地基加固處理技術(shù)在道路工程施工中應(yīng)用

地基加固處理技術(shù)在道路工程施工中應(yīng)用地基加固處理技術(shù)在建筑工程、道路工程及橋梁工程脆弱土地基加固施工中已廣泛應(yīng)用并取得了良好收效，在垃圾土地基處理方面還很少應(yīng)用。長虹西路延長線改建工程道路工程K0+180~K0+615區(qū)段總長度435米范圍為生活垃圾、渣土堆填區(qū)，在該段道路路基的施工中，采納了多種地基處理技術(shù)對堆填垃圾土路基進行了綜合加固處理，節(jié)省了工程投資，縮短了施工周期。該段道路于2023年8月20日竣工通車以來，歷經(jīng)三個春秋，歷經(jīng)重型交通三年的正常通行，該路段路面質(zhì)量經(jīng)多次檢查，路面中線高程、橫坡、井框與路面高差均無變化。個人認為，這證明白地基加固處理技術(shù)在該路段應(yīng)用勝利。本文將對該工程實踐加以回顧總結(jié)，盼望能開拓思路，為以后在其它特別地基上修建道路進行地基處理方案的選擇和實施供應(yīng)參考。

一、地基加固處理方法、材料及設(shè)備

1．地基加固處理技術(shù)

地基加固處理技術(shù)依據(jù)脆弱土特點和所需處理的目的進展起來，在多年實踐中已形成了肯定理論、方法，相應(yīng)的應(yīng)用材料技術(shù)、設(shè)備技術(shù)也得到了長足進展。因此，在采納此項技術(shù)前應(yīng)首先了解其主要方法、常用材料及設(shè)備。

2．地基加固處理技術(shù)作用機理及常用方法

2．1作用機理

地基處理的作用機理大致有土質(zhì)改良、土的置換、土的補強等三類。土質(zhì)改良是指用機械（力學(xué)）的、化學(xué)、電、熱等手段增加地基土的密度，或是地基土固結(jié)，這一方法是盡可能地利用原有地基。土的置換是將軟土層換填為良質(zhì)土如砂墊層等。土的補強是采納薄膜、繩網(wǎng)、板樁等約束住地基土，或者在土中放入抗拉強度高的補強材料形成復(fù)合地基，以加強和改善地基土的剪切特性。

2．2地基處理的方法

依據(jù)其作用和原理大致分為六類，分述如下：

碾壓及夯實法是采納重錘夯實，機械碾壓，震驚壓實，強夯（動力固結(jié)）。此法利用壓實原理，通過機械碾壓夯擊，把表層地基土壓實；強夯則利用強大的夯擊能，在地基中產(chǎn)生劇烈的沖擊波和動應(yīng)力，迫使土動力固結(jié)密實。適用于碎石土、砂土、粉土、低飽和度的黏性土，雜填土等，對飽和黏性土應(yīng)慎重采納。

換土墊層包括砂石墊層，素土墊層，灰土墊層，礦渣墊層。以砂石、素土、灰土和礦渣等強度較高的材料，置換地基表層脆弱土，提高持力層的承載力，集中應(yīng)力，減小沉降量。適用于處理暗溝、暗塘等脆弱土的淺層處理。

排水固結(jié)處理法有自然?地基預(yù)壓，砂井預(yù)壓，塑料排水帶預(yù)壓，真空預(yù)壓，降水預(yù)壓等形式。它的作用原理是在地基中增設(shè)豎向排水體，加速地基的固結(jié)和強度增長，提高地基的穩(wěn)定性；加速沉降進展，使基礎(chǔ)沉降提前完成。適用于處理飽和脆弱土層，對于滲透性極低的泥炭土，必需慎重對待。

振密擠密法常見的有振沖擠密，灰土擠密樁，砂樁，石灰樁，爆破擠密等等。它的作用原理是采納肯定的技術(shù)措施，通過震驚或擠密，使土體的孔隙削減，強度提高；必要時，在震驚擠密過程中，回填砂、礫石、灰土、素土等，與地基土組成復(fù)合地基，從而提高地基的承載力，削減沉降量。適用于處理松砂、粉土、雜填土及濕陷性黃土。

置換與拌入法有振沖置換，深層攪拌，高壓噴射注漿，石灰樁等。此法采納特地的技術(shù)措施，以砂、碎石等置換脆弱土地基中的部分脆弱土，或在部分脆弱土地基中摻入水泥、石灰或砂漿等形成加固體，與未處理部分土組成復(fù)合地基，從而提高地基承載力，削減沉降量。適用于黏性土、沖填土、粉砂、細砂等；振沖置換法對于不排水剪切強度Cu20KPa時慎用。

