深层搅拌桩地基加固法在道路地基加固工程中的应用分析

深层搅拌桩地基加固法在道路地基加固工程中的应用分析

杨琳

黑龙江省龙建路桥第三工程有限公司哈尔滨150090

摘要：深层搅拌桩地基加固法，是解决道路地基加固工程中软弱地基问题的常见方法。地基问题处理的好与坏，直接关系到道路工程的稳定与质量安全，因而一直是道路工程施工的关键环节。根据地质特征，尤其是施工现场的地质特点，针对道路地基加固技术在道路地基加固工程中的选取与应用展开分析，为确保工程的进度与质量提供可行的理论参照。

关键词：深层搅拌桩；地基加固；道路；工程；应用

一、道路地基加固工程的处理技术与地质特征及对施工的影响

（一）道路地基加固工程的处理技术

道路地基加固工程的处理技术，是根据软弱地基的特点与处理目的逐步发展起来的。[2]地基处理的主要作用机理有三种：土置换、土质改良、土补强。土置换，是把软土层置换为良质土等；土质改良，是借助物理的或化学的手段，电、热、机械、固结等方法，在原有地基的基础之上增加其密度；土补强，则是采用薄膜、板桩、绳网及至高强度的补强材料等改善软弱地基的剪切特性，以约束地基土。据上述，可细化为以下几种具体操作的方法[3]：

1、置换拌入法

包括深层搅拌、石灰桩、振冲置换、高压喷射灌浆等，采取专业性的技术措施，以砂、碎石、灰土等置换软弱地基土，或是将砂浆、石灰、水泥等掺入软弱地基土之中，固结以后与未经处理的地基土部分构成复合地基，减低沉降率，达到提高地基承载力的目的。适用于砂质地基、黏性土。

2、碾压夯实法

利用重锤与接卸碾压，达到夯实地基的目的。通过机械对于表层地基土压实、强夯，再通过气高夯，对深层地基形成冲击与动应力，达到固结密实的效果。一般适用于砂土、碎石土、不饱和黏性土等。

3、排水固结法

在地基中应用竖向排水，排水下设垫层，经过对地基的施压与减小孔隙压力，尽可能输排出地基土中的水，从而增强地基土的固结强度，提高地基的稳定性。有真空、降水、塑料排水管等预压形式。排水固结可促使基础沉降的提早完成，常见适用于饱和软弱土层。

4、换土垫层法

包括灰土垫层、矿渣垫层等，利用砂石、矿渣、灰土等高强度材料，置换地基表层的软弱土，从而有效提高地基的承载力。多用来处理暗沟暗塘等软弱地基的问题。但是需要注意的是，坑底土结构的预留距离，进行垫层后再继续开挖，以免造成破坏，降低强度。

5、振密挤密法

振冲挤密、石灰桩、砂桩等较为常见。采用一定的技术措施，减少土体之间的孔隙，必要时回填砂、灰土等来形成复合地基，增加地基的承载力。适用于黄土、杂填土等。还有复合地基法、加强补筋法等。

（二）地质特征

软弱地基是道路工程施工中最为常见的情况。[4]对道路地基加固工程的进度与整体评估造成了不小的困扰。

软弱地基，指的是压缩空间较大、承载力较差、含水量较高的土构成的地基。主要表现形式为淤泥，其成分为瘀滞沉积物、腐殖质。软弱地基的成因与它所处的地理位置有着很大的关系，比如海滨地区与内陆城市的区别。受环境变化的影响，软弱地基在沉降过程中因掺杂砂层粉土而造成沉降量小，导致道路地基的不均匀沉降；其二软弱地基透水性太差，含水量又过高，非常不利于地基固结排水；其三道路施工易造成的土体破坏、地基变形等。

（三）对施工的影响

软弱地基性质特殊，需承担的外力很大，包括道路交通与地表构件的重力。这对软弱地基来说，难以满足道路地基加固工程的稳定性、承载力、抗变形等具体要求。[5]道路工程路面很容易出现路面沉降不平、坑洼、倾斜等影响到日常交通的情况，同时缩短道路的使用寿命。

