橋梁及涵洞軟弱地基的處理方法研究

馮媛媛

摘? 要：橋梁和涵洞作為構筑物在工業生產以及交通運輸中發揮著至關重要的作用，而地基的質量決定著工程質量，面對越來越稀缺的土地資源以及復雜的地質環境，如何有效地處理一些弱地基并對其進行加固，從而提高整體的工程質量是當前面臨的核心問題。

關鍵詞：軟弱地基? 處理? 方法

中圖分類號：K928 ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）09（c）-0045-02

公路中之所以修筑橋梁以及涵洞的主要原因在于，在公路建筑過程中不可避免地要經過一些山谷和河流，為了讓公路發揮其運輸功能，必須要修筑橋梁以及涵洞，但是地基的堅固程度會受到所在地環境的影響，環境因素的復雜程度在一定程度上也會影響地基的處理難度。

1? 軟弱地基的定義

我國《建筑地基基礎設計規范》中對軟弱地基的概念進行了如下界定，即材質主要包含淤泥、雜填土、沖填土以及壓縮土層的地基稱為軟弱地基，軟弱地基常存在于凍結線25cm以下的沖刷土層內。

2? 軟弱地基的特點

2.1 承載力以及抗剪強度低下，透水功能弱

軟土地基承載范圍處于50～80kPa，如果不對地基進行固化處理，當軟弱地基的土質多為淤泥時，會呈現這樣的特性。因為淤泥產生于流速緩慢的水環境中，經過一定的物理和化學作用后，最終變成飽和性黏土。

2.2 容易變形，壓縮性強

若地基的土質為雜填土這類由日常工業以及生活建筑垃圾組成時，因為建筑垃圾和工業垃圾的分子結構大，顆粒也較為粗糙，從而導致土質非常的松散，粘結性較大。

2.3 土質結構復雜

一些結構較為復雜的細砂也會是地基軟弱的主要特征，這些細砂多產生于機械挖掘時土層所受到的物理作用，加上地下水的沖刷，最終讓細砂進入地基土層，由此導致地基松軟。

3? 如何有效改善加固地基

3.1 強化土層的密度，提高土層承載力

增強土層密度的核心方法就是用采用物理積壓的方式讓土層變得緊密，普通的施工過程中，常用的積壓法有五種，即表面壓實、砂樁法、深度振密、預壓、電滲法。

表面壓實法要通過起重機進行操作，讓起重機吊起重錘距地面高度約5m左右，借助重力砸在土層表面，從而讓土層變得更加緊實，這種方法對雜填土以及砂類土這類土層最為適用;采用砂樁法時需要通過一根前端尖銳，內部空心的鋼管完成，當鋼管進入土層時，地基土層的位置發生位移，鋼管附近的土層會積壓周圍的土層，從而提升整體土層的密度。當這一步操作完成后，還需要向鋼管內灌入砂土，最后將管內的砂土砸實，但是采用該方法時需要考慮地基的承載能力，這類方法非常適合一些塑性較差的土層。深度振密法主要是對一些含水率較大砂土的荷載能力進行改善，一方面可以避免地基沉降影響路面正常使用，另一方面可以將外力作用對橋梁的損害程度降到最低;預壓法和表面壓實法在原理上都非常接近，但是預壓法主要是通過在地面積壓重物這種方法提高地面的載荷力，當土層變得緊實后，需要移除地面堆積物后方能進行施工。有數據表明，土層的固結程度受到排水距離的影響，如果要增加固結度，必須要設置合理的排水距離，此時可借助砂井法，在砂井上方加設砂溝，從而有效改善排水性能，提高土層固結效率;電滲法在土層加固時一般較少采用，但是電滲法也具有加固土層的作用，進行電滲法前需要在地基中安置金屬電極，因為電流的原因，導致負極發生電滲現象，從而負極在物理作用下開始抽水，最終地下水水位下降，地基間的縫隙有所增大，在重力的影響下，地基的滲水能力增強，同時也改善了地基的固結度。

3.2 調節地基應力分布，減少形變

地基發生沉降的主要原因：一方面是因為地基應力分布不均，另一方面由于土層結構不佳，導致地基形變程度過高。基于此，一般采用砂土鋪墊以及提前浸泡這兩種加固方法加固軟弱地基。