土的加筋補強法常見有土工聚合物加筋，錨固，樹根樁，加筋土等方法。在地基或土體中埋設(shè)強度較大的土工聚合物、鋼片等加筋材料，使地基或土體能承受抗拉力，防止斷裂，保持整體性，提高剛度，轉(zhuǎn)變地基土體的應(yīng)力場和應(yīng)變場，從而提高地基的承載力，改善變形特性。適用于脆弱土地基、填土及陡坡填土、砂土。

3．土工合成材料

土工合成材料是以人工合成的聚合物為原料制成的各類型產(chǎn)品，是道路巖土工程中應(yīng)用的合成材料的總稱。它可置于巖土或其他工程結(jié)構(gòu)內(nèi)部、表面或各結(jié)構(gòu)層之間，具有加筋、防護、過濾、排水、隔離等功能。土工合成材料的種類有土工網(wǎng)、土工格柵、土工膜袋、土工織物、土工復(fù)合排水材料、玻纖網(wǎng)、土工墊等。

采納土工合成材料加筋可提高路堤的穩(wěn)定性，臺背路堤加筋能夠削減路基與構(gòu)筑物之間的不勻稱沉降。土工合成材料還可用于坡面防護與沖刷防護。

4．經(jīng)編增加土工格柵

本工程使用經(jīng)編增加土工格柵。

經(jīng)編增加土工格柵是土工合成材料的一種，是經(jīng)編增加骨架織物經(jīng)涂覆瀝青混合物而成，較一般的機織類、無紡類、合成類等土工織物的性能更加優(yōu)越，具有高強度、高模量、低蠕變、抗腐蝕、抗老化、抗脆裂及可預(yù)設(shè)計的等多種特性。在瀝青路面的建筑和修復(fù)上應(yīng)用經(jīng)編增加土工格柵可有效提高路面的承載力量，有效地掌握車轍、反射裂縫，抗冷熱收縮裂縫，延長路面使用，提高使用效率。在路基上應(yīng)用經(jīng)編增加土工格柵可大大削減路基的不勻稱沉降，提高路基的承載力量，并可大大提高施工效率。

5．藍派沖擊壓路機

本工程使用了藍派沖擊壓路機。

藍派沖擊壓路機依靠沖擊力、振動力和靜重力三者共同作用進行壓實。它的沖擊力可達250噸，振動采納振動作用較大的大振幅低頻率振動方式。

藍派沖擊壓路機的壓實有效深度在1米以上，且有效深度范圍內(nèi)壓實土密度比較勻稱；而重型的振動壓路機的壓實有效深度僅在0.3米至0.5米之間，每層壓實土的密度隨深度增加而減小。

藍派沖擊壓路機的工作效率與振動壓路機相比也較高，每臺班平均可完成10000平方米的碾壓（按20遍計），是振動壓路機的5倍。

藍派沖擊壓路機隨機配置的連續(xù)沖壓反應(yīng)測試系統(tǒng)利用土的動力剛度是土的密度的函數(shù)的原理，在土比較軟時，在沖擊作用下裝在沖壓機輪子上的儀器測到的減速度值比較低；假如土的密度加大，則土的剛度加大，在沖擊作用時，測到的減速度值加大。這種測試儀器可以測到每次沖擊的減速度峰值，同時，該系統(tǒng)裝有全球定位系統(tǒng)，無論沖壓機走到哪里，系統(tǒng)都會表現(xiàn)出這個位置，這樣測得了每個位置的減速度峰值，就可以得到一個圖形，它表示全部被沖壓部位的剛度，也就是對密度的一種反映。這一測試手段無須挖坑取樣進行密度、壓實度測試，無須配置專用大型設(shè)備進行回彈模量測試，比傳統(tǒng)的壓實度測試手段省時省力，而且能反映大面積的普遍狀況（傳統(tǒng)測試只能測試一些代表性的點來代表大面積的質(zhì)量）。

