软土地基处理技术在市政路桥施工中的应用

李春生

（安徽省公路工程建设监理有限责任公司，安徽 合肥 230051）

引言

市政道路桥梁是一种具有区域性特征的工程项目，建设此项目，既能满足居民的日常工作，又能连接城市的外部道路，从而为人们出行提供保障。随着我国汽车行业的迅速发展，市政道路桥梁建设在群体中的关注度越来越高[1]。此类工程作为助力城市化快速发展的基石，在城市经济建设中发挥了不可代替的重要作用。此外，可将路桥工程的质量作为评价城市公共建设项目品质的关键，其既是城市形象的象征，又是一个地区发展水平的外在表现[2]。因此，加强此类项目的质量管理，规范处理施工中的复杂地质条件，对于促进路桥工程的发展是十分有必要的。

1 市政路桥施工实例

1.1 基本情况(表1)

表1 市政路桥施工实例基本情况

此项目对于带动地区交通运输、促进区域经济发展有着十分重要的作用。

1.2 水文地质条件

施工段属于平原微丘陵路段，参照双向四车道设计，路基设计宽度为28 m，路面铺设材料为沥青混凝土。

该工程位于北亚热带至暖温带的过渡地带，是一个具有较强降水、阳光充足、热能资源的大陆性季风区。由于季风的作用，夏季和秋季都会刮南风，秋季和冬季都会刮偏北风，且常会有冷空气进入[3]。由于冬季和夏天的交替，季节变化十分明显。对施工段水文地质基本条件进行分析，见表2。

表2 施工段水文地质条件

地下水是以地表水为主，来源的第四系孔隙潜水。地下水位浅，地下和地表水对混凝土的腐蚀性较强。

通过对该工程软土路面的实测，实测土壤水分含量为32%～37%。基础承载力：在接触式测量30 cm时，地基的承载力为85 kpa～160 kpa 间；在测量到60 cm 时，地基的承载力在75 kpa～150 kpa 间；用触探仪测量到90 cm 时，地基的承载力在65 kpa～125 kpa 间。

2 软土地基处理技术在市政路桥施工中的应用

2.1 水泥土搅拌桩与泡沫混凝土区域地基处理

水泥土搅拌桩是市政路桥施工中常使用的一种施工结构，将水泥作为一种硬化剂，提高桩结构周围土体的硬化程度，并形成桩身[4]。混凝土搅拌桩不宜用于有障碍物和难以处理的土层。在当地土壤自然水分低于30%（含水分小于25%）或大于70%时，不宜进行干燥处理。在寒冷地区进行冬季施工时，要注意到负温对其处理的影响[5]。搅拌桩必须严格按照设计规范进行施工。在施工阶段，根据图纸的要求，进行合理的放样，搅拌桩和桩端的位置必须保持在90 cm 以内。如果不能满足这个条件，就需要调整桩位。在放样定线完毕后，出具相关的审核报告，然后进行验收。确定无差错后，进行下一步的施工。桩机设备在将搅拌器固定到位的情况下，利用其具有步行装置的固定位置。在确定搅拌器的位置后，继续调整中。如果地面有很大的波动，那么这个时候，就必须要有一个平衡系统，才能保证设备的稳定。测量钻杆的长度，确定钻头的直径，确定设备的正确位置后，确定桩位[6]。由于不同区域土壤、不同的水泥品牌，混合的质量也会有很大的差别。所以在正式进行地基处理之前，就需要按照工程部提供的信息来进行施工，经过一段时间的保养后，再进行详细地分析，最终确定不同的施工参数和过程[7]。为保证工程质量，在泥浆快要溢出来时，必须在30 min 内喷出，直至泥浆达到桩的水平。尤其是在设计时，在考虑桩端承载力的时候，更是如此。当然，如施工中因原因而停浆，则应使搅拌器下沉到停浆点0.5 m 处，待注浆恢复后，再进行喷浆，如停水3 h 以上，则应将输送管道拆除，妥善清洁，以防浆液凝固堵塞管道。

图1 为泡沫混凝土地基处理示意图，按照图1 所示的方式针对泡沫混凝土区域进行地基处理，泡沫混凝土配制时，原料称重精度应控制在2%之内。若泡沫混凝土构件的长度过长，则应视具体情况，设横向变形缝，一般超过15 m 时，应设置横向变形缝间距为5 m～15 m。对某些结构材料出现突然变化的地方，应设变形缝，并填充相应的材料，一般选用聚苯乙烯泡沫板或厚板，其厚度应符合规定，聚苯乙烯泡沫板的厚度为20 mm ～30 mm，板材10 mm ～20 mm。若要浇筑到地下水位，必须向泡沫混凝土中加入防水剂等外部物质。在完成浇筑后，按照预计的过程进行交工验收。若对应的市政路桥为软土层，则可采取这种方式实现对软土的处理。

图1 泡沫混凝土地基处理示意图

2.2 软土地基低能量强夯施工

在低能量强夯施工中，应采取从轻到重、少击多遍、循序渐进的方法，以保证地基的整体结构不会受到明显的损伤。采用低能量的强夯法，使施工后的沉降提前结束。加固后的地基，上层为坚硬的硬壳，下层是稳固的土层，经过处理后，地基强度高，抗压性低。在选择施工设备时，要求夯锤的重量应当在8 t～10 t范围内，起重设备必须具备良好的稳定性，且可以借助脱钩装置实现其起落夯锤[8]。对于夯点的距离、夯击次数、有效加固深度以及施加的能量均需要根据现场实际情况计算得出。其中，有效加固深度可通过下述公式计算得出：

式中，h 代表低能量强夯施工有效加固深度，a 代表修正系数，通常情况下a 的取值在0.5～0.8 范围内；H 代表夯锤有效落距，Q 代表夯锤自身重量。

通常情况下，采用4 m×4 m 的夯点布设格式，将强夯处理的次数设置为8 次。图2 为低能量强夯点布置图。

针对部分需要重点夯实的区域，可采用图3 所示的方式进行满夯布置。

按照图2 和图3 所示的方式完成对夯点的布置，再结合图3 完成强夯施工。

图2 低能量强夯点布置图

图3 低能量强夯点满夯布置图

图4 软土地基低能量强夯示意图

在进行低能量强夯施工时，当强夯机到达指定位置后，将其起吊高度调节到6.0 m，在1 000 kN·m 夯击能量条件下，起吊夯锤夯击地基，达到设计夯击次数后，将强夯机移动到下一个夯击点，重复上述操作完成低能量强夯施工。

3 实证分析

以上述实例为例，对其进行软土地基处理，观测处理前与处理后的沉降，见图5。

图5 处理前与处理后的软土地基沉降

对道路中线、右侧路肩与左侧路肩沉降进行统计，统计结果，见表3。

表3 沉降结果统计（累加值）

4 结论

根据上述研究，得到以下几个方面的结论。

（1） 根据图5 处理前与处理后的软土地基沉降可知，处理后的软土地基沉降＜处理前的软土路基沉降，说明本研究方法可以在施工中起到控制路基沉降、加固路基的综合效果。

（2） 根据表3 沉降结果统计，道路中线沉降、右侧路肩沉降、左侧路肩沉降在七日后均为超过10 mm，即施工处理后的路基沉降不会对路桥工程整体质量造成影响与干扰。证明本研究设计的方法可以有效提高工程施工质量，保证施工后的项目可以达到预期规范。

（3） 在后续的研究中可从下述方面着手：根据工程沉降趋势，进行项目竣工后沉降量的预测，从而及时掌握工程在施工中存在的不足，以便于采取措施进行沉降处理，降低由于沉降病害造成的工程质量问题。