市政公路橋梁施工中軟土地基處理技術(shù)與研究

章文鋒 浙江興匯實業(yè)有限公司

1 引言

隨著城市規(guī)模逐漸擴大，路橋工程的數(shù)量也持續(xù)增加。在路橋施工過程中，軟土地基的處理具有較大影響，一旦地基處理沒有做到位，發(fā)生地表不均勻沉降的概率就會大幅增加，工程整體質(zhì)量也難以得到保證，因此在施工過程中必須要保證軟土地基施工技術(shù)能夠得到合理應(yīng)用。而要確保軟土地基施工技術(shù)的作用能夠真正發(fā)揮出來，必須要對其應(yīng)用策略展開全面分析，進而保證軟土地基能夠得到有效處理。

2 公路橋梁施工中軟土地基特點及其危害

2.1 軟土地基特點

軟土即為淤泥、淤泥質(zhì)土的統(tǒng)稱，軟土的承載力較低，通常情況下小于45kN/m2，具有天然含水性大、承載能力低和壓縮性高等特點。軟土地基是長時間沉積形成的，因為地質(zhì)環(huán)境是存在差異的，所以空間范圍、天然性狀也是有所不同的。軟土地基所具有的物理特性是較為特殊的，所以其呈現(xiàn)出以下特點：一是孔隙較大；二是強度較低；三是變形較大；四是含水量偏大，但透水性較弱。正因為軟土地基具有以上特點，所以其穩(wěn)定性是較差的，施工也就更為困難，質(zhì)量、進度等都難以得到保證。施工人員必須要尋找到可行的措施來進行處理，方能保證施工質(zhì)量。

2.2 軟土地基危害

眾所周知，軟土地基帶來的危害是較大的，常見的包括以下兩種：一是剪切拉裂損壞，二是浸水損害。具體來說，剪切拉裂損壞發(fā)生的原因是對軟土地基進行處理的過程中壓實未能做到位，這就使得流動荷載產(chǎn)生的危害較大，導致地基穩(wěn)定性降低，不均勻沉降無法避免，如此一來，公路橋梁質(zhì)量自然就得不到保證。而浸水危害則是因為軟土地基的含水量過大，排水也不夠徹底，這就使得公路橋梁施工受到很大影響，在使用過程中，自重、荷載等會導致其出現(xiàn)明顯的下沉[1]。一旦發(fā)生沉降的話，地基必然會變形，造成的后果就是公路橋梁出現(xiàn)較多的裂縫，行車安全也就難以得到保證。公路橋梁施工過程中，一旦地基質(zhì)量達不到要求，整個工程質(zhì)量自然就得不到保障。因而在工程施工時應(yīng)該對細節(jié)處理予以重點關(guān)注，從軟土地基現(xiàn)狀出發(fā)，完成施工計劃的編制，如此方可使工程質(zhì)量大幅提升。而若想保證軟土地基處理效果更為理想，應(yīng)該要選擇最為合適的處理技術(shù)。

3 公路橋梁工程軟土地基施工中存在的不足

3.1 對軟土地基施工技術(shù)的重視程度不足

施工企業(yè)對軟土地基的施工技術(shù)缺乏全面的考慮，施工過程中沒有引起足夠的重視，覺得軟土地基施工只有按照流程規(guī)范即可，并沒有經(jīng)過嚴格的地質(zhì)勘察。另外，有的施工企業(yè)為了降低施工成本，即使認識到軟土地基施工的必要性，也還是會繼續(xù)沿用過往常規(guī)的地基處理方法，施工企業(yè)覺得這樣能大幅降低施工成本，也不會帶來較大的危害。但正是由于施工企業(yè)的片面認識，往往導致地面出現(xiàn)下陷等嚴重后果，不僅延長施工周期，加大施工成本，還造成了不必要的交通隱患。