二、長虹西路延長線改建工程概況

長虹西路延長線改建工程是京周大路改造工程的重要組成項目之一，設(shè)計起點長虹西路、終點京石高速閻村立交橋匝道，全長770.784m，道路橫斷面設(shè)計為城市干道三幅斷面設(shè)計，全寬38米。在京周大路改造工程實施過程中，長虹西路延長線工程的順當(dāng)實施，是京周大路交通導(dǎo)行，實現(xiàn)進京方向半幅路施工的重要條件之一長虹西路位于房山區(qū)良鄉(xiāng)鎮(zhèn)內(nèi)，是良鄉(xiāng)鎮(zhèn)內(nèi)主要交通干道，同時也是連接鎮(zhèn)內(nèi)其他道路的交通樞紐，對穿鎮(zhèn)市到京周大路的交通流量具有重要的局部分流作用。由于京石高速立交上跨線較窄導(dǎo)致良鄉(xiāng)至房山的雙向交通在此消失擁堵，瓶頸現(xiàn)象嚴峻。將長虹西路延長接至京石立交匝道，可緩解此處的交通壓力，同時協(xié)作京周路的改造。

因此，只有確保本項工程的順當(dāng)竣工并盡早通車，才能保證京周大路改造工程整體組織方案全面實現(xiàn)。作為此項工程的施工負責(zé)單位，我們深知本工程在京周大路改造工程系列工程重要作用，必需切實地科學(xué)組織、合理支配、嚴格管理、細心施工，根據(jù)業(yè)主要求的工期、質(zhì)量圓滿地完成此項工程任務(wù)。

三、路基處理方案確定的背景

1．設(shè)計文件中關(guān)于堆填垃圾范圍內(nèi)路基處理方案

長虹西路延長線改建工程設(shè)計文件中指出，現(xiàn)況路段內(nèi)K0+330－K0+600長270米范圍為生活垃圾、渣土填埋坑。若全部挖出工程量較大，在保證道路結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的前提下此段采納路基局部還填，清除垃圾至原狀地表高度，（1）在滿意路面結(jié)構(gòu)厚度的條件下，再向下?lián)Q填1米厚自然?砂礫，（2）若不滿意路面結(jié)構(gòu)厚度，則連續(xù)下挖至同時滿意路面結(jié)構(gòu)厚度和換填厚度。換填1米厚自然?砂礫下鋪設(shè)土工格柵，以增加路基穩(wěn)定性。

2．施工現(xiàn)場原貌實況

我公司于二ΟΟ四年五月份，承接了房山區(qū)京周大路改建工程長虹西路延長線改建工程項目的施工任務(wù)，由于工期緊、任務(wù)重，我們馬上著手進行各項預(yù)備工作，同時進行現(xiàn)場挖探。

我們沿道路樁號按肯定間距布設(shè)探溝11道，在明顯為不良土紙?zhí)幫谔娇?個，進行全面挖探。經(jīng)機械挖探后，發(fā)覺垃圾堆填層深度為3m~7.8m，分布于K0+180~K0+615區(qū)段，總長度達435米，分布寬度為道路全寬范圍。其分布面積之大，深度之深都遠遠超出業(yè)主及設(shè)計的估計，假如全部換填，總換填量估計達九萬立方米。

垃圾堆填埋區(qū)積累密實度不一、垃圾組成成分雜（主要以建筑垃圾、生活垃圾為主），且結(jié)構(gòu)松散，積累物極不勻稱，按常規(guī)施工方法進行壓實處理幾乎不行能實施，更無法保證質(zhì)量。

另外，由于垃圾經(jīng)多年浸泡腐蝕，惡臭難聞，刮風(fēng)時，白色垃圾漫天飄舞，不僅影響施工人員的身心健康，同時給四周環(huán)境也造成污染，給居民帶來諸多不便，如何能盡可能降低垃圾污染也是我們應(yīng)當(dāng)關(guān)注的問題。

3．業(yè)主要求

施工單位應(yīng)依據(jù)現(xiàn)場條件提出幾種科學(xué)可行的方案，必需保證工程質(zhì)量，必需可實施保證工程工期，工程造價盡可能降低。

四、地基加固處理方案的確定

1．方案的提出

1．1方案一

對于地基不符合工程要求的狀況，傳統(tǒng)的做法是全部挖除并換填相宜土，層層壓實達到規(guī)范要求的密實度，從而保證路基的穩(wěn)定性和力學(xué)要求。

1．2方案二

設(shè)計提出的局部換填方案是應(yīng)用了地基處理方法中“換土墊層法”和“土的加筋補強法”。只要對格柵基底垃圾層進行處理，提高地基的承載力，削減沉降量，使格柵基底平整堅實便于施工并保證格柵有效地發(fā)揮作用便可達到設(shè)計要求。經(jīng)有關(guān)專家現(xiàn)場查勘并爭論，采納大功率壓實設(shè)備對垃圾地基進行振沖擠密，可以使土體的孔隙削減，強度提高，在震驚擠密過程中，回填灰土與地基土組成復(fù)合地基，可以達到如上目的。最終，我們選用了藍派沖擊式壓實機并采納30厘米厚5%的石灰土進行回填的“振密擠密法”對格柵基底垃圾層進行處理，從而完善了局部換填方案。

