做好安全管理工作。为了保证路桥工程能够顺利完工，工程负责人可在施工现场成立安全管理小组，选派能力强、专业水平高的技术人员作为小组组长，实行岗位责任制，坚决落实“安全第一、预防为主”的方针，确保各管理人员明确自身监管职责。在施工现场负责安全管理的人员应对所有施工人员进行安全教育工作，提高施工人员的安全意识，规范施工人员的技术操作行为，对于操作不规范的行为应及时告知并纠正，以防因操作不当影响施工质量。

5 市政路桥工程软土地基的案例分析

以温州城南立交桥工程为例，该工程是浙南一带规模最大的互通式立交桥，其为两层苜蓿型互通立交桥，该工程将非机动车道建设在地面，而机动车道则直行通过高架桥以及跨线桥，左右转弯通道要通过四条匝道。其具体位置是温州典型的软弱土地基，浅层地下水分布的厚度较大，其上部为淤泥厚层，下部为粘性土层，淤泥层分布范围广、含水量高、内部孔隙大且抗剪性弱、承载能力差；而粘性土层有可塑性，属于中压缩性，具有一定的承载力和强度。

通过仔细勘察发现，该工程的结构分为梁板式和高填土两种形式，但其60%以上为高填土形式，并且高填土部分采用的是钢筋混凝土的悬臂挡土墙结构（如图2）。因此，工程设计师对挡土墙尺寸、设计荷载以及天然地基沉降量和高填土的沉降量进行了详细计算。当挡土墙断面形式在110m左右时，汽车荷载在74156kN/m，对地基承载力的要求在46130kPa，高填土的荷载在6013kN/m，地基承载力要求则在5518kPa，采用分层总和法计算后，得出沉降量为断面形式110m时，挡土墙沉降量为2cm，高填土则为5cm，断面形式115m时，挡土墙沉降量在4cm，高填土沉降量在8cm。结合最终计算结果，工程设计师决定使用换填法、排水固结法以及桩基础加固技术等处理该工程的软土地基。

图2 悬臂挡土墙结构示意图

为了控制工程成本，工程设计师还对桩基础加固技术进行了比对，选择了更加经济实用的水泥搅拌桩。其与钻孔灌注桩技术相比，性价比更高、成本造价更低。据了解，钻孔桩造价在700元/m3，按直径5377为计算标准，那么每延米为5122元；松木桩的造价在200元/m3，按其直径5250计算每延米则为2250元，但水泥搅拌桩的按直径5500计算每延米只需要1677元即可。因此，通过多项比对最终选用了水泥搅拌桩处理该工程的软土地基。

6 结束语

总而言之，软土地基的加固施工质量是影响市政路桥工程整体稳定性的关键。为了解决软土地基的问题，还需采取相应的加固技术进行处理，在实际施工过程中，相关人员应结合工程的实际情况对软土地基进行详细勘查，保证勘查结果的准确性，而工程设计师需要参考可靠的勘查数据优化软土地基的加固方案，完善施工方案中的不足之处，确保施工方案的可行性和科学性。施工人员也需根据软土地基的情况选择合适的加固技术，在加固施工过程中，要严格控制施工质量，规范施工操作，保证加固施工的质量能满足工程建设需求，为路桥工程顺利完工奠定坚实基础，促进建设企业的经济发展。