道路橋梁施工中軟弱地基處理探討

顏錦波

（佛山市禪城區(qū)交通工程質(zhì)量安全監(jiān)督中心，廣東 佛山 528000）

我國的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)道路和橋梁質(zhì)量提出了更高的要求，目前正在建設(shè)的一些道路和橋梁將面臨基礎(chǔ)薄弱的問題，這將對(duì)建設(shè)產(chǎn)生一定的影響。因?yàn)檐浫醯鼗姆€(wěn)定性不高，會(huì)影響橋梁安全的穩(wěn)定性，為了使公路橋梁達(dá)到驗(yàn)收和完工標(biāo)準(zhǔn)，有必要在施工期間加強(qiáng)薄弱基礎(chǔ)的處理技術(shù)，以提高公路橋梁的質(zhì)量。

1 軟弱地基處理的重要性

目前，工程設(shè)計(jì)股和施工股更加重視橋梁和路面施工中的軟弱地基處理，因?yàn)闃蛄汉吐访媸┕ぶ械能浫醯鼗幚頃?huì)直接影響施工質(zhì)量。近年來，國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，城市化進(jìn)程加快。與此同時(shí)，道路和橋梁建設(shè)在改善區(qū)域運(yùn)輸聯(lián)系和促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面發(fā)揮了重要作用。另外，隨著國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，道路和橋梁建設(shè)的質(zhì)量問題以及隨后的維修問題變得越來越重要。但是，其困難也越來越大，建造橋梁和道路必須滿足人民的日常使用需求，還需要促進(jìn)建筑技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，以確保建筑質(zhì)量。在日常生活和生產(chǎn)過程中，要解決施工過程中遇到的問題，就必須結(jié)合現(xiàn)實(shí)，提出解決辦法。為了解決基礎(chǔ)薄弱可能對(duì)道路和橋梁建設(shè)造成的不利影響，必須根據(jù)實(shí)際情況采取不同的辦法，以盡量減少這種影響。目前最有效的方法是人的干預(yù)，這種干預(yù)有助于糾正目前公路和橋梁建設(shè)中的基礎(chǔ)薄弱環(huán)節(jié)。通過干預(yù)措施可提高薄弱基礎(chǔ)的整體績(jī)效，比如穩(wěn)定性和穩(wěn)定性，只有提高其整體性能，才能在一定程度上提高其安全性和穩(wěn)定性。此外，作為施工經(jīng)理，在施工過程中可以加強(qiáng)工作人員的專業(yè)精神和技術(shù)管理，因?yàn)榱己玫募夹g(shù)是確保施工順利進(jìn)行的重要因素。為此，應(yīng)采取措施探索和發(fā)現(xiàn)，盡可能利用先進(jìn)的建筑技術(shù)。同時(shí)，國外先進(jìn)的技術(shù)措施也可以應(yīng)用于公路橋梁建設(shè)，這也可以直接促進(jìn)我國軟土地基處理技術(shù)的發(fā)展，使其在公路橋梁建設(shè)中發(fā)揮更有效的作用。

2 軟弱地基處理存在的問題

為了從根本上解決公路橋梁工程軟土的處理問題，必須根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的措施。總的來說，軟土有軟成分，或者由埋在泥中的土組成，在某種程度上具有混合性質(zhì)的特點(diǎn)。這種天然土含水量相對(duì)較大，抗負(fù)荷能力較低。因此，這些特征通常會(huì)根據(jù)載荷造成諸如沉積和固體滑動(dòng)等缺陷。橋梁施工時(shí)，軟土可根據(jù)情況確定，并可采取相應(yīng)的處理措施。

2.1 影響設(shè)計(jì)本身的穩(wěn)定性

由于基礎(chǔ)在公路橋梁中起著舉足輕重的作用，因此保證基礎(chǔ)的強(qiáng)度是公路橋梁建設(shè)的重要內(nèi)容。可以分析從不同領(lǐng)域修建公路橋梁可能產(chǎn)生的不利影響。根據(jù)相關(guān)研究，軟土直接影響施工中路堤的質(zhì)量和邊坡發(fā)展的穩(wěn)定性，也影響公路橋梁結(jié)構(gòu)的貨物穩(wěn)定性。

2.2 造成沉降現(xiàn)象

總體而言，公路橋梁施工中沉降的主要原因是軟土直接造成的，沉積的根源可能伴隨著強(qiáng)烈的水?dāng)U散水平或水分蒸發(fā)。當(dāng)出現(xiàn)沉降現(xiàn)象時(shí)，就很難有效保證公路橋梁的施工質(zhì)量，還會(huì)降低施工效率，對(duì)車輛的安全暢通造成不利影響。