2．方案比較

2．1經(jīng)濟比較

全部換填工程估計直接工程費為：

（90000-16000）*（35+35）+16000*（35+70）=6860000元

局部換填工程估計直接工程費為：

16000*（35+70）16000*14+8*20000=2064000元

說明：A.垃圾總量估計為90000立方米,清理并消納費單價為35元;

B.換填自然?砂礫總量估計為16000立方米,單價為70元;

C.換填相宜土單價為35元;

D.30厘米厚灰土共16000平方米,單價為14元;

E.藍派沖擊壓路機估計8臺班,每班按20000元計。

由以上計算可見，采納地基加固處理局部換填方案的施工成本比全部換填方案施工成本要節(jié)約三分之二以上。

2．2工期比較

全部換填施工周期按挖運90000立方米，回填90000立方米，每天4000立方米計，約須44天才能完成全部換填工作；而采納地基加固處理局部換填方案，挖填總量僅為32000立方米，施工周期8天，灰土施工周期4天，強夯施工周期8天，共計20天。由上述可見，采納地基加固處理局部換填方案的施工周期比全部換填方案施工周期要節(jié)約一半以上。

2．3技術(shù)比較

地基加固處理局部換填方案采納應(yīng)用比較成熟的地基加固處理方法、先進設(shè)備和材料，質(zhì)量保證和技術(shù)先進性要明顯優(yōu)于全部換填方案。

3．方案確定

我們將兩種方案上報業(yè)主后，業(yè)主組織設(shè)計、監(jiān)理及有關(guān)專家爭論后，確定采納地基加固處理局部換填方案。

五、方案實施

5．1施工工藝流程

5．2地基加固處理主要過程

5.2.1灰土墊層施工

灰土墊層與清除換填層垃圾同時進行，灰土施工前應(yīng)進行場地平整預(yù)壓實，然后再進行30公分厚灰土墊層施作，攤鋪時須平整穩(wěn)壓，以便藍派沖擊壓實機作業(yè)。

5.2.2地基的沖擊夯實

灰土墊層完成后應(yīng)準時開頭沖擊壓實,防止白灰結(jié)板失效。為保證地基壓實度達到設(shè)計要求，選用壓實效果較好的藍派沖擊式壓實機進行沖擊壓實作業(yè)。經(jīng)過20遍的沖壓后,藍派沖擊壓實機隨機測試系統(tǒng)顯示，土基回彈模量達到了設(shè)計標準。經(jīng)現(xiàn)場實測，垃圾層面下降了15.5?，灰土墊層頂面由設(shè)計路面下1.66m降至路面下1.815m。

5．2．3灰土整平

經(jīng)沖擊壓實后的基面一般不平整，須重新對經(jīng)過藍派沖擊壓實后的基面進行細找平以便下道工序施工。本工程采納T140推土機進行平整、18噸振動壓路機進行壓實，連續(xù)3遍后，基面達到了平整密實。

5.2.4土工格柵鋪設(shè)

格柵鋪設(shè)前首先須鋪設(shè)格柵底基層，基底不能有顆粒（大于5?），平整度不大于10mm,壓實度不小于90%，以確保格柵鋪設(shè)平整穩(wěn)定。本工程采納攤鋪30?厚砂礫層作為其底基層，經(jīng)認真找平壓實后達到了要求。

玻纖格柵鋪設(shè)時須留意，鋪設(shè)完成后應(yīng)準時檢驗準時掩蓋，嚴禁在太陽下暴曬，嚴禁車輛直接蹂壓，掩蓋層厚度不小于30?且粒徑不大于5?。另外，縱橫搭接不小于10?，用配置的鋼釘夾墊片固定，鋼釘間距不大于1.5m并且要成梅花狀，不能消失起鼓現(xiàn)象。

考慮到本工程的特點。我們選擇每件規(guī)格為4m寬，長50m，以盡量削減接縫數(shù)量。在施工過程中，嚴格按規(guī)范進行施工，質(zhì)控、質(zhì)檢人員不離現(xiàn)場。經(jīng)監(jiān)理多次抽檢都比較滿足，從而作到了完成一段掩蓋一段，有效地進行了成