軟土地區公路橋頭過渡段地基處理技術研究

文振虎

（內蒙古天驕公路工程有限責任公司，內蒙古 鄂爾多斯 028000）

軟土地主要構成的部分就是軟土，它形成的原因是由于土壤在緩流水或者是靜水的條件下，慢慢堆積而成。軟土地區的土質松散、土壤強度弱、土壤的粘度非常小，并且整個土地區的結構都不穩定，如果在軟土地區進行公路建設，需要面對這些軟土地的缺點。如果沒有進行良好的處理，很容易使路基出現沉降或者是坍塌的情況，不僅僅影響公路的使用情況，而且也會造成經濟上的損失。因此，在軟土地的公路橋梁的施工中，就需要對軟土地的地基處理技術機型嚴格的把控，保證工程的質量。

1 固結排水技術

1.1 實驗對象

本次實驗的對象是軟土地區的兩個實驗板塊，分為對照組和實驗組兩個板塊，對實驗組通過固結排水技術對軟地基進行處理，對照組沒有進行技術處理。除此之外，雙方在其他條件上沒有異樣。

1.2 實驗方法

本次實驗采取的方法是三軸壓縮實驗法，能夠測量土的強度，也能夠測量土在應變量之間的關系。本次三軸壓縮實驗法井分為固結排水實驗和不固結不排水實驗以及固結不排水實驗三種。固結排水技術中分為加壓系統和排水系統兩種，因此，本次試驗中需要用的設備是三軸壓縮儀，具有施加周圍壓力系統和孔隙水壓力量測試系統以及壓力實等。

試驗方法是將試驗區的土切成圓柱體套在橡膠膜上，然后放在密封好的壓力室中，通過向壓力式注水的方式，模擬出真實的周邊壓力的情況，在這個過程中，需要保證液壓的狀態一直不發生變化，并且試驗用的試塊在三方面所受到的壓力相同，不會產生額外的剪應力。然后在利用傳遞力量的傳力桿，向試塊施加壓力，這次施加的是豎向的壓力，保持其他方向的壓力不變，并持續增加豎向壓力。另外需要測試實驗過程中，孔隙水受到的壓力，操作的步驟是打開空隙水的壓力閥，在試塊受到壓力的過程中，由于孔隙水的壓力出現變化，一起上的水銀面發生變化，這時候，只需要調整儀器上的水銀面維持在原來的狀態，就可以讀出所受壓力是數值。對于排水量的測試，只需要打開儀器中的排水閥，將水倒入容器中，然后對容器中的水進行測量即可。

1.3 實驗原理

固結排水技術的施工原理是通過排水井的設置，將土壤中的水分逐漸排出，從而加大土壤的密度，從而增強軟土地地基的強度、固結排水技術主要的作用就是解決軟土地地基沉降的問題，也能夠保證土壤的穩定性。需要注意的是固結排水技術主要是使用在飽和和軟弱土層，如果將它用在水流滲透性較低的泥炭土時，交過將會非常的不理想。排水固結法和其他的排水技術不同，它還有堆載預壓法、電滲排水法、真空預壓法等多種方法。本次實驗的原理就是模仿固結排水法，探究土壤的強度。

1.4 實驗結果

通過對實驗前后的空隙比值的比對以及壓縮強度的比對，空隙比值越來越小，垂直的壓力越來越大，表明固結排水技術增加土壤的強度和承載力。同時，根據實驗的排水量的計算，區域內的空隙水已經處于很少的狀態，即使填滿，也需要很長的時間，而土壤中水分的流失，意味著土壤強度的增強。

2 深層攪拌技術

2.1 實驗對象

某工地準備建設用于公路，其中需要連接一座橋梁。區域土質的封層情況：一層為雜填土、一層為淤泥土、一層為砂石層、一層為淤泥質土、一層為碎石土。由于土層差異過大，多以需要進行詳細的剖析。