進行鋪墊的前提是當施工到地基土層一定深度時，需要將地基上覆蓋的一些性質較軟的土層去除，然后在土層上鋪設一層砂土作為墊層。經過砂土鋪墊的墊層擁有很強的強度，當墊層上的壓力增加時，砂土會將壓力擴散，從而降低地基沉降壓力，與此同時，砂土也有效增強了地基土層的排水能力，讓地基土層凝固加快。又加上砂土較強的摩擦力，從而減弱了地基土層的滑動。若土層土質為黃土時，可以先對黃土進行加水，讓黃土保持穩固狀態，施工中的基坑灌水就屬于提前浸泡法，如果黃土層深度值較大，施工時可以先在基坑內鉆一個孔，用砂石進行填埋，將深度控制在黃土層深度下，然后在土層中灌水，從而提高黃土層的濕陷度，降低地基下沉概率。

3.3 土層中混入其他材料，運用化學作用改變土層性質

這類方法主要是借助化學反應增強土層的固結率，一般施工過程中常用這4個方法讓土壤的性質發生改變：（1）土壤硅化以及堿化處理;（2）向土層中注入石灰;（3）砂礫地基進行灌漿;（4）水泥土攪拌法。對土壤進行硅化處理多用于一些透水性較差的黃土地基，在土壤中注入硅酸鈉溶液，通過土壤和溶液的化學反應，使得土壤的穩固性增加，當土壤的穩固性有所上升時，土壤保水量也會有所提升。而堿化處理是指將濃度配比合適的氫氧化鈉溶液進行預熱，當溫度達到90℃時，借助鐵管讓堿液進入土層中，氫氧化鈉溶液和土壤中的各類元素發生化學反應，從而提高黏土的固結度。當地基濕陷性為二級時，不能直接注入堿液，必須先進行實驗，確保堿液不會損害土層結構。而在土層中加入石灰的原因一方面在于石灰良好的抗水能力，可以讓土層保持干燥，從而提高土層的堅固性。一般情況下，石灰和土層的比例以2∶7為佳，土壤也應該選擇粘性土，將石灰和土層均勻混合，然后加濕，當密度達到要求時才能進行鋪筑，鋪筑厚度范圍要在15～30cm以內。如果地質情況比較復雜時，多采用砂礫灌漿法，砂礫憑借其良好的透水性，可以將由滲流帶來的地基毀壞概率降低。借助一定的壓力將水泥和其他漿料注入地基的孔洞中，從而提高地基的承載力，但是灌漿前必須要進行鉆孔工作，施工時要格外注意孔洞的距離和深度，在壓力和漿料達到標準時方能進行灌漿操作。水泥土攪拌法的地基土層多為淤泥土質以及一些流動性較差土質結構松散的地基。水泥充當固化劑，在機械攪拌完成后注入土層內繼續進行攪拌，此時水泥和地基土層之間會產生一定的化學反應，最后軟土逐漸硬化，最終形成完整性、透水性效果較好的地基，但是值得注意的是，若地基土層的水含量不足三成時或土壤酸堿度數值不足4時，不能采用這種方法。若施工溫度較低，有必要進行升溫處理，若土層的塑性指數大于25，或者地下水具有腐蝕性時，要挑選適合加固的方法，不能隨意選擇，其中水泥土固體可以充當垂直向的復合地基。

4? 結語

綜上所述，加固軟弱地基方法非常多，然而每一種方式都是優缺點并存的，不存在完全讓眾人滿意的答案，延伸到具體的工程實施過程中，由于施工過程中存在各種不確定因素，必須要將施工地的環境和自然條件考慮在內，選擇合適的施工方案，力求滿足高效安全、成本低廉、工期短暫這些要求，為公路建設打好基礎。

參考文獻

[1] 李仰科.高速鐵路施工期間路基與橋梁、涵洞過渡段的處理措施[J].工程建設與設計，2018，382（8）：136-137.

[2] 佚名.關于公路橋梁涵洞的施工技術及其質量控制措施分析[J].四川水泥，2018，266（10）：43.

[3] 秦嗣傑.混凝土橋梁涵洞病害快速修補和加固技術研究——以阿富汗公路項目為例[J].工程技術研究，2018（2）：39-40.