3.2 地質(zhì)勘察不足，工程設(shè)計不合理

公路橋梁施工前，施工單位缺乏詳細的地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)，對地質(zhì)情況沒有做全面的了解，導致施工方案在設(shè)計過程中缺乏針對性，施工技術(shù)也沒有針對性，出現(xiàn)施工技術(shù)與現(xiàn)場情況不符的問題，嚴重影響著施工質(zhì)量和施工進度。施工企業(yè)對地質(zhì)勘察重視度不夠，而地質(zhì)勘察作為施工的前提，必須要有完善的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)缺失給施工造成了較大的難度，后期不論是施工還是設(shè)計工作都很難繼續(xù)推進。缺乏準確的工程設(shè)計，工程施工也就失去了明確的方向，軟土地基施工自然也就只能依靠經(jīng)驗，這些都給施工帶來了較大的風險。

3.3 軟土薄厚不均，壓實程度有限等施工不合理問題

公路橋梁軟土地基施工中，通常會出現(xiàn)較多不合理情況，常見的有壓實程度不夠、硬殼層處理不當?shù)取Ｓ矚游挥谲浲翆由喜?，能承受較大的壓力，提升地基的承載能力，在施工過程中應(yīng)對硬殼層施工引起重視，然而很多施工企業(yè)并沒有認識到硬殼層的重要性，在施工時標準不嚴，致使硬殼層被破壞，從而導致施工難度和施工成本進一步增加。軟土地基與其他地基相比，其成分較為復(fù)雜，上層土壤與下層土壤的性質(zhì)差別較大，在進行軟土地基施工處理時，要根據(jù)不同層級的軟土性質(zhì)對施工技術(shù)做出相應(yīng)的調(diào)整，以防止不合理施工造成地基沉降。實際施工中，對軟土地基的處理不當，會使軟土地基的承載力更差，地基發(fā)生沉降的可能性進一步增加，引起橋面斷裂，造成嚴重后果。

4 軟土地基處理技術(shù)的應(yīng)用

4.1 化學加固處理技術(shù)

在對軟土地基進行處理時，化學加固處理技術(shù)適用于粉土地基、砂土地基、淤泥質(zhì)地基，主要包括水泥攪拌樁法、硅化法、旋噴樁處理等。采用水泥攪拌樁技術(shù)可使軟土地基具有的強度、硬度得到大幅提升；選用水泥、石灰等固化劑并使用作業(yè)設(shè)備進行深層攪拌，可以使得軟土逐漸固結(jié)，強度有大幅提升，水穩(wěn)定性也會得到增強，軟土地基具有的承載力就會大幅提升[2]；從應(yīng)用效果來看，通過該技術(shù)可以使得沉降量大幅降低，荷載能夠明顯提高；從應(yīng)用過程中來看，所要使用的設(shè)備較為輕便，施工過程不復(fù)雜，施工效率能明顯提升，而且能夠保證深度處理切實完成。選擇硅化法來對軟土地基予以處理時，需要將混合溶液注入到軟土地基當中，若加固時借助電可以使得處理效果更為理想。硅化法有著明顯的優(yōu)勢，在短時間內(nèi)就能夠?qū)崿F(xiàn)加固目的，可以保證工期大幅縮短，但是成本投入較高。旋噴樁處理技術(shù)適用于強度較低、壓縮性較高的軟土地基。從樁體的選擇來看，常見的包括水泥樁、石灰樁等，樁體可以承擔大部分荷載，在對此項技術(shù)予以實際應(yīng)用時，整個操作顯得較為復(fù)雜，而且旋噴機械的要求也是較高的，施工成本投入過高，但是能夠很好地保證加固效果。

4.2 強夯法

從軟土地基的組成來看，粉土、黏土所占比例是非常大的，因而土壤土質(zhì)顯得非常疏松，內(nèi)部空隙也是較大的。在對其進行處理時強夯法是較為適合的。當下的路橋工程中對強夯技術(shù)的應(yīng)用是較為常見的，可以使得軟土地基性質(zhì)有明顯的變化，壓縮性能夠弱化，穩(wěn)定性則會明顯提高。對此項技術(shù)加以利用時，就是要將一定重量的物體由高處墜落，直接對軟土地基進行夯擊，這樣可以保證土壤孔隙縮小，地基夯實目的自然就可達成。利用強夯技術(shù)能夠保證地基密實度提高很多，荷載能力也會增強，地基具有的安全性、穩(wěn)定性自然就可得到保證。這里需要指出的是，如果施工區(qū)域周邊存在鐵路、居民區(qū)的話，此種技術(shù)并不合適。

