軟弱地基在道路橋梁施工過(guò)程中的處理措施分析

摘 要：由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展和城市化建設(shè)水平的快速提高，近些年來(lái)我國(guó)在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域的投資水平也正在逐年增長(zhǎng)，在道路橋梁建設(shè)方面表現(xiàn)尤其明顯。軟弱地基對(duì)于建筑物使用中的安全性和穩(wěn)定性具有重大的影響，在大型道路橋梁工程的建設(shè)中非常常見(jiàn)，特別是在我國(guó)包括廈門(mén)在內(nèi)的東部沿海地區(qū)，軟弱地基出現(xiàn)的更加頻繁，如果不能及時(shí)進(jìn)行處理將會(huì)給施工造成巨大的危害。本文專(zhuān)門(mén)針對(duì)軟弱地基的處理措施進(jìn)行了探討和分析。

關(guān)鍵詞：道路橋梁;軟弱地基;處理措施

前言

受到經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的影響，我國(guó)日益頻繁的經(jīng)濟(jì)交流和貿(mào)易往來(lái)給交通系統(tǒng)帶來(lái)了巨大的壓力，全國(guó)各地對(duì)于交通建設(shè)的需求都在迅速增加。目前，道路和橋梁在地面交通中依然占有重要的地位，是客運(yùn)和貨運(yùn)的主要方式之一，因此道路橋梁建設(shè)和運(yùn)行的質(zhì)量受到了人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。道路橋梁的施工質(zhì)量可能會(huì)受到多種因素的影響，其中軟弱地基處理不當(dāng)是道路和橋梁發(fā)生塌陷和開(kāi)裂的主要因素之一，在相關(guān)工程中應(yīng)當(dāng)作為重點(diǎn)進(jìn)行關(guān)注。

一、軟弱地基的定義

道路、橋梁等工程在建設(shè)的過(guò)程中，進(jìn)行地基施工時(shí)可能會(huì)遇到一些比較松軟的土層，由于這些土層中含水量較高，密度較低，或含有有比較多的雜質(zhì)等，導(dǎo)致工程完工后抗壓性不足，無(wú)法投入正常使用，這種地質(zhì)情況通常被稱(chēng)為軟弱地基。如果不能對(duì)軟弱地基進(jìn)行有效地處理，或處理的不及時(shí)，那么工程的施工和使用都將會(huì)面臨極大的安全隱患，施工者、使用者的生命和財(cái)產(chǎn)安全都無(wú)法得到可靠的保障。道路橋梁工程在施工中遇到的軟弱地基通常是軟土、充填土和雜填土。軟土主要可分為泥炭土和淤泥土兩種類(lèi)型，主要特點(diǎn)是較高的含水量和比較差的透水能力，強(qiáng)度和密度無(wú)法滿(mǎn)足地基的使用要求。在道路橋梁施工中對(duì)于軟土地基處理的目的在于提升其牢固性等基本性能，當(dāng)這些性能都能夠滿(mǎn)足地基的使用要求之后，才能進(jìn)行下一步施工。根據(jù)沉積環(huán)境的不同，可大致將軟土分為濱海軟土等。填充土通常是在工程施工中人為填筑而成，由于缺少充填的過(guò)程，因此和充填土相比，回填土在穩(wěn)定性和團(tuán)結(jié)性上要稍遜一籌。

二、軟弱地基的處理原則

新建的道路和橋梁應(yīng)該優(yōu)先選擇利用天然地基，淤泥和淤泥質(zhì)土可通過(guò)鋪設(shè)地基持力層改善其性能，并且在鋪設(shè)的過(guò)程中應(yīng)該避免對(duì)淤泥或淤泥質(zhì)土產(chǎn)生擾動(dòng)。對(duì)于均勻性和密度較好的充填土、雜填建筑垃圾、性能穩(wěn)定的工業(yè)廢料，可直接作為地基使用。根據(jù)不同的工程情況、地基土質(zhì)條件和組成，經(jīng)過(guò)處理的軟弱地基抗剪強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)?shù)玫接行У奶岣?，使地基能夠保持在足夠穩(wěn)定的狀態(tài)。土壤的壓縮率降低，保持工程能夠進(jìn)行整體性的均勻沉降。土壤的透水性降低，能夠有效地阻止或減少水的滲入，避免由于水流滲透導(dǎo)致的地基破壞。土壤的動(dòng)力性能得到有效改善，避免由于土壤的震陷變形或震動(dòng)液化導(dǎo)致地基的穩(wěn)定性受到影響。通過(guò)消除或減少土壤的沉陷性和漲縮性，避免由于地基發(fā)生變形導(dǎo)致道路和橋梁發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞，影響交通的正常運(yùn)行。

