公路橋梁工程中軟土地基施工技術(shù)應(yīng)用

臧金勇，梁風(fēng)琦

（青島動車小鎮(zhèn)投資集團有限公司，山東 青島 266109）

我國國土面積遼闊，整體的地形十分復(fù)雜，所以在開展公路橋梁相關(guān)的施工項目中，部分情況下可能會出現(xiàn)軟土地基施工上的問題。由于軟土屬于有著較高的水分，整體的壓縮能力相對比較強，所以在滲透能力方面比較差，因此，針對抗剪能力比較差的粘土而言，無法很好地提升整體壓力，就會導(dǎo)致支撐土的體積有膨脹的情況，這種情況下就十分容易導(dǎo)致土體出現(xiàn)滑坡事故，所以相對來說危險性就比較高。由于當(dāng)前我國公路大橋工程的建造數(shù)量正呈不斷擴大的態(tài)勢，需要不斷地提高施工過程的穩(wěn)定性，并提升路面橋梁的質(zhì)量和延長使用時間。

1 利用公路橋梁施工中軟土地基的特點分析

1.1 高水分性

相對于一般的地基土壤而言，不同地區(qū)的含水率很高，最高可能超過71%。就是由于其特高的含水率，使得不同地區(qū)能夠如河水一般自然流淌。這樣，在施工過程中工作人員就能夠很簡易地識別出不同情況，對軟泥加以有效的管理。在整個軟土地基過程中，由于地基土壤較軟，在進行公路大橋澆筑施工過程中，不能夠完全地進行施工，如果不能及時發(fā)現(xiàn)不同情況的出現(xiàn)并進行固化管理，勢必會威脅到工作人員的安全以及整體施工的如期完成[1]。

1.2 壓縮能力強

在一般情形下，軟土地基的液限與壓實系數(shù)之間存在一定的關(guān)系，當(dāng)軟土地基的液限越高時，則壓實系數(shù)越高，反之則壓實系數(shù)越低。由于液限的增加，壓縮系數(shù)也相應(yīng)增加，最高可上升至1.1MPa。不過需要注意到的是，因為我國土質(zhì)狀況比較復(fù)雜，且在不同的路面橋梁施工項目中，整體處地軟泥中黏土的硬化程度也會存在差異[2]。

1.3 滲透能力差

因為粘土中富含沙土，導(dǎo)致軟土地基粘土凝固成塊的速率大于其他不同區(qū)域的凝固速率，其根源在于其他不同地區(qū)可能存在原有穿透性極差粘土的情況。理想的情形是，盡管外界給予非常強大的水壓，仍然不能有效地提升不同區(qū)域內(nèi)的泥土凝固成塊的速率；一旦情形不理想，比如不同地區(qū)中的有機質(zhì)含量較高，將可能造成排水途徑被有機物產(chǎn)生的功能性氣泡堵塞，使得不同地區(qū)的滲透功能逐步減弱。

1.4 抗剪能力差

軟泥與粘土盡管有許多不同的特征，但是就抗剪力表現(xiàn)的方面來說，兩者沒有實質(zhì)上的差異。如果軟土地基的抗剪能力不足，導(dǎo)致降低地基抵抗排水的能力，會在較大限度上削弱道路的排水能力，也不利于改善道路工程總體的品質(zhì)。基于此，路面橋梁施工方要通過一定的技術(shù)手段對軟土地基的抗擊能力出現(xiàn)問題時制定相應(yīng)的解決措施，以減少在未來地基工程使用過程中風(fēng)險事件的出現(xiàn)頻率[3]。

2 軟土地基對路面及橋梁施工質(zhì)量的影響關(guān)系

2.1 軟土地基對路面橋梁壓實力的影響關(guān)系

當(dāng)前在開展軟土施工的過程中，需要充分地考慮整個公路橋梁是否穩(wěn)定，其對于路面以及相關(guān)的施工質(zhì)量情況有著不可估量的意義，所以在開展工程的過程中，必須不斷地提升整體的軟土土地所具備的施壓力度，并且能夠保證將整個軟土地基壓實確保到位，這樣才能夠更好地提升公路橋梁之中整體的穩(wěn)定性。尤其是在開展相關(guān)施工過程的時候需要充分留意是否處在陰雨天氣，這種情況下，就要及時地防止雨水的滲漏，并且能夠在最大的限度上避免公路以及橋梁發(fā)生侵蝕現(xiàn)象。

2.2 軟土地基與公路橋梁路面之間的聯(lián)系

基于軟土自身的性質(zhì)，針對在施工中導(dǎo)致公路橋梁路面整體出現(xiàn)硬化的概率進行研究，目前在開展相應(yīng)工程的過程中，大部分采用的是瀝青以及混凝土對路面整體澆筑的模式，但是由于相應(yīng)的材料在穩(wěn)定性上不是十分理想，所以就不利于整個路面正常的固化。相反，非常容易發(fā)生路面的內(nèi)部開裂以及硬化的情況，最終對公路橋梁路面造成損壞[4]。

