市政道路橋梁施工中軟土地基處理技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐

毛梁

（江蘇通達(dá)建設(shè)集團(tuán)有限公司，江蘇常州 213000）

在橋梁施工過(guò)程中，由于工程設(shè)計(jì)的規(guī)劃難度通常較大，施工中經(jīng)常遇到軟土地形。軟土地基是影響橋梁安全的一個(gè)重要因素，這將造成大量的施工問(wèn)題和安全問(wèn)題。從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度看，如果軟土地基沒(méi)有采取正確的措施，施工效果穩(wěn)定性就會(huì)降低，會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)沉降過(guò)多或不均勻，危及行人和車輛的安全。因此，在橋梁施工過(guò)程中，有必要加強(qiáng)軟土地基的結(jié)構(gòu)。

1 軟土地基的概念以及特點(diǎn)

1.1 軟土地基的概念

軟土地形通常由高粘性土、粉土等材料組成，具有高壓縮性、高含水量、分布廣等特點(diǎn)。軟土地基易受外界因素影響，造成裂縫和變形，影響橋梁的整體安全。如果市政道路橋梁工程需要穿越軟土地段，必須采取有效措施加強(qiáng)軟土地基，提升軟土地基的承載力和穩(wěn)定性。由于軟土的特性，建在其上的路橋結(jié)構(gòu)很容易出現(xiàn)沉降和開(kāi)裂，從而產(chǎn)生彎曲、裂縫等危險(xiǎn)現(xiàn)象。施工人員必須采取合理的對(duì)策，才能提高施工質(zhì)量、軟土地基的穩(wěn)定性，以及整體安全系數(shù)。

1.2 軟土地基的特點(diǎn)

軟土地基的壓縮過(guò)程相對(duì)較慢，施工隊(duì)伍可以利用有效的策略，實(shí)現(xiàn)軟土地基的結(jié)構(gòu)性平衡，滿足建筑質(zhì)量的要求。一般來(lái)說(shuō)，軟土地基的變形主要表現(xiàn)為地基沉降。在橋梁長(zhǎng)期使用的地方，由于壓縮力大，容易產(chǎn)生裂縫。同時(shí)，重型車輛壓力過(guò)大，軟土地基被進(jìn)一步擠壓，導(dǎo)致地基沉降甚至斷裂。基坑斷裂是軟土變形的另一種形式，其危險(xiǎn)性往往難以預(yù)測(cè)，破壞程度高于地基沉降。一旦地基斷裂，車輛不能正常通行，只能采取臨時(shí)橋梁封閉措施，造成交通系統(tǒng)癱瘓。地基長(zhǎng)期受外力影響時(shí)，原有的細(xì)部變形會(huì)逐漸加強(qiáng)，導(dǎo)致整體質(zhì)量問(wèn)題。地基塌陷和斷裂是地基變形的兩種不同表現(xiàn)形式。在路橋施工過(guò)程中，如果軟土地基的砂率沒(méi)有得到修正，將會(huì)影響軟土地基的養(yǎng)護(hù)時(shí)間。因此，大量氣泡無(wú)法排出，從而堵塞排水通道，對(duì)施工造成不利影響。軟土地基的含水量比傳統(tǒng)地基高，極限可達(dá)到65%。同時(shí)，由于軟土地基的透水性差，當(dāng)內(nèi)部含水量增加到一定程度時(shí)，土體的流動(dòng)性將顯著增加。如果地基處理不當(dāng)，將會(huì)嚴(yán)重影響軟土結(jié)構(gòu)的安全性。

2 軟土地基對(duì)市政道路橋梁的危害

2.1 導(dǎo)致材料變形

在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，市政橋梁建設(shè)主要采用混凝土和瀝青兩種材料。這兩種技術(shù)在施工過(guò)程中的合理應(yīng)用，可以有效節(jié)約工程造價(jià)，達(dá)到提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。同時(shí)，這些材料壓縮能力強(qiáng)，運(yùn)輸方便。然而，這兩種材料的抗拉強(qiáng)度相對(duì)較弱，如果在施工過(guò)程中遇到軟土地基，很難實(shí)現(xiàn)有效的壓實(shí)。如果不采取相應(yīng)的措施，地基的安全性就會(huì)受到影響。同時(shí)，這些材料的拉伸性能較差，在外力作用下容易開(kāi)裂，進(jìn)一步影響路橋的安全系數(shù)。