2.3 稀釋出現(xiàn)問題

在物理上，當(dāng)液化問題發(fā)生時(shí)，是物體從氣體變成液體的過程。因此，在公路橋梁施工中，一些力可能會(huì)影響水壓，造成松開現(xiàn)象。

3 道路橋梁施工軟弱地基與處理技術(shù)

由于土的承載能力小，含水量大，施工單位的設(shè)計(jì)應(yīng)在公路橋梁施工期間完成，每項(xiàng)作業(yè)應(yīng)根據(jù)文件編制的要求制定，以幫助提高施工質(zhì)量。

3.1 軟土的概念

橋梁施工期間，軟土是常見的土壤類型，其顯著特點(diǎn)是含水量大、抗荷載能力低、土質(zhì)稀疏[1]，淤泥或軟粘土是主要成分。由于軟土不能滿足施工需求，必須立即采取措施進(jìn)行處理。

3.2 軟土的特性

軟土含水量大、抗荷載、壓縮性低、抗剪強(qiáng)度低，含水量在34%～ 72%之間。作為建設(shè)單位，合理選擇處理工藝，有效保證軟土的處理效果，以及實(shí)施施工質(zhì)量控制十分重要。

3.3 軟土地基處理技術(shù)

目前，軟土地基處理已有多種技術(shù)和方法，如注漿加固、豎向鋼筋、粉吹填樁加固、裝換、排水固定、高壓旋噴樁等。這些技術(shù)各有特點(diǎn)，滿足軟土地基處理的需要。針對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的基本情況，應(yīng)比較各種處理工藝的經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性能，然后根據(jù)要求進(jìn)行施工，以增強(qiáng)軟基處理效果。

4 軟弱地基在道路橋梁施工中處理的要點(diǎn)

雖然基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)由各種建筑廢物和工業(yè)廢物組成，但統(tǒng)一性和緊湊性相對(duì)較好，但由于總體穩(wěn)定性較低，不符合建筑項(xiàng)目的建筑標(biāo)準(zhǔn)，需要通過適當(dāng)?shù)呐e措加以處理。在處理公路項(xiàng)目施工期間存在的軟弱地基時(shí)，應(yīng)更加注意：（1）充分注意軟弱地基的抗剪強(qiáng)度，并可靠地保證項(xiàng)目施工的穩(wěn)定性；（2）應(yīng)采取有效措施，積極提高軟弱地基的土壤滲透性，從而有效防止軟土嚴(yán)重滲水，并對(duì)整個(gè)地基的強(qiáng)度產(chǎn)生更大影響；（3）必須能夠利用相關(guān)技術(shù)大大降低整個(gè)基底結(jié)構(gòu)的壓縮性，有效避免后期施工中出現(xiàn)不均勻沉降問題，降低橋梁裂縫的可能性；（4）軟弱地基土動(dòng)力的改善對(duì)確保工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性具有十分重要的作用。有效改善土壤動(dòng)力學(xué)可以防止工程基礎(chǔ)因后續(xù)施工中存在施工振動(dòng)而不穩(wěn)定。

5 軟弱地基處理中道路橋梁施工技術(shù)運(yùn)用

在道路橋梁施工中，軟弱地基問題是非常常見的，在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的今天，建筑工程的施工工藝也得到了進(jìn)一步的創(chuàng)新與升級(jí)，對(duì)于軟弱地基問題，可以采取多種解決方式，當(dāng)前階段常見的技術(shù)措施有：換填法、強(qiáng)夯法、碎石樁加固法、混凝土攪拌加固法，下面就對(duì)這幾種方法進(jìn)行詳細(xì)的分析。

5.1 換填法

對(duì)于換填法來說，就是對(duì)待處理的軟弱地基范圍內(nèi)土壤進(jìn)行重新?lián)Q填處理，其具體的操作過程如下：首先對(duì)于處理區(qū)域范圍內(nèi)的軟土，采取局部開挖或者是全部開挖的方式，具體的開挖深度以及開挖范圍需要結(jié)合開挖過程中土壤的實(shí)際質(zhì)量來進(jìn)行分析判斷，當(dāng)開挖到一定深度和范圍之后，就需要利用強(qiáng)度較好的材料來對(duì)其進(jìn)行分層的回填壓實(shí)處理。而在分層回填的過程中，為了使回填的質(zhì)量和效果得到可靠的保障，需要利用強(qiáng)夯機(jī)、壓路機(jī)來對(duì)其進(jìn)行壓實(shí)處理，這樣就能夠使軟弱地基得到有效的改善，并且能滿足后續(xù)施工的各種地基要求。