三、軟弱地基處理措施的分類(lèi)

軟弱地基的處理需通過(guò)采取一些有效的措施對(duì)地基進(jìn)行加固，在工程實(shí)踐中比較常用的措施有換填、排水、振密擠密等。這些處理措施能夠?qū)Φ鼗膭偠?、滲透性等基本性能進(jìn)行有效的改善，達(dá)到工程對(duì)地基的基本要求。根據(jù)處理機(jī)理的不同，目前對(duì)于地基的處理方法主要有置換、排水固接、固結(jié)、振密擠密、加筋、冷熱處理、替換和糾傾八種。置換就是用硬度較高，耐腐蝕性較強(qiáng)的土壤換掉不符合工程施工要求的地基土，置換法在工程施工中的使用頻率非常高，在換土墊層中最常用。排水固結(jié)法需在地基中開(kāi)挖豎向的排水井，通過(guò)對(duì)表面土壤加載重壓的方式消除土壤中的孔隙，使土壤中多余的水分從排水井逐漸排出。排水固結(jié)法能夠有效的增加土壤的密度，使土壤的抗壓性能得到顯著的提高。通過(guò)氣壓、液壓或電動(dòng)化學(xué)等方式向軟弱地基中灌入水泥漿液等固化物，漿液和土壤顆粒在膠結(jié)后形成的固化物能夠?qū)Φ鼗恋奈锢砗突瘜W(xué)性質(zhì)進(jìn)行有效地改善。固化物可通過(guò)高壓注漿法等方式完成灌注。振密和擠密的加固措施通常需向軟弱地基中摻入質(zhì)地較為堅(jiān)硬的骨料形成復(fù)合地基。復(fù)合地基的上層硬度會(huì)得到明顯的提升，使地基的強(qiáng)度得到有效的改善。振密擠密常用的方法有表層壓實(shí)法、重錘夯實(shí)法等。隨著施工技術(shù)和土工合成材料的不斷發(fā)展，加筋法在軟土地基的處理中使用頻率越來(lái)越高。加筋法就是通過(guò)在地基中添加土工布、土工格柵等土工合成材料來(lái)對(duì)地基的性能進(jìn)行改善。冷熱處理的方法是指通過(guò)在工程建設(shè)中調(diào)節(jié)溫度的高低來(lái)實(shí)現(xiàn)改善地基性能的目的，對(duì)地基的硬度和抗壓性能進(jìn)行有效的提升。替換法，也稱(chēng)基礎(chǔ)替換，就是對(duì)原有的基礎(chǔ)進(jìn)行改建，提高其穩(wěn)定性。糾傾適用于已經(jīng)完成施工，但由于地基原因發(fā)生傾斜變形的建筑物，常用的糾傾措施有振搗液化法、加載迫降法等。

四、軟弱地基的處理措施

（一）置換法

由于軟弱地基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性等性能無(wú)法滿(mǎn)足地基的使用要求，因此不能直接作為道路橋梁的地基。在施工中通常將軟弱地基的表層土置換成符合工程要求的填充材料來(lái)滿(mǎn)足道路橋梁地基的使用要求。由于工程量的原因，置換法的應(yīng)用范圍受到一定的限制，通常只能應(yīng)用在軟土層厚度比較薄的工程中。在具體操作中可根據(jù)施工的需將一定厚度的土層挖掉后填充一些爐渣、灰土等符合工程要求的材料，再通過(guò)夯壓使置換的材料達(dá)到足夠的強(qiáng)度和密度，實(shí)現(xiàn)工程要求的承載力。

（二）管樁加固法

（1）碎石樁加固法

碎石樁加固法通過(guò)夯擊或震動(dòng)等方式對(duì)軟弱地基進(jìn)行打孔施工，然后在完成的孔內(nèi)填充具有較強(qiáng)固結(jié)性和穩(wěn)定性的碎石砂礫等材料，通過(guò)充分的擠壓、振搗等措施，最終形成的砂石樁體具有很高的強(qiáng)度和密度。碎石樁加固法通過(guò)在原本的軟弱基礎(chǔ)內(nèi)加入碎石樁，在對(duì)原有的軟弱土層進(jìn)行擠密的基礎(chǔ)上增加了高強(qiáng)度、高密度的碎石樁，兩者的結(jié)合使地基的承載力得到了顯著的提升，作為道路橋梁的持力層有著非常優(yōu)越的使用性能。碎石樁加固法在黏土、雜填土等軟弱地基的施工中比較常見(jiàn)，由于這種加固方法需較高的成本，因此目前的使用頻率不高。