2.3 易使公路橋梁路面發(fā)生沉降現(xiàn)象

當(dāng)前，長期受到地下水的影響，在進行公路橋梁施工期間常常會遇到水土流失的現(xiàn)象，這一現(xiàn)象的主要原因在于軟土地基中的軟土層在過渡階段長時間受到地下水的沖刷，進而使軟土地基的強度降低。軟土地基對路面橋梁造成的最大的危害便是發(fā)生下沉問題。如果軟土質(zhì)在澆筑的同時不進行特別的處理，將會由于長期遭受地下水的沖刷而造成土壤的質(zhì)量受損，土壤的硬度降低，由于地下水的分配不平衡，從而會造成路基產(chǎn)生各種程度的下陷，造成路基的凹凸不平，嚴重地危害到了我們的日常工作。

3 公路橋梁工程中軟土地基施工技術(shù)的研究

3.1 公路橋梁勘測軟土地基的具體情況

在進行道路橋梁施工過程中，作為施工技術(shù)人員應(yīng)針對不同區(qū)域的軟土地基的特點進行分析，其中最重要的就是在橋梁施工前應(yīng)對施工場地的地質(zhì)條件進行勘測，其目的在于使工程后期施工能夠順利進行，進而確保工程質(zhì)量得到有效的保障，以便于全面掌握橋梁工程的建筑地質(zhì)，以便提出科學(xué)的施工技術(shù)手段。同時，施工技術(shù)人員在對軟土地基中相關(guān)數(shù)據(jù)進行測量時，除了對軟土地基的含水量以及柔軟度進行測量外，還需要對其可能出現(xiàn)的變形問題以及穩(wěn)定性進行測量，通過采取數(shù)據(jù)分析的方式來對數(shù)據(jù)進行合理的推算，最終避免工程出現(xiàn)質(zhì)量問題，還能夠減少橋梁樁施工中出現(xiàn)下陷、斷裂等問題。

3.2 公路橋梁軟土地基的表面排水處理法的研究

施工前對軟土地基的表面進行相關(guān)處理，能夠顯著提高土地的柔韌性能，從而避免了土地的剪切變化，保證了施工機械完成；要盡量使填土荷載均衡地布置在地面上。對于地質(zhì)條件較好但因土壤含水量過大所造成的軟土地基，在回填以前，于地表層處開鑿溝槽，以排出地表水，同時減少地面表層部分的土壤含水量。

當(dāng)土壤上部軟弱土質(zhì)很薄而水分較大時，就可在軟土地基中敷墊0.5m～1.2m 左右厚度的砂墊板，因為砂墊板不但可以發(fā)揮中上排水層功能，而且砂墊板還成了填筑物內(nèi)的中下排水層，可以降低填筑物內(nèi)的溫度。在鋪設(shè)中還應(yīng)充分考慮機械的荷載問題。

若軟土基砼面不平衡的地方，這時就可采取敷墊的方法，通過敷設(shè)墊料的方式來增加軟土地基的抗剪性能，均衡地支承回填土壓力，以降低地面的下沉力和橫向變位，從而增強對地面的支撐功能。針對表面為黏性土的軟土地基，可在表面黏性土內(nèi)滲入化學(xué)添加劑（如生石灰、熟石灰和水泥等），提高地基的壓實特性和硬度特征，以提高施工機具的運行效率，同時又能改善填土的穩(wěn)定性和固結(jié)效果。

3.3 公路橋梁軟土地基的加固法及其施工工藝技術(shù)研究

3.3.1 粉噴樁加固處理法

1.工人在施工前，應(yīng)首先對相關(guān)數(shù)據(jù)進行分析，包括土工檢測結(jié)果、室內(nèi)材料配合檢測結(jié)果、粉噴樁設(shè)計樁點陣圖、原地基高程資料圖表、加固深度和停灰面高度的檢測資料等，以便于對施工現(xiàn)場情況和工程建設(shè)的內(nèi)容有全面的掌握。

2.當(dāng)掌握了最基本的情況之后，要清潔現(xiàn)場。當(dāng)施工現(xiàn)場無法達到正常機械通行條件時，宜鋪設(shè)砂土或碎石墊層。

3.在開展施工的過程中，需要做到先試樁的模式，并且能夠充分地依照試樁的狀況來對粉噴樁的設(shè)計技術(shù)參數(shù)進行判斷，比如說：在鉆進方面的速率，有效地提升整體的效率，有效地處理好噴射壓力，在工作的過程之中需要控制好噴粉流量等[5]。

3.3.2 排水固結(jié)法

1.塑料排水帶是在各種斷面形式的連續(xù)樹脂芯板外面，纏繞非織造或土工面料而成。芯板的主要產(chǎn)品是聚丙烯、聚乙烯或聚氯丙烯。芯板起龍骨功能，截面所構(gòu)成的橫縱槽為通水使用空間，其濾膜通常采用滌綸等無裝飾的紡織品，主要功能是濾土、透水。通常，塑料排水帶的長度約為100mm，厚度約為3.5mm～4mm。