5.2 強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法在現(xiàn)階段的道路橋梁軟弱地基處理中，是最為常見的一種地基處理辦法，該技術(shù)的實(shí)操流程非常的簡(jiǎn)單便利。在技術(shù)應(yīng)用的過程中，首先要能夠選擇重量較大的重錘，并保持重錘從一定高度自由落實(shí)，通過下落過程的沖擊力，來起到一定夯擊效果，經(jīng)過多次反復(fù)的下落夯擊，就能夠使整個(gè)軟弱土層結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和密實(shí)程度大大提高，同時(shí)還能使后期的施工效果得到顯著的提升。但是強(qiáng)夯法在實(shí)際應(yīng)用的過程中，有一些要點(diǎn)需要加強(qiáng)控制，在重錘下落的過程中，要考慮到軟弱地基范圍內(nèi)，建筑物與施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際距離情況，如果兩者之間的距離較近的話，則不適合采用該方法進(jìn)行夯實(shí)處理。因?yàn)閺?qiáng)夯法在應(yīng)用的過程中，會(huì)產(chǎn)生非常大的震動(dòng)和噪聲，會(huì)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的噪聲污染，這會(huì)對(duì)施工區(qū)域內(nèi)建筑體的安全以及作業(yè)人員的安全帶來巨大的威脅。[2]

5.3 碎石樁加固法

碎石樁加固法也是當(dāng)前階段應(yīng)用比較頻繁的一種軟基處理方法，其具體的技術(shù)原理如下：可以對(duì)整個(gè)軟土地基進(jìn)行鉆孔作業(yè)，將各類碎石土以及強(qiáng)度和硬度都比較好的填充物，填入到孔洞的底部之后，在振搗作業(yè)的基礎(chǔ)上，就可以通過持續(xù)振搗和擠壓的方式，使得整個(gè)地基結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和承受壓力的能力，都能夠得到顯著的提升，最終達(dá)到符合設(shè)計(jì)要求的處理強(qiáng)度和硬度，并且形成直徑較大的樁體。

5.4 粉噴樁處理技術(shù)

對(duì)于粉噴樁處理技術(shù)來說，其核心的技術(shù)機(jī)理為，依托先進(jìn)的作業(yè)機(jī)械，在軟土地基進(jìn)行鉆孔作業(yè)，之后再將壓力固化劑等外加劑通過外加壓力的方式壓入整個(gè)軟土地基的內(nèi)部。在此過程中，如果產(chǎn)生失水問題，可以證明固化劑已經(jīng)和軟土深入融合且具有了一定硬度，而且可以在一定程度上實(shí)現(xiàn)軟土地基結(jié)構(gòu)的固結(jié)。在該技術(shù)應(yīng)用的過程中，固化劑的選擇是非常重要的，水泥和石灰是該種固化劑的主要組成部分，因此在工程量較大的工程中，可以使用水泥來代替固化劑進(jìn)行科學(xué)的處理，但是為了達(dá)到既定的效果，要對(duì)滲入比進(jìn)行嚴(yán)格的把控。需要注意的是，在粉噴樁施工過程中，容易出現(xiàn)穩(wěn)定性較強(qiáng)的隱形樁，這種隱形樁對(duì)提高整個(gè)軟弱地基土地的承載力有著積極的作用，能夠?yàn)榈缆窐蛄汗こ痰捻樌_展奠定堅(jiān)實(shí)的工程基礎(chǔ)。[3]

5.5 軟土地基上的水-土樁工程處理方法

關(guān)于軟土地基處理水和土的技術(shù)，要求選擇具有良好操作性能、與水充分混合形成水泥土的土壤材料。在基礎(chǔ)工程中，挖出軟土后，這種水泥土再挖回來做水樁。如果地面很弱，負(fù)載電阻會(huì)增加。土樁處理技術(shù)應(yīng)用廣泛，因?yàn)檫@不僅成本低，而且操作工藝簡(jiǎn)單。

5.6 深層排水技術(shù)

