道路橋梁工程中軟土地基的施工處理方法研究

魏麗華

永昌路橋集團(tuán)有限公司

道路橋梁工程中軟土地基的施工處理方法研究

魏麗華

永昌路橋集團(tuán)有限公司

軟土地基通常也被叫做淤質(zhì)土或淤泥，其自身具有很高的水分，而且水分若想自己流出來(lái)的概率也不是很大。另外，壓縮的時(shí)間通常在軟弱地基上會(huì)很長(zhǎng)，而且以粘粒形式存在的軟土地基比較的多，盡管擁有很大的孔隙，不過(guò)因?yàn)楹芗?xì)的單個(gè)孔隙，所以孔內(nèi)的水不容易流動(dòng)，因此造成了較低的透水性。

道路橋梁；軟土地基；處理

1、道路橋梁工程中軟土地基特點(diǎn)

1.1 流動(dòng)性強(qiáng)，含水量大

粘土顆粒和淤泥是軟土的主要成分，其中的孔隙度比較大，而且孔隙比在1到2之間，同時(shí)含水量比較高，在30%到80%之間。軟土路基中的有機(jī)物在自然環(huán)境下會(huì)產(chǎn)生絮狀結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)沉降現(xiàn)象。并且軟土路基在剪應(yīng)力的影響下會(huì)產(chǎn)生變形問(wèn)題，導(dǎo)致抗剪強(qiáng)度明顯降低，進(jìn)而出現(xiàn)明顯的流動(dòng)性。

1.2 抗剪強(qiáng)度比較低

軟土路基的抗剪強(qiáng)度不高也是一個(gè)主要特點(diǎn)，一般來(lái)說(shuō)天然軟土的抗剪強(qiáng)度不會(huì)超過(guò)二十兆千帕，內(nèi)摩擦角度在二十到三十之間，這是軟土路基不排水情況下的特性。如果給軟土路基施加一定荷載，就會(huì)實(shí)現(xiàn)排水固結(jié)，就能夠顯著的改變軟土的抗剪強(qiáng)度。軟土強(qiáng)度的提升和排水固結(jié)的速度成反比關(guān)系，固結(jié)速度快樂(lè)，強(qiáng)度也會(huì)快速提升。

1.3 滲透性差，壓縮性高

軟土本身具有較強(qiáng)的壓縮性，壓縮模量一般都低于4帕，并且和液限指數(shù)成正比關(guān)系。軟土的滲透性也不強(qiáng)，所以，軟土路基的鞏固需要較長(zhǎng)的時(shí)間周期。此外，軟土路基還具有一定的結(jié)構(gòu)性，如果受到震動(dòng)和擠壓的影響，其絮狀結(jié)構(gòu)會(huì)被破壞，土壤的整體強(qiáng)度也會(huì)收到影響，如果外力過(guò)大就會(huì)進(jìn)入整體流動(dòng)的狀態(tài)，軟土的強(qiáng)度會(huì)在一定的時(shí)間后逐漸恢復(fù)。

2、道路橋梁工程中軟土地基處理方法

2.1 換填土法

如果軟土地基比較淺，就適合使用換填法，其中主要有挖填法、拋石法和爆破法等等。對(duì)于不方便排水的地段，可以應(yīng)用拋石法，這些地段需要具有方便采集的石料，并且地面表層不能有硬外殼，土層的厚度小于三厘米并且處于流動(dòng)的狀態(tài)，將大于三十厘米的石片從兩邊向路堤的中間部位拋擲，進(jìn)而把較軟的泥土擠向兩邊，然后使用重型壓路機(jī)把外露的拋石壓實(shí)，并且在上面鋪設(shè)一定厚度的反濾層，在完成填土后就算完成施工。挖填法可以應(yīng)用具有軟弱表層的地面，一方面便于挖填操作，一方面邊便于排水處理，在施工的過(guò)程中需要及時(shí)清除掉不符合施工標(biāo)準(zhǔn)的土層，并且填充進(jìn)合適的材料，一般來(lái)說(shuō)，挖填的深度需要控制在兩米以內(nèi)。

2.2 強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法，又稱動(dòng)力固結(jié)法或動(dòng)力壓實(shí)法，是我國(guó)在1978年引進(jìn)于法國(guó)，其具有設(shè)備簡(jiǎn)便、效果明顯、高經(jīng)濟(jì)性和施工速度快等優(yōu)勢(shì)，是處理軟土地基時(shí)常用的方式之一。正如其名所示，強(qiáng)夯法的施工需要運(yùn)用重達(dá)10～40t的重量自10～40m高度地方進(jìn)行自由落體，重力勢(shì)能下落時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能，在與地面接觸瞬間，一部分動(dòng)能以聲波的傳播形式像周圍蔓延，一部分由于錘土摩擦轉(zhuǎn)化為熱能外，大多數(shù)的沖擊力量產(chǎn)生自由振動(dòng)，進(jìn)而進(jìn)行地基夯實(shí)，如此反復(fù)多次，軟土遭受反復(fù)應(yīng)力后降低松散性和壓縮性，變得緊實(shí)，提高了土質(zhì)的強(qiáng)度。