2.沙井是由造孔機在水平上按規(guī)定長度的排列形式（常為長方形或是梅花香分布）造孔，并且填入沙子，形成沙柱。砂柱為不同地方創(chuàng)造出排水空間，進入沙柱的雨水向上流入地面的沙墊層，然后按水平順序排去。此方法尤其適合于具有連續(xù)薄紗層的建筑物中，在進行時，采用振動式砂樁機將沙袋織物垂直地伸入軟弱地層內(nèi)，但通常都是插入較堅硬土壤中或巖石中，當(dāng)樁機不能再深入土壤后即可。

3.3.3 排水砂墊層固結(jié)法

排水砂墊板一般選用級配好的中粗沙，含泥率最好不大于3%，一般不選用水粉、過篩的細土等。砂墊板一般采取分級壓實施工，根據(jù)分級厚度及壓實遍數(shù)可以通過測試確認砂墊板厚度：首先應(yīng)該做的是將滲流的水及時地排出，同時也能發(fā)揮支持力層的功能。通常，砂墊板的厚度宜為30cm～50cm。實施方法：（1）若地基承載力較好，可利用機械施工，即利用機器分堆攤鋪，用機器分為每一砂堆，而后用推土機或是人力進行。（2）假如硬殼層強度不夠時，則采取依次推移鋪筑法。（3）如地基非常軟弱時，則應(yīng)先改善對地基表層的支持力要求，可通過先在地基表面鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)層的方式來增加地基的穩(wěn)固性，然后再進行砂墊層的鋪設(shè)工作。（4）沉井基礎(chǔ)加固是一個比較傳統(tǒng)而常用的深基類型，它的結(jié)構(gòu)剛度較高，穩(wěn)定性好，而且和樁基結(jié)構(gòu)一樣，在一定壓力情況下的變位變化很小，因此具備了較強的抗震特點，特別適合于對路基承受能力要求很高或者對基礎(chǔ)變位比較敏感的建筑物。

3.3.4 沉箱基礎(chǔ)

沉箱基礎(chǔ)在橋梁工程中是指一種高氣壓的沉盒樁。它一般用于大型橋梁中，在水下混凝土內(nèi)有障礙物而沉井不能沉入，樁身不能擊穿時；或由于基礎(chǔ)是不均勻的基巖且風(fēng)化強烈，而要求人工進行測試或處理的，常選擇沉盒基礎(chǔ)。但由于沉箱施工要求較復(fù)雜的施工機械設(shè)備，人在高氣壓下作業(yè)時，既不安全，工作效率又低下，且在水下的沉降深度也會受到影響，故目前已較少使用。

3.3.5 管柱基礎(chǔ)

它主要是用于橋梁的一種等深基礎(chǔ)，井的形狀相似于預(yù)應(yīng)力管樁,而不同之處在于：井的一般長度都很大，最下部部分形成開口狀，在通常狀況下，通過專門裝置的強迫振動或擰傾，再輔以管中排土而下沉，但如果掉落于壩基巖性中，可直接鑿巖使錨固式的巖盤；雖然目前能夠應(yīng)用的打樁機可以直接將其打入土內(nèi)，但是由于不容易采取硬層的阻力模式，所以就不能夠輕松地將錨固定在壩基巖。

3.4 預(yù)壓與堆載預(yù)壓

若公路橋梁施工工期寬松，則在軟土地基上修筑路堤施工時，通過采取預(yù)壓的方式來對土方進行壓實工作。其是當(dāng)在飽和軟粘土基礎(chǔ)上施以壓力時，孔隙水將慢慢排除，孔隙尺寸隨之慢慢減小，地基出現(xiàn)一定變化。但由于超靜水壓應(yīng)力的逐步消失，有效結(jié)構(gòu)應(yīng)力也逐步增加，地基混凝土強度也逐步提高。

在整個施工期間需注意：（1）增加堆載規(guī)模，頂建筑面積不低于建筑底規(guī)模，底建筑面積也要相應(yīng)增大。（2）嚴控加荷速度，通常增加速度應(yīng)限制在0.1m/d，防止地方堆載過大造成局部整體損傷。（3）對于超軟粘性地基，負荷的高低、施工方法應(yīng)認真選擇，以減少對地基結(jié)構(gòu)的干擾與損傷。在應(yīng)用該方法進行基礎(chǔ)加固前，和實施前后均應(yīng)進行施工檢查。在前期，每層觀察一遍，填至2.5m 后每日觀察一遍直至基礎(chǔ)建筑高度。通常，將觀測工作分為地基沉降觀察、水準位移觀測和孔隙壓力觀察。同時還要根據(jù)上述試驗情況綜合研究、確定基礎(chǔ)的可靠性。對預(yù)壓荷載的卸荷能力，通常限制在膠結(jié)率的85%以內(nèi)。

綜上所述，在國家公路大橋項目實施中，對軟土地基施工是無法繞過的一道難題，因為一旦在項目實施過程中對軟土地基修復(fù)不及時，將會威脅整個項目的安全性。為了保證路面橋梁的施工效率和使用壽命，并維護地基穩(wěn)定性，使軟土地基壓縮性得以合理的減小，從而提高其質(zhì)量，認識軟土地基的性質(zhì)和研究、探討軟土地基的方法非常的重要，也希望能夠?qū)窈筮@方面的分析和研究會有一定的參考價值。