2.2 實驗方法

本次實驗方法采取是是深層攪拌加固法，分為前期實驗以及主體實驗兩個部分。試驗前期，考慮到本區域土壤層淤泥層過多，因此，對多需要的加固層進行取樣的工作，然后在室內進行抗壓強度的實驗，本次實驗沒有極限標準的限制，然后對試塊進行水泥的混摻工作，摻和的比例分別是10%、15%、20%，實驗的時間分為半周、一周、兩周，實驗期間摻加石膏和粉煤灰等輔料。主體實驗法包括深層攪拌樁的承載力、攪拌樁面積置換率的確定、條形基礎的寬度和樁數以及沉降量的計算，確定實際的實驗數值。同時，在試驗后一個月后，對樁進行抽次年實驗，判定試驗區域的整體抗壓強度。

2.3 實驗原理

深層攪拌技術顧名思義就是利用特殊的設備將通過鉆頭和鉆柱深入低下，將水泥或者是混凝土或者是其他的加固材料與需要加固的軟土層進行強制性的攪拌，通過軟土和加固材料的緩和作用下，提升正片區域的土壤硬度，并不逐步形成鉆桿作用下的鉆柱，與地基聯系在一起，保證軟土地基的穩定性和強度。本次實驗采取的就是深層攪拌技術法，通過實際的操作和在試驗中數值的計算，從而得到詳細的實驗數據。

2.4 實驗結果

從前期實驗和主體試驗中，可以得出，深層攪拌技術要在有機物含量高并且攪拌摻和量大的情況下，才能夠達到理想的強度。第二點結論是如果水泥在進行攪拌中超過15%的數量，在加入粉煤灰或者是其他的一些固化劑，最后形成的土壤強度會降低。第三點是水泥層的不同會對實際加固的效果有著明顯的影響。

3 碎石樁振動法

（1）實驗對象。碎石樁振動法的應用，需要在一些松散的沙石土質中才能夠得到很好的運用，因此在實驗匯總也需要對實驗的場地進行仔細的挑選，本次實驗的區域是多半是為粉細砂和中砂為主的地質結構。

（2）實驗方法。本次實驗中，需要對碎石樁進行處理。在實驗前需要布置三個試驗點，將試驗點上部及其的碎石樁體進行定點清除，然后在將本次實驗中的模擬實驗塊放置其中，然后在將激振設備和相關的傳感器設備進行合理的放置。本次實驗中所用到的試塊，強度為C30 的混凝土立方體試塊，強迫振動激振設備采用的是5.5W 的偏心激振器，自由振動的激振器則采取的是25Kg 和18 磅的重錘，在數據采集方面采取DA&P-B01 進行詳細的記錄工作。通過自由振動的信號疊加和得到詳細的電波動，然后通過電機的轉速得到其振動的波形。在本次試驗中，將強行改變激振器的頻率和方向，轉變成變擾力的測試，通過豎向振動和水平振動以及扭轉測試的振動，在傳感器中得出本次實驗的結果。

（3）實驗原理。碎石樁法主要是通過振動或者是沖擊，將特使的樁管打入地底，在地基薄弱處投入然后打實并進行拔管的操作，形成一個個緊密的碎石樁，和原有的地基儀器形成復合型地基，這種方法能夠很好地加固比較松散的砂石區。

（4）實驗結果通過本次實驗的三個測試點多種結果分析，碎石樁體由于發生置換和振沖方面的作用，會對原有的沙石層起到良好的縝密效果，原有的地基在結構上也會得到明顯的改善，相比較于實驗以前，本區區塊的土層抗壓強度是元土壤抗壓強度的兩倍以上。所以，在松散砂地的地質環境下，使用碎石樁振動法能夠明顯地提高地基的承載能力，也能夠使地基在整體性能上得到改善。

4 結語

軟土地區修建的路堤易發生沉降過大或不均勻沉降等病害，特別是在橋頭處，易產生橋頭跳車現象，通過對橋頭軟土路段、一般軟土路段、路橋過渡段采用不同的軟基處理方法，實現沉降過渡。橋頭跳車現象顯著減小，處理效果良好。因此，采用科學合理的軟地基處理技術是其中重要的一環，我們要不斷地開發更先進的處理技術，保證道橋施工的質量。