市政工程施工軟基加固技術(shù)分析
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［摘要］新時期背景下城市化建設(shè)水平不斷提高，市政工程覆蓋范圍隨之增大，市政工程項目建設(shè)期間對于地基基礎(chǔ)質(zhì)量有著較高的要求，軟土地基屬于一種常見的不良地基情況，軟土加固技術(shù)的應(yīng)用是工程項目建設(shè)的核心技術(shù)內(nèi)容，關(guān)系到市政工程項目建設(shè)整體效果。因此，本文對市政工程建設(shè)下軟土地基加固的重要性進行分析，并探討加固技術(shù)的具體應(yīng)用。
［關(guān)鍵詞］市政工程；軟土地基；地基加固；加固處理
引言
隨著城市化建設(shè)的快速發(fā)展，市政工程建設(shè)水平不斷提高，針對市政工程建設(shè)背景下所遇到的軟土地基情況，結(jié)合軟土地基自身特點。選擇針對性的處理技術(shù)具有重要意義。從工程項目實際情況來看，軟弱土地基所造成的基礎(chǔ)塌陷、沉降等問題是較為嚴重，因此施工單位應(yīng)該結(jié)合現(xiàn)場實際情況，采用正確的地基處理方式，以提高基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)性能，降低由此造成的質(zhì)量缺陷，切實保證對市政工程建設(shè)的順利進行。
1市政工程軟基加固相關(guān)概述
1.1市政工程軟基形成的原因分析
市政工程建設(shè)下，軟基的形成與諸多因素有著緊密聯(lián)系，其主要體現(xiàn)在以下幾方面。第一，自然因素，軟土地基的形成與自然因素有著直接聯(lián)系，由于不同地區(qū)自然環(huán)境、天氣條件、水文地質(zhì)條件有所不同，地基土質(zhì)水平也存在一定的差異性。當(dāng)前地區(qū)如果出現(xiàn)降雨量大、水文地質(zhì)條件差等情況，就有可能產(chǎn)生軟土地基情況，特別是對于一些晝夜溫差較大的地區(qū)，軟土地基的存在會產(chǎn)生熱脹冷縮的現(xiàn)象。因此，在施工過程中，施工單位應(yīng)該做好基礎(chǔ)防水處理，針對當(dāng)前地區(qū)降水情況做好監(jiān)測，選擇延展性好的施工材料進行基礎(chǔ)作業(yè)，以降低軟弱土地基對工程項目建設(shè)造成的不利影響。第二，人為因素。除了自然環(huán)境之外，人為因素是造成市政軟基問題的主要原因。這主要體現(xiàn)在施工技術(shù)人員專業(yè)素質(zhì)與施工現(xiàn)場作業(yè)條件等方面，由于工作人員施工技術(shù)水平較低，在進行混凝土攪拌或者地基鋪設(shè)過程中不具有專業(yè)的業(yè)務(wù)能力。沒有做好基層清理，也無法嚴格按照要求進行混凝土澆筑作業(yè)，雖然能夠在短時間內(nèi)得到一定的承載力要求，但經(jīng)過一段時間之后，基礎(chǔ)就會出現(xiàn)坑洞、塌落等問題，導(dǎo)致工程項目質(zhì)量缺陷。
1.2軟土地基特性分析
從軟土地基土壤情況分析，軟土地基主要由淤泥或淤泥質(zhì)土等結(jié)構(gòu)組成，含有大量的粉土粘土顆粒物質(zhì)，在土質(zhì)結(jié)構(gòu)上具有流動性強、沉穩(wěn)量大等特點。從整體情況看，軟土地基特性主要體現(xiàn)在以下幾方面。第一，流動性強。軟土地基在長期荷載作用下，自身的剪切結(jié)構(gòu)會變發(fā)生一定變化，從而導(dǎo)致基礎(chǔ)沉降或塌陷。第二，含水量大，軟土地基具有較高的含水量這種地基結(jié)構(gòu)不利于基礎(chǔ)內(nèi)部水分有效排出，并且具有透水性差的特點。