2.2 發(fā)生不均勻沉降問(wèn)題

在地基壓實(shí)過(guò)程中，軟土層的壓實(shí)度通常是不同的。因此，在地基承受外力和有效排水后，很難保證基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定效果，容易導(dǎo)致沉降的發(fā)生。在外力作用下，工程隊(duì)也無(wú)法保證地基的穩(wěn)定、壓實(shí)和排水。因此，沉降后，路橋整體結(jié)構(gòu)容易發(fā)生不均勻沉降，導(dǎo)致墩身傾斜和路面沉降，影響整個(gè)工程的質(zhì)量和安全系數(shù)。

3 影響軟土地基處理技術(shù)應(yīng)用的因素

3.1 建設(shè)工程設(shè)計(jì)因素

由于實(shí)際條件的限制，必須對(duì)相關(guān)的路橋施工規(guī)劃進(jìn)行修訂和優(yōu)化，以達(dá)到有效的工程建設(shè)效果。為了解決軟土地基的問(wèn)題，應(yīng)進(jìn)行有效的工程設(shè)計(jì)，并采取相應(yīng)的方法解決其負(fù)面影響。相比傳統(tǒng)工程，路橋設(shè)計(jì)需要對(duì)懸索和跨徑等問(wèn)題進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，施工更復(fù)雜。同時(shí)，路橋施工需要分階段進(jìn)行，考慮不同階段土質(zhì)的差異，合理安排施工阻力。因此，工程設(shè)計(jì)應(yīng)具有良好的過(guò)渡性能，簡(jiǎn)化施工的不同階段，注意結(jié)合實(shí)際情況，制定完善的規(guī)劃。

3.2 環(huán)境技術(shù)因素

施工環(huán)境對(duì)軟土加固技術(shù)的應(yīng)用影響很大，且不同地區(qū)的施工用土不同，因此，施工隊(duì)伍需要因地制宜，合理選擇施工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)軟土地基的加固。此外，由于施工技術(shù)對(duì)軟土地基的施工質(zhì)量有直接的影響，管理人員需要提高應(yīng)用技術(shù)的效果，以保證工程的基本安全。軟土地基分為粘土地基和砂土地基兩種類型。一般來(lái)說(shuō)，粘土地基需要通過(guò)擠壓技術(shù)有效地加固，通過(guò)壓實(shí)技術(shù)加固地基。如果還有其他因素影響施工環(huán)境，必須進(jìn)行綜合分析。根據(jù)工程要求，合理選擇施工方法，加強(qiáng)軟土地基的施工，確保施工安全。

3.3 施工類型因素

市政橋梁施工方式也是影響軟土加固技術(shù)應(yīng)用的重要因素之一。由于各種橋梁的特點(diǎn)和施工復(fù)雜程度不同，采用的施工工藝也不同，需要采用不同的軟土加固技術(shù)來(lái)適應(yīng)不同的實(shí)際情況。在工程開(kāi)工前，管理人員需要對(duì)軟土和施工過(guò)程進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，預(yù)測(cè)和分析可能出現(xiàn)的問(wèn)題，合理選擇技術(shù)方案。

4 軟土地基處理技術(shù)

4.1 換填法

換填法是公路工程施工過(guò)程中的一種特殊施工方法，其主要施工工藝為：首先將施工路段的軟土路基全部清除；其次，施工路段填筑其他材料，如砂、水泥、石灰、瀝青等；最后，回填路基采用排水法或強(qiáng)夯法處理。綜上所述，換填方法主要是清除施工路段的軟黏土，然后選用堅(jiān)硬穩(wěn)定的碎石等材料對(duì)該路段路基進(jìn)行夯實(shí)。

4.2 深層攪拌樁

深層攪拌樁技術(shù)主要是在軟土路基中加入水泥或其他填料，利用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行深層攪拌，并在軟土路基中加入適量的固結(jié)劑，使其固化成一種穩(wěn)定、強(qiáng)度高、滲透性好的固定土。隨著時(shí)間的推移，這種固結(jié)土可以緩慢地與軟土路基相結(jié)合，形成一種強(qiáng)度較高的復(fù)合地基，其自身的承載能力也得到提高。此外，深層攪拌樁技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單、效率高、成本低等優(yōu)點(diǎn)。

4.3 高壓旋噴樁施工技術(shù)

高壓旋噴樁施工技術(shù)主要是利用鉆機(jī)在土中高壓噴射完成水泥漿的灌漿。這種作業(yè)方式主要是利用相關(guān)機(jī)械設(shè)備形成射流，將原有施工場(chǎng)地土破壞，利用施工部位離子交換軟土或團(tuán)塊體產(chǎn)生的物理化學(xué)反應(yīng)。采用這種施工方式施工的樁身具有強(qiáng)度高、承載力高、變形小的優(yōu)點(diǎn)。一般來(lái)說(shuō)，在公路基礎(chǔ)工程施工中，常用的高壓旋噴樁施工技術(shù)主要有旋噴注漿、固定噴射注漿。