（2）夯實(shí)水泥土樁加固法

夯實(shí)水泥土樁加固法與碎石樁加固法非常類(lèi)似，但填充材料采用的是水泥和粉煤灰等。夯實(shí)水泥土樁加固法與碎石樁加固法相比成本更低，工期更短，施工方法更簡(jiǎn)便，因次在道路橋梁基礎(chǔ)施工中得到了廣泛的應(yīng)用。

（3）鋼筋混凝土管樁加固法

在目前的道路橋梁基礎(chǔ)施工中，鋼筋混凝土管樁加固法屬于一種比較新穎的軟弱地基加固方法。鋼筋混凝土管樁的澆筑工作需專(zhuān)門(mén)的機(jī)械來(lái)完成，地基的整體承載力通過(guò)增強(qiáng)軟弱地基土體和混凝土管樁之間的摩擦力來(lái)實(shí)現(xiàn)。與其他加固方法相比較，鋼筋混凝土管樁加固法具有更好的加固效果，且施工速度快，使用壽命廠，具有更高的經(jīng)濟(jì)效益。

（4）碎石粉煤灰混凝土樁加固法

碎石粉煤灰混凝土樁加固法是指通過(guò)錘擊、振動(dòng)或靜力壓樁將無(wú)縫鋼管逐一沉入地基，然后將攪拌好的混凝土灌入，在振動(dòng)的同時(shí)緩緩拔出鋼管，使混凝土將凝結(jié)成樁。適當(dāng)?shù)膿饺胍恍┓勖夯夷軌驅(qū)炷恋暮鸵仔院凸ぷ餍阅苓M(jìn)行有效地改善。

（三）密實(shí)加固法

（1）排水?dāng)D密加固法

排水?dāng)D密加固法適用于沼澤、沿河沿海等含水量較高的軟弱地基。施工中通常使用塑料排水板插入軟土地層中，然后通過(guò)加載預(yù)壓使土壤中多余的水分沿著塑料排水板排出，利用砂墊層進(jìn)行吸收。通過(guò)這種處理措施，土壤中的含水量可得到顯著的降低，地基的承載力能夠得到有效的提升。排水?dāng)D密加固法的應(yīng)用時(shí)間還很短，它開(kāi)辟了軟弱地基加固的新的有效途徑，取得了令人滿(mǎn)意的效果。由于施工工藝簡(jiǎn)單，因此在工程實(shí)踐中應(yīng)用比較廣泛。

（2）深層密實(shí)加固法

深層密實(shí)加固法通過(guò)擠壓和爆破來(lái)實(shí)現(xiàn)地基加固的效果，在對(duì)于黏土、雜填土等軟弱地基的處理中應(yīng)用比較廣泛。深層密實(shí)加固和淺層密實(shí)加固雖然使用的設(shè)備有所不同，但基本原理是一樣的。深層加固法可應(yīng)用于多種軟弱地基的加固處理中，適用范圍非常廣泛。

（3）高壓噴射注漿法

高壓噴射注漿法是指將具有較強(qiáng)固結(jié)性和穩(wěn)定性的數(shù)你、粉煤灰等材料通過(guò)高壓噴射設(shè)備注入軟弱地基的深層，對(duì)地基的整體承載力進(jìn)行有效的提高。高壓噴射注漿法施工簡(jiǎn)便，效果顯著。

（4）水泥土攪拌法

將水泥注入到軟弱地基中，通過(guò)施工機(jī)械進(jìn)行充分的攪拌，混合物在凝固后能夠?qū)Φ鼗膹?qiáng)度和穩(wěn)定性起到良好的增強(qiáng)效果，并且成本方面占有顯著的優(yōu)勢(shì)。

（四）加筋處理技術(shù)

加筋處理技術(shù)在軟弱地基的處理中應(yīng)用也比較廣泛。加筋處理技術(shù)的表現(xiàn)形式非常的復(fù)雜多樣，包括在邊坡中打入土釘或碎石、在路堤內(nèi)鋪設(shè)土工合成材料等，對(duì)于地基整體承載力的提升具有非常顯著的效果。

結(jié)束語(yǔ)

地基作為道路橋梁壓力的主要載體，必須能夠承受道路橋梁自身以及車(chē)輛行駛帶來(lái)的雙重荷載，對(duì)強(qiáng)度和承載力有著非常高的要求。我國(guó)在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中一向重視先進(jìn)技術(shù)手段和高科技材料的應(yīng)用，在軟弱地基的處理中必須要因地制宜的采取有效的措施，為道路橋梁的建設(shè)者和使用者的生命和財(cái)產(chǎn)安全提供有效的保障。

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作者簡(jiǎn)介：

徐長(zhǎng)燁（1982-）男，蒙古族，內(nèi)蒙古赤峰市人，中交一公局廈門(mén)工程有限公司的工程師，本科，研究方向：道路與橋梁工程.