二、深层搅拌桩加固法的基本原理

深层搅拌桩地基加固法，是指利用石灰、水泥等固结材料，通过特制的深层搅拌机械，将固结材料与软弱土在地基深处就地搅拌，在固结材料与软弱土产生一系列的物理化学反应之后，软弱土可以硬结成具有一定强度和稳定性的优质可用的复合型地基。搅拌桩的桩身强度介于刚性桩和散体材料桩之间，具有可压缩性，桩深与桩的承载力相互协调，促使桩身强度得以发挥完全，具有良好的性价比。[6]这一地基加固法拥有诸多优势，如无噪声、零污染、施工速度迅速、造价低等，非常适合应用于含水量较高、透水性差、承载力小的软弱地基的加固。据相关研究，深层搅拌地基加固法，目前国内陆上的深度可达到20~27米，且适用范围广。

三、施工方案及评价方法

（一）确立与提出

根据软弱地基特点和所处地理环境为选用标准，进行搅拌桩的固结材料选取、沉降量计算、工程现场测算等工作，具体情况具体分析，决定采用的施工机械及配套设备，施工工艺的流程，以及制定整个工程的质量控制措施，最终敲定施工方案。

（二）设计步骤

施工步骤的设计，遵循一定的客观原则与行业标准。道路地基加固工程，目的是为改善软弱地基进而满足道路稳定性、安全性的使用标准，而深层搅拌桩地基加固的效果能否达到预期，一是取决于道路地基加固工程施工方案的选取是否合理，二则所用设备、道路施工的地质条件、施工队伍的技术素质和施工工艺的步骤设计等等。

收集道路地基加固工程所处区域的详细地质资料。确定软弱地基的范围、厚度、土壤性质、含水量与透水量、有机质含量、是否含有侵蚀物质等等。如遇人工填土层，应及时地精准确认是否为大型建筑垃圾、密实度及成分等。

敲定加固形式。一般水泥系和石灰系搅拌桩常被选用，如建筑物地基加固，道路地基加固，国内运用比较成熟的道路地基加固技术应属水泥系深层搅拌桩地基加固法，但不能以偏概全，具体的搅拌桩选取要根据地质条件、环境等制约因素综合考虑。

道路地基加固范围的确定。搅拌桩的承载力、变形形状介于介于刚性桩和散体材料桩之间，具有可压缩性。可以将搅拌桩布置在较上层的基础结构范围之内，没有另外设置保护桩的必要。

（三）检验与评估

施工方案的评价结合定量与定性的类型准入，基本上分为主观评价法与层次分析法。

所谓主观评价法，是把参与道路地基加固工程评估的全部专家适当分组，据专家业内的权威程度，来决定专家打分的权重，计算各组专家的比重，选取数值最大的组的组中值为参考数值，一般权重范围为1~5。

所谓层次分析法，先确定评价目标，之后明确评价标准，再将二者连同道路地基加固工程施工方案建构出层次结构模型。评价者根据个人经验、知识技术、判断等不同标准展开对各层因素的风险评估审核。

道路地基加固工程的进行，深层搅拌桩地基加固法的应用是相当关键且不容忽视的一环。软弱地基如何处理，关乎着工程能否顺利进行，还影响到道路使用的安全与舒适。针对软弱地基的加固处理，要充分考虑道路工程的施工环境，仔细分析后再决定加固方法的选取，以确保工程整体的质量。

参考文献：

[1]李宪军.地基加固处理技术在道路工程施工中应用[J].中国新技术新产品，2008，（No.12602）：104-106.

[2]马义俊.强夯与深层搅拌桩地基加固技术在工程中的研究与应用[D].重庆大学，2003.

[3]唐泽华.简析地基加固处理技术在道路工程施工中应用[J].四川水泥，2015，（No.22303）：159.

[4]楼佳龄，周力.地基加固处理技术在道路工程施工中应用[J].中华民居（下旬刊），2014，（No.10702）：398.

[5]张少鹏.市政工程地基加固施工中新技术的应用[J].科技创新与应用，2013，（No.6222）：192.

[6]李卓东，徐有志.深层搅拌法在软土地基加固中的应用[J].沈阳工程学院学报（自然科学版），2005，（04）：91-93.