4.3 加載處理技術(shù)

對于市政公路橋梁施工來說，軟土地基的處理是不可忽視的，若想保證施工能夠順利展開，正式展開施工前就要完成好處理工作，確保軟土地基具有的強度、承載力有大幅提升。從當下的實際情況來看，加載處理技術(shù)的應(yīng)用是較為常見的，此種技術(shù)的操作并不復(fù)雜，而且成本投入較低，簡單來說就是在施工前先要對軟土地基予以加載預(yù)壓，確保提前沉降、固結(jié)目的能夠順利達成，這樣一來，地基強度就能夠得到設(shè)計標準，施工過程中發(fā)生沉降的概率就會大幅降低。進行加載處理時，強度達到設(shè)計值之后方可將荷載去除，進而展開后期建設(shè)。施工過程中可以選擇分層加載、分級加載，同時要對加荷速率加以嚴格控制，確保軟土地基不會受到破壞[4]。此種處理技術(shù)的應(yīng)用是較為簡單的，對設(shè)備、材料并沒有特別的要求，然而工期較長，如果施工時間較為緊張的話，則應(yīng)該將其和另外一些處理技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用。

4.4 換填墊層處理技術(shù)

如果軟弱土層的厚度并不大的話，換填墊層處理技術(shù)是較為適用的，對于施工單位來說，可對軟弱土層直接挖除，進而選擇強度、穩(wěn)定性均達到要求的材料進行換填，如此就可使得地基性能有明顯改變。在對換填墊層處理技術(shù)予以實際應(yīng)用時，要對換填材料進行合理選擇，礫料在滲水性方面具有優(yōu)勢，因而其使用是較為常見的。軟弱土層的實際厚度并未超過3m的話，此種技術(shù)的應(yīng)用效果是會較為理想的。當然，軟弱土層的實際厚度如果較大的話，依然選用換填墊層處理技術(shù)的話，取土方量必然會大幅增加，這樣就會使得成本投入明顯加大。為了保證換填墊層處理更具實效性，定位線必須要予以明確，同時要將排水布置做到位，若想保證邊坡能夠更為穩(wěn)定，應(yīng)該對地下水加以控制，確保水層降低問題切實消除。

4.5 加筋路基處理技術(shù)

軟土地基的沉降量相對較小的話，通過加筋路基處理技術(shù)就能夠保證處理效果較為理想。在對此種技術(shù)予以應(yīng)用時，通常是利用土工布來予以墊隔，使得軟土地基不會出現(xiàn)側(cè)向移動的情況。另外來說，施加側(cè)向約束力后可以保證軟土地基具有的應(yīng)力水平切實降低，其剛度、穩(wěn)定性均會有大幅提高。通過此項技術(shù)能夠使得水平橫向排水真正實現(xiàn)，而且荷載也會更為均勻[5]。在進行加筋處理的過程中，土工布可以選用全面覆蓋方式，如此能夠保證路基剛度大幅增加，而且邊坡也能夠得到保護，排水更為便利，如此一來，路基的穩(wěn)定性自然就會得到提升。

4.6 排水法處理技術(shù)應(yīng)用

軟土地基處理中采用排水法也能起到積極作用效果，其中的表層排水處理的方式以及排水固結(jié)的處理方式，也能起到積極作用。通過排水法的科學應(yīng)用下，在軟土地基的處理過程中，表層粘性土壤中進行摻加添加劑，這樣能對地基的穩(wěn)定性得以保障，能對填土固結(jié)的速度有效加快。采用表層排水處理的方式能對地基壓縮性能進行改善，將路基的強度有效提高。另外，在對排水固結(jié)的處理技術(shù)科學應(yīng)用下，能夠強化地基的荷載預(yù)壓，將地基承載力以及穩(wěn)定性得以有效保障，施工人員在處理中通過設(shè)置垂直排水裝的方式，能對地基排水固結(jié)的任務(wù)得以完善，增強地基的承載力以及保障地基的穩(wěn)定性，這對實現(xiàn)高質(zhì)量的施工處理的作用有著積極作用，能為實現(xiàn)既定的工作目標打下堅實基礎(chǔ)。