第三，強度低。軟土地基剪切破壞性較大，受到外部作用或者其他因素影響容易導(dǎo)致軟土基穩(wěn)定性差，在進行壓縮或者外力破壞的情況下，極易產(chǎn)生變形。針對這種情況，施工單位在進行軟土地基加固處理中應(yīng)該遵循以下幾方面原則。首先，針對軟土地區(qū)含水量高的情況，應(yīng)該做好基礎(chǔ)水分排放工作，并且避免在陰雨天氣進行施工。其次，改善基礎(chǔ)動力性能，避免由于軟土地基流動性差的特點，導(dǎo)致基礎(chǔ)坍塌或影響周邊建筑物穩(wěn)定性。另外，提高基礎(chǔ)強度和承載力，結(jié)合現(xiàn)場情況做好施工工序的安排，有效進行開挖、加固處理、防排水等工作。
1.3市政工程施工中軟基加固技術(shù)應(yīng)用的重要性
通過對軟土地基加固處理技術(shù)進行分析，其作用主要體現(xiàn)在以下幾方面。第一，保證施工作業(yè)安全，軟土地基自身承載力較差，在工程項目建設(shè)過程中，如果不能進行有效的處理，勢必會造成相應(yīng)的質(zhì)量缺陷或安全問題，比如路面塌陷、裂縫等。這不僅導(dǎo)致工程質(zhì)量達不到要求，還會影響正常交通出行，增加交通事故發(fā)生概率。第二，節(jié)約成本。市政工程基礎(chǔ)建設(shè)需要承載較大的交通壓力，在相關(guān)建設(shè)上需要投入大量的人力、物力資源，如果軟土地基承載力達不到要求就有可能造成后期維護成本較高的現(xiàn)象。因此，施工單位應(yīng)該注重軟土地基加固的合理應(yīng)用，以提高地基強度，延長工程使用壽命，降低后期維護成本。第三，有效處理滲透問題，受到地區(qū)條件影響，特別是陰雨天氣，地基基礎(chǔ)長期處于浸泡積水的狀態(tài)，承載重量會受到嚴重影響，做好軟土地基加固能夠改善這種情況，提高地基排水能力，有效解決滲透問題。與此同時，軟基加固處理能夠提高市政基礎(chǔ)建設(shè)水平，保證工程項目建設(shè)能夠符合設(shè)計使用功能與安全質(zhì)量指標要求。
2市政工程施工中的軟基加固技術(shù)分析
2.1排水固結(jié)技術(shù)
排水固結(jié)對于軟土地基含水量高、地層不穩(wěn)定的情況能夠起到很好的改善作用，排水固結(jié)主要技術(shù)原理是在軟土地層中設(shè)置相應(yīng)的排水措施，以此保障軟土地基中的水分能夠有效的排出，從而提高地基穩(wěn)定性和承載能力。從當(dāng)前來看，排水地基主要體現(xiàn)在降水預(yù)壓、真空預(yù)壓、沙井堆載等方法。降水預(yù)壓技術(shù)主要是通過井點抽水的方式，降低地下水位以提高土壤強度，實現(xiàn)預(yù)壓加固的效果，這種技術(shù)方法能夠在很大程度上降低對土層的破壞，以保證施工項目建設(shè)的順利進行。真空預(yù)壓是通過砂墊層覆蓋保溫膜，從而使地層與大氣達到隔離效果，利用真空裝置抽取其內(nèi)部的空氣，達到加固預(yù)壓的作用，這種方法技術(shù)應(yīng)用對于現(xiàn)場局限性較大，市政工程施工處理中還應(yīng)該結(jié)合實際情況，做好相應(yīng)的選擇。沙井堆載預(yù)壓主要是通過相應(yīng)的機械設(shè)備對土質(zhì)顆粒進行壓實作用，改善軟土地層飽和性土特征，達到快速加固的效果。由此可見，排水固結(jié)技術(shù)的應(yīng)用能夠轉(zhuǎn)變軟土地基含水量大、流動性強等特點，通過加固措施改善土壤結(jié)構(gòu)實現(xiàn)加固效果。
2.2換填加固法