4.4 灌漿施工方法

在地基的施工和處理中，粉噴法可用于較軟的地基。利用化學(xué)原理，將水泥砂漿灌注到地基裂縫中，有效改善了土層的性能，提高了其硬度。在粉末噴涂施工工藝中，應(yīng)做好鉆機(jī)的選型，按要求合理固定位置，嚴(yán)格按有關(guān)程序控制，并根據(jù)具體情況采取相應(yīng)措施，確保施工順利進(jìn)行。

4.5 強(qiáng)夯法和強(qiáng)夯置換法

在市政道路施工中，采用強(qiáng)夯法處理軟土地基，得到廣泛的應(yīng)用。強(qiáng)夯法施工中使用的設(shè)備非常簡(jiǎn)單，在效果上非常顯著，同時(shí)在施工過(guò)程中速度很快，在經(jīng)濟(jì)上也很好，使這種處理技術(shù)得到廣泛的推廣。近年來(lái)，強(qiáng)夯置換法在許多市政道路工程中得到應(yīng)用。強(qiáng)夯法與強(qiáng)夯置換法在加固機(jī)理上存在一定的差異，使其適用范圍也有一定的變化。強(qiáng)夯置換法在高粘度地基上具有良好的應(yīng)用效果。

5 工程實(shí)例

5.1 工程概況

市政公路工程全長(zhǎng)4km。高壓旋噴樁法主要用于地基處理過(guò)程中。在該工程中，軟土地基的總長(zhǎng)度為70m，樁徑為0.5m，樁徑間距約為1.5m，單樁長(zhǎng)度控制在10m 左右，同時(shí)，施工結(jié)束后28d，固結(jié)體的單軸抗壓強(qiáng)度應(yīng)大于2MPa，單樁承載力應(yīng)大于155kN。

5.2 工藝設(shè)備的選擇

在公路工程施工過(guò)程中，主要采用單管高壓旋噴樁施工技術(shù)，施工所需工藝設(shè)備主要有旋噴樁機(jī)、空壓機(jī)等，施工主要材料為水泥。其中，旋噴樁機(jī)應(yīng)采用三腳架式打樁機(jī)，地質(zhì)鉆機(jī)型號(hào)xy-100 型手動(dòng)移動(dòng)鉆機(jī)，一臺(tái)鉆桿主軸電機(jī)，其工作功率為5.5kW。高壓泥漿泵宜選用功率90kW，工作壓力大于20MPa 的泵體，其工作負(fù)荷較輕。高壓管應(yīng)選用三層高壓管，能承受20MPa 以上的壓力。選擇直徑114mm 的鉆桿，噴嘴，截面直徑3mm。選擇標(biāo)準(zhǔn)是在質(zhì)量合格的前提下，成本低、消耗小。水泥用量控制在225kg/m。

5.3 施工流程

具體施工流程如下：①清理施工現(xiàn)場(chǎng)。為避免雜物或垃圾對(duì)施工過(guò)程的不利影響，施工現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)應(yīng)在實(shí)際施工前進(jìn)行清理。同時(shí)，要處理好溝渠中的淤泥。由于路基兩側(cè)需要開(kāi)挖土溝，應(yīng)清除地表水；②測(cè)量放線。施工人員應(yīng)根據(jù)施工圖紙完成對(duì)實(shí)際施工現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量，并對(duì)不同施工環(huán)節(jié)的相關(guān)作業(yè)進(jìn)行編號(hào)。在這個(gè)過(guò)程中，可以用小木樁或竹簽標(biāo)出樁位的具體位置，確定定位后再拔出。樁位在平面上的實(shí)際定位與施工圖中間的定位誤差應(yīng)控制在5em 以內(nèi)，定位過(guò)程中應(yīng)保證鉆頭與樁在同一中心，并人工調(diào)整鉆桿的平衡。利用水平尺等工具完成周邊找平工作，現(xiàn)有誤差在1%以內(nèi)。3 個(gè)城市開(kāi)始作業(yè)，施工人員在鉆井作業(yè)前做好相關(guān)準(zhǔn)備，設(shè)定泵壓，控制注水壓力在1MPa 左右，泥漿注入壓力控制在22MPa 左右。同時(shí)，應(yīng)預(yù)先設(shè)定J 型心臟I 型設(shè)備來(lái)加快速度。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在市政道路橋梁工程施工過(guò)程中，軟土地基處理是施工中非常重要的一部分。因此，必須重視軟土地基的施工，并采用各種手段和方法，保證施工質(zhì)量符合施工標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。希望通過(guò)各方的共同努力，提高軟土地基在施工過(guò)程中的施工水平，為我國(guó)路橋工程的發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。