2.3 水泥深層攪拌樁法

該方法通常運(yùn)用到軟土路基處理中，其媒介主要是硬化后具備較高強(qiáng)度的水泥，充當(dāng)軟土堅(jiān)固成長(zhǎng)溫床的作用，同時(shí)借助其特性，讓水泥逐步滲透到軟土里面，將強(qiáng)大粘合力作用發(fā)揮出來(lái)，以此對(duì)軟土進(jìn)行轉(zhuǎn)換，提升其堅(jiān)硬水平。軟土地基和水泥融合在一起后，通過(guò)物化反應(yīng)后可增強(qiáng)土體的整體強(qiáng)度，防止發(fā)生變形的問(wèn)題，延長(zhǎng)軟土的沉降時(shí)間。在軟土路基處理時(shí)采用水泥深層攪拌樁法，可以大限度減少沉降量，讓邊坡保持更穩(wěn)定的狀態(tài)，這樣軟土路基的承載力也能得到增強(qiáng)，應(yīng)用范圍也更廣。

2.4 沙石墊層法

如果路堤與脆弱土層的深度較低，并且在2倍頂點(diǎn)高度之下，就可以利用沙石墊層法，把碎石塊、砂礫等材料平鋪在路堤下方的土層上。在這一操作過(guò)程中，必須要對(duì)土壤的埋填速度實(shí)行嚴(yán)格掌控，通常情況下施工耗費(fèi)的時(shí)間會(huì)比較長(zhǎng)。如果路堤較高，并且脆弱土層深度超過(guò)了5m，就可以采用沙井的方法增加地基的穩(wěn)固性，使地基在高壓噴水、陷入鋼管與鉆探等手段的影響下，呈現(xiàn)出井孔，再把中沙和粗砂倒入井孔內(nèi)。三向排水凝固是沙井技術(shù)的基本原理，沙井的井距與其直徑相比，要大上8-～10倍，沙井的深度需要穿越地基的承壓面與滑動(dòng)面，呈梅花形或矩形分布，以確保排水順利凝固。

2.5 高壓旋噴注漿法

高壓旋噴注漿法主要運(yùn)用的是鉆機(jī)設(shè)備，將注漿管鉆進(jìn)預(yù)定位置后，通過(guò)噴嘴以20MPa左右的高壓流體(漿液或水)對(duì)土體進(jìn)行沖切，形成水泥土增強(qiáng)體。高壓旋噴注漿法有單管法、二重管法、三重管法。噴射漿液時(shí)通過(guò)旋轉(zhuǎn)、提升以形成定噴、擺噴和旋噴等形式方法，最終形成復(fù)合地基，有提高地基承載力、減少沉降的作用，也常用它形成防滲帷幕。本方法適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、黃土、砂土、人工填土和碎石土等地基。

2.6 CFG樁復(fù)合地基

首先，CFG樁復(fù)合地基應(yīng)該按照現(xiàn)場(chǎng)的試樁狀況進(jìn)行安排，最好采用沉管法來(lái)對(duì)軟土地基進(jìn)行CFG樁體搭設(shè)，并在道路橋梁的連接處設(shè)置長(zhǎng)度在56～70m的過(guò)渡段，通過(guò)過(guò)渡段來(lái)引導(dǎo)橋頭與加固處理區(qū)，并采用等邊三角形布置來(lái)調(diào)整樁長(zhǎng)、樁間距離，同時(shí)按照一般道路橋梁堤段的沉降方法來(lái)實(shí)施剛?cè)徇^(guò)渡處理。在打樁達(dá)到樁身強(qiáng)度以后再進(jìn)行褥墊層填筑，確保墊層頂所鋪設(shè)的單層雙向土工格柵滿足回填臺(tái)背要求。考慮到不同間距狀況下CFG樁的復(fù)合地基剛度不同，所以在道路橋梁的過(guò)渡段就能形成地基剛度的過(guò)渡效果，使原有剛度差異變成剛?cè)峋徛^(guò)渡段，而道路橋梁的跳躍沉降形式也會(huì)逐漸轉(zhuǎn)化為緩和的線性過(guò)渡，使沉降量大大降低。

總而言之，近年來(lái)隨著我國(guó)交通發(fā)展需求的日益提高，大部分道路線路修建不得不通過(guò)土質(zhì)條件不良的地基，即在軟弱地基上修路，這對(duì)我國(guó)道路施工過(guò)程帶來(lái)了諸多不利影響。這就要求我們?cè)谝院蟮膶?shí)際工作中必須進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)其處理技術(shù)的優(yōu)化，以保證整體工程質(zhì)量安全。

[1]朱宇.淺談道路橋梁工程中軟土地基的施工處理措施[J].中華民居(下旬刊)，2014，03：355-356.

[2]蔣光兵.探析道路橋梁工程中軟土地基的施工處理措施[J].門窗，2015，01：164.