市政施工中软基加固技术要点分析

2024-03-16程文博

散装水泥 2024年1期

程文博

（宁波市建设集团股份有限公司，浙江宁波 315000）

随着城市化进程的推进，市政基础设施建设对软土地基的加固需求日益提高，而软基加固技术可有效满足这一需求。该技术能够有效改善土体的力学性质，提高地基的稳定性和承载能力。本文将围绕市政施工中常见的软基加固技术展开讨论，通过具体工程案例，探讨技术要点和实际技术应用，以期更好地理解软基加固技术的工作原理和技术要点。

1 工程案例

金平路建设项目是上海市的重要规划工程，主要是建设一条全长约7 400m 的道路，设计双向6 车道，是一级公路兼城市道路，旨在为城市居民提供便捷的交通服务。该项目的起点位于雅白线与东门南路交叉口，终点是海堤路。此外，项目计划在道路上设置3 座桥梁，进一步提升交通的顺畅度。为了保证道路的承载能力和稳定性，该项目采用软基加固技术。金平路建设项目的软基处理工作主要采用深层水泥搅拌桩工艺，总共需使用85 200m3的水泥搅拌桩，掺量为16%，桩长在10～16m 之间。施工前，施工团队详细分析了项目所在地的地貌和地勘资料。该地区的地貌呈现出西北高、东南低的趋势，最高点在罗琴山余脉，海拔约150m，最低点在漠阳江西岸的冲积平原和阳江港周边的滨海平原，海拔从几米到十几米不等。丘陵地形主要分布在规划区西北部，而耕地则位于山海之间的平原地带。就地质条件而言，该项目的路基处理段主要集中在漠阳江西岸滨海平原段。地质勘测数据资料显示，该路段的路基上部由杂填土和淤质土构成，中部为流塑状淤泥，厚度在2～10.6m 之间，下部为稍密状中砂，最大厚度为4.3m，再下面为燕山晚期花岗岩及风化岩。特别需要注意的是，淤泥层中存在深度为3.2～12.3m 高塑性指数的黏土质淤泥，塑性指数介于25.7～29.4 之间。表1 所示的具体内容可以观察到路基岩土层的物理力学指标。

表1 路基岩土层物理力学指标表

2 深层水泥搅拌桩软基加固技术方案

金平路建设项目软基处理工作中，施工方采用了深层水泥搅拌桩技术进行软基处理工作。深层水泥搅拌桩是将水泥混入软土中，形成固结柱，以提高土体的强度和稳定性。施工方可根据具体设计要求，采用“四搅二喷”施工工艺进行深层水泥搅拌施工。施工步骤如下：首先，进行桩位放样，将钻机就位并检验和调整。其次，正循环钻进至设计深度，打开高压注浆泵进行喷水泥浆。再次，反循环提钻并喷水泥浆至工作基准面，重复搅拌下钻，喷水泥浆至设计深度。最后，反循环提钻至地表，完成成桩工作，再开始施工下一桩。然而，在施工过程中出现了一些问题：一是钻头叶片被泥团包裹，导致钻头无法正常工作。二是黏土严重包裹钻头，使钻头受阻，无法顺利下沉。三是地表浆液流失严重，影响了水泥浆液与土壤的充分搅拌。施工龄期满的首件成桩检测后，施工方发现水泥搅拌桩的桩体松散，浆液结块及桩体整体性差。特别是淤泥夹层无法固结，导致首件试桩失败。由于土壤结构的特殊性，采用“四搅二喷”工艺已无法满足成桩工艺要求，经专家分析后，决定采用“六搅三喷”工艺，通过增加搅拌次数来保证水泥浆液与土壤充分搅拌均匀。“六搅三喷”工艺即为第一次搅拌下沉至桩底标高后不喷浆，第一次喷浆搅拌提升至地面，进行第二次搅拌下沉至桩底标高后，再喷浆搅拌提升至地面，第三次搅拌下沉至桩底标高后不喷浆，再次喷浆搅拌提升至地面。为了验证新工艺的可行性，施工方重新进行试桩工作，共计20 根试验桩，采用新工艺后，发现搅拌钻头被高塑性黏土质淤泥包裹，以及地表冒浆问题全部解决。这表明增加搅拌次数，可充分、均匀地搅拌水泥浆液和土壤，以有效提高软基处理工程中深层水泥搅拌桩的施工质量和效果，满足成桩要求。表2 所示的具体内容可以观察到单桩承载力检测情况。

表2 单桩竖向抗压静载试验检测结果

3 水泥搅拌桩软基加固技术要点

水泥搅拌桩是一种混凝土灌注桩，主要用于加固软土地基，通过混入水泥形成的固结柱，有效提高土体的强度和稳定性。金平路工程项目使用了8.52 万m 的水泥搅拌桩，搅拌桩掺量为16%且桩长为10～16m。该工程项目中，软基加固技术有以下应用要点。

（1）铺设砂垫层预压。在桩机就位前，先铺设一层100cm 厚的砂垫层，以在处理软土前，对软土施加约15kN/㎡的堆载预压。软土经预压后，部分脱水，强度和硬度增加。同时，在搅拌桩机搅拌的过程中，搅拌头会将部分砂混合到高液限黏土中，提高高液限黏土的含砂率，降低液限，相应减小土体的塑性指数和黏度，从而改善土体的物理力学性能，减少钻头片叶被软土包裹的情况。

（2）增大水灰比。根据《建筑地基处理技术规范》规定，将水泥浆液的水灰比从0.45～0.55 增加到0.65～0.75，以避免水泥浆液过于浓稠，与土层搅拌不充分，同时，避免大量冒浆现象，从而保证桩身质量。

（3）采用多轴钻头。使用多轴钻头深层水泥搅拌桩机，提高搅拌桩机的下搅速度，从0.5m/min增加到1m/min，以减少高液限软土层中淤泥与钻头的瞬间接触时间，防止钻头被黏土包裹，同时，综合改善了土体的情况，使桩体不会产生空洞区和水泥富集区。该技术的改进获得了“六轴水泥土搅拌桩”专利。

（4）采用“六搅三喷”工艺。通过调整搅喷工艺，改进了原有的“四搅二喷”工艺。采用“六搅三喷”施工技术可以解决水泥浆液无法与软土均匀拌和的问题，保证了成桩质量。