5 公路橋梁工程中軟土地基施工重點

5.1 做好前期準備工作

展開公路橋梁施工時，若想保證軟土地基的處理達到預(yù)期效果，準備工作必須要做到位，現(xiàn)場勘察必須要細致，獲取所需的地質(zhì)資料，依據(jù)工程建設(shè)的實際情況完成施工方案的制定，這樣可以使得后續(xù)施工順利展開。在此過程中還要針對施工方案予以比較，如此能夠保證選擇的施工方案是最為合理的。此外，對現(xiàn)場各種數(shù)據(jù)信息進行分析，通過實驗來預(yù)測工程方案實施結(jié)果，然后結(jié)合這些實驗和數(shù)據(jù)信息來進行施工方案的修改。

5.2 地基處理技術(shù)的施工要點

所有工程的處理，均需遵循明確的原則和規(guī)范，見表1。軟土地基施工階段，需要結(jié)合工程現(xiàn)場具體狀況，制定針對性的處理方案。水泥攪拌樁法在施工中應(yīng)該加強攪拌，增強水泥與土攪拌均勻性應(yīng)嚴格控制噴漿時間和停漿時間，應(yīng)重點檢查水泥、外摻劑質(zhì)量和用量、水泥漿比重、樁長、制樁過程中有無斷柱、樁體均勻,提升時間、復(fù)攪次數(shù)、長度和補攪及是否進入硬土層及施工中有無異常情況；強夯法需結(jié)合軟土地基土質(zhì)成分明確最理想的施工技術(shù)，經(jīng)機械物理碾壓，加強對表層地基土的壓實處理。加載處理技術(shù)需要確保地基的穩(wěn)定性，按照填土—加載的順序處理，填土主要需利用水泥土和粗砂、沙壤土等透水性較佳以及承載力較大的土體。

表1 水泥攪拌樁施工允許偏差及檢測方法

5.3 路堤與橋梁連接處的處理

市政公路橋梁施工中路堤與橋梁連接位置是施工的重點，因此，要處理好連接位置，防止橋頭跳車事故發(fā)生。由于樁基的穩(wěn)定性能和安全性能較高，同時沉降量也相對較小，因此，大部分市政公路橋梁工程都是采用樁基施工。采用軟土地基處理技術(shù)提高軟土地基的承載能力，但還是不可避免的會出現(xiàn)不均勻沉降問題，進而導致錯臺、橋頭跳車現(xiàn)象。在公路橋梁工程施工中，為了避免這種病害的發(fā)生，應(yīng)消除樁基負摩擦阻力，解決公路與橋梁荷載不一致問題，這種情況下通常需要利用平衡壓路堤法和預(yù)壓法進行處理[6]。預(yù)壓法通常會和豎向排水井法、石灰樁筏并用，首先采用和路堤相一致的總荷載對橋臺地基進行預(yù)壓處理，待地基沉降穩(wěn)定以后，將預(yù)壓荷載卸去，進行橋臺的修筑工作；平衡壓路堤法是指應(yīng)用預(yù)壓法以后，在已完成預(yù)壓的路堤上利用樁柱式橋臺進行鉆孔置樁，這種方法可以有效避免橋臺發(fā)生縱向位移，還能消除不均勻沉降和樁基負摩擦阻力。

6 結(jié)語

綜上所述，市政公路橋梁工程可以利用多種方法來提高道路橋梁施工中軟土地基的承載力，在施工中要根據(jù)實際情況，嚴格按照施工流程，選用科學恰當?shù)氖┕し桨笇浲恋鼗某休d力進行改善，并不斷積累經(jīng)驗。市政公路橋梁工程質(zhì)量與人們的出行安全密切相關(guān)，有關(guān)單位必須重視軟土地基處理的重要意義，積極主動地采取有效的處理方法來處理軟土地基，確保工程質(zhì)量符合國家有關(guān)標準和要求，保障社會公眾的出行安全。