換填加固技術(shù)，顧名思義就是對當(dāng)前不良的軟弱土地層進行挖取，然后填上符合設(shè)計要求與質(zhì)量標準的填料，并進行壓實作業(yè)，以保證當(dāng)前地基土質(zhì)條件能夠符合項目建設(shè)要求。由于不良軟土結(jié)構(gòu)不能滿足施工現(xiàn)場建設(shè)要求，對于換填加固的方法可以取得不錯的效果，但是由于換填技術(shù)工程量大，人員、設(shè)備投入大，施工成本較高，適用于軟弱土層較淺的情況，在具體應(yīng)用中施工單位需要結(jié)合現(xiàn)場情況確定是否選擇換填施工技術(shù)。換填加固方法的應(yīng)用能夠進一步提高基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的耐腐蝕能力和地基承載能力，通過不良土的替換改善原軟土地基滲水性差的弱點，避免施工中由于土壤結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定所造成的沉降、塌陷等質(zhì)量缺陷，與此同時，換填加固技術(shù)還能夠提升路基結(jié)構(gòu)強度，實現(xiàn)壓縮固化的效果。
2.3灌漿法
灌漿法施工技術(shù)的應(yīng)用需要依托相應(yīng)的機械設(shè)備，對地層進行鉆孔作業(yè)并注入提前預(yù)制好的固化漿液，以水泥漿液為主。在地層中鉆孔注入注漿使?jié){液與軟土地基土質(zhì)形成有效的結(jié)合，通過固化漿液轉(zhuǎn)變原有軟土地基結(jié)構(gòu)，形成有效的加固效果。在施工前，施工單位需要做好現(xiàn)場全面分析，在灌漿施工過程中加強質(zhì)量控制，保證漿液灌注的有效性，并做好輔助設(shè)備灌漿后的清理與保養(yǎng)工作，切實提高軟土地基加固的整體效果。
2.4水泥粉煤灰碎石樁
（CFG樁）CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱（即cementfIying-ashgravelpile）。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘結(jié)強度樁，和樁間土、褥墊層一起形成復(fù)合地基。CFG樁復(fù)合地基通過褥墊層與基礎(chǔ)連接，無論樁端落在一般土層還是堅硬土層，均可保證樁間土始終參與工作。由于樁體的強度和模量比樁間土大，在荷載作用下，樁頂應(yīng)力比樁間土表面應(yīng)力大。樁可將承受的荷載向較深的土層中傳遞并相應(yīng)增加了樁間土承擔(dān)的荷載。這樣，由于樁的作用使復(fù)合地基承載力提高，變形減小，再加上CFG樁不配筋，樁體利用工業(yè)廢料粉煤灰作為摻和料，大大降低了工程造價。復(fù)合地基設(shè)計中，基礎(chǔ)與樁和樁間土之間設(shè)置一定厚度散體粒狀材料組成的褥墊層，是復(fù)合地基的一個核心技術(shù)?；A(chǔ)下是否設(shè)置褥墊層，對復(fù)合地基受力影響很大。若不設(shè)置褥墊層，復(fù)合地基承載特性與樁基礎(chǔ)相似，樁間土承載能力難以發(fā)揮，不能成為復(fù)合地基?；A(chǔ)下設(shè)置褥墊層，樁間土載力的發(fā)揮就不單純依賴于樁的沉降，即使樁端落在好土層上，也能保證荷載通過褥墊層作用到樁間土上，使樁土共同承擔(dān)荷載。水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）法適用于處理粘性土、粉土、沙土和樁端具有相對硬土層、承載力標準值不低于70KPa的淤泥質(zhì)土、非欠固結(jié)人工填土等地基。
2.5水泥土攪拌樁