深層排水技術(shù)也是軟弱地基處理的核心技術(shù)方式之一，而深層排水技術(shù)是指利用擠密機(jī)理，讓軟基中的水分能夠得到更好的排除，如果在該技術(shù)應(yīng)用的過程中，還能夠與排水井技術(shù)結(jié)合使用的話，能夠?qū)④浲恋鼗械乃值玫綇氐椎呐懦Ｔ谏顚优潘夹g(shù)應(yīng)用的過程中，還需要利用密實(shí)設(shè)備進(jìn)行擠壓處理，這對(duì)提升整個(gè)軟弱土層的排水質(zhì)量和效率有著積極的作用，在軟弱土層內(nèi)的水分排出工作完成之后，需要結(jié)合軟弱地基地實(shí)際厚度和實(shí)際含水量，來確定科學(xué)的操作流程，進(jìn)而使整個(gè)處理后的地基質(zhì)量得到大幅的提升。對(duì)于深層排水技術(shù)的應(yīng)用來說，在整個(gè)操作流程中，該技術(shù)不得單獨(dú)使用，需要結(jié)合堆載預(yù)壓法、增加側(cè)向約束以及路基加筋等方法聯(lián)合使用，具體的技術(shù)選擇需要結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，這樣才能夠達(dá)到快速提高軟土地基穩(wěn)定性的目的。

5.7 密實(shí)加固技術(shù)

密實(shí)加固技術(shù)實(shí)際上是一類技術(shù)方法的綜合稱呼，目前廣泛運(yùn)用的密實(shí)加固技術(shù)主要有三種：（1）排水?dāng)D壓加固法。對(duì)于排水?dāng)D壓加固法來說，就是利用一些設(shè)備或者技術(shù)手段，來對(duì)軟土地基進(jìn)行吸水或者是排水施工，使整個(gè)軟土地基中殘留的水分能夠得到有效的處理。例如常見的排水辦法有，在軟土地基中插入塑料排水管，通過施加外部壓力的方式，使得水分經(jīng)過塑料排水管向著砂墊層的方向排出。該方法處理起來非常的簡(jiǎn)單，同時(shí)整個(gè)成本造價(jià)也非常的低，同時(shí)由于經(jīng)過了長(zhǎng)期的應(yīng)用和發(fā)展，整個(gè)技術(shù)體系都非常成熟，在實(shí)際處理的過程中發(fā)揮著非常重要的作用；（2）動(dòng)力固結(jié)法。采用動(dòng)力凝固法處理時(shí)，選擇粘性土、土和砂、裸土和合適的碎石土，選擇和處理軟土最為有效。采用力凝固法施工時(shí)，可使用多種機(jī)械裝置在軟土地基上完成凝固再處理，以達(dá)到更好的處理效果。再凝固極大地改變了整個(gè)軟土的土體結(jié)構(gòu)，逐漸縮小了土體顆粒之間的距離，充分降低了軟土的壓縮特性，極大地改善了整個(gè)土體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。與施工中遇到的粘性土和近飽和土結(jié)構(gòu)不同，日本在長(zhǎng)期實(shí)際發(fā)展過程中已經(jīng)開發(fā)了先進(jìn)的力型凝固裝置，在軟土中形成了強(qiáng)度好的碎石支腿，并形成了新的復(fù)合土路面，使其能與軟土緊密結(jié)合，并大大改善了整個(gè)地面結(jié)構(gòu)的荷載阻力。

5.8 鋼筋混凝土管樁法

鋼筋混凝土管樁法，是當(dāng)前階段軟土地基處理中一種比較常見的新型處理辦法，在對(duì)道路橋梁的地基進(jìn)行處理時(shí)，需要借助一些特殊的設(shè)備和裝置，對(duì)混凝土的管樁進(jìn)行科學(xué)的澆筑，從而使得整個(gè)樁體結(jié)構(gòu)的內(nèi)部能夠與土體結(jié)構(gòu)之間密切地結(jié)合在一起，使得樁體與土體之間的摩擦力得到大幅的提升，而結(jié)構(gòu)摩擦力的提升就意味著，整個(gè)地基承載力的強(qiáng)度得到了大幅的提升。這種處理辦法的實(shí)用性相對(duì)來說比較強(qiáng)，同時(shí)整個(gè)處理的周期相對(duì)來說也比較短，澆筑成型后的樁體質(zhì)量和耐久性相對(duì)來說也比較高，因此整個(gè)技術(shù)的應(yīng)用范圍就顯得非常的廣。[4]

總之，在公路橋梁施工中，基礎(chǔ)工程是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)點(diǎn)，基礎(chǔ)工程質(zhì)量也是保證公路橋梁施工質(zhì)量的關(guān)鍵。隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，交通運(yùn)輸業(yè)務(wù)發(fā)展越來越快，作為公路橋梁面臨著新的挑戰(zhàn)。為了使公路橋梁具有更高的安全性和可靠性，以及穩(wěn)定、可持續(xù)地運(yùn)行，必須高度重視基礎(chǔ)工程。在軟土地基公路橋梁施工中，由于土體較弱，降低了公路橋梁的承載能力，并有可能出現(xiàn)運(yùn)