水泥土攪拌樁是用于加固飽和軟黏土地基的一種方法，它利用水泥作為固化劑，通過特制的攪拌機械，在地基深處將軟土和固化劑強制攪拌，利用固化劑和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強度的優(yōu)質(zhì)地基。加固深度通常超過5m，干法加固深度不超過15m，濕法加固深度不超過20m。用回轉(zhuǎn)的攪拌葉片將壓入軟土內(nèi)的水泥漿與周圍軟土強制拌和形成泥加固體。水泥與軟土采用強制機械拌和后形成水泥土，它是基于水泥與軟土的一系列物理和化學(xué)的反應(yīng)過程。水泥土攪拌樁的施工工藝分為漿液攪拌法（以下簡稱濕法）和粉體攪拌法（以下簡稱干法）。適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、素填土、軟—可塑粘性土、松散—中密粉細砂、稍密—中密粉土、松散—稍密中粗砂和礫砂、黃土等土層。不適用于含大孤石或障礙物較多且不易清除的雜填土，硬塑及堅硬的粘性土、密實的砂類土以及地下水滲流影響成樁質(zhì)量的土層。當(dāng)?shù)鼗恋奶烊缓啃∮?0%（黃土含水量小于25%）、大于70%時不應(yīng)采用干法。寒冷地區(qū)冬季施工時，應(yīng)考慮負溫對處理效果的影響。水泥土攪拌法用于處理泥炭土、有機質(zhì)含量較高或pH值小于4的酸性土、塑性指數(shù)大于25的粘土或在腐蝕性環(huán)境中以及無工程經(jīng)驗的地區(qū)采用水泥土攪拌法時，必須通過現(xiàn)場和室內(nèi)試驗確定其適用性。水泥土攪拌法可采用單頭、雙頭、多頭攪拌或連續(xù)成槽攪拌形成水泥土加固體；濕法攪拌可插入型鋼形成排樁（墻）。加固體形狀可分為柱狀、壁狀、格柵狀或塊狀等。擬采用水泥土攪拌法處理地基的工程，除按現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定進行巖土工程詳勘外，尚應(yīng)查明擬處理土層的pH值、有機質(zhì)含量、地下障礙物及軟土分布情況、地下水及其運動規(guī)律等。
2.6振沖置換樁
振沖置換法，是指加固軟粘土地基時利用振沖器反復(fù)水平振動和沖水的作用，在加固土體中成孔，并振填碎石，形成碎石樁，構(gòu)成碎石與加固土體的復(fù)合地基。碎石樁自身強度高于加固土體，并可發(fā)揮一定排水作用，加速土體固結(jié)的方法。振沖置換法的適用土質(zhì)主要是粘性土，有時還可用來處理粉煤灰。當(dāng)然在砂土中也能制造碎石樁。但此時擠密作用的重要性遠大于置換作用。在制樁過程中，填料在振沖器的水平向振動力作用下擠向孔壁的軟土中，從而樁體直徑擴大。當(dāng)這一擠入力與土的約束力平衡時，樁徑不再擴大。顯然，原土強度越低，也就是抵抗填料擠入的約束力越小，造成的樁體就越粗。如果原土的強度過低（例如剛吹填的軟土），以致土的約束力始終不能平衡使填料擠入孔壁的力，那就始終不能形成樁體，這樣本法不再適用。土的強度至少要有多少才能成樁，尚無定論。對于軟粘土，可取20kPa。
3結(jié)語
綜上所述，市政工程建設(shè)中做好地基加固處理能夠提高基礎(chǔ)質(zhì)量，延長市政工程使用壽命。在市政工程項目建設(shè)中，施工單位應(yīng)該結(jié)合不同的地理環(huán)境和施工特點，選擇相對應(yīng)的地基加固方法，以確保軟土地基加固效果，提高基礎(chǔ)質(zhì)量安全。與此同時，施工單位應(yīng)該結(jié)合軟土地基加固處理條件，選擇適當(dāng)?shù)奶盥癫牧?，保證軟土地基不良土質(zhì)情況得到有效處理，提高我國市政工程項目建設(shè)的整體水平。
參考文獻
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作者：王龍發(fā) 單位：福建昱勛建設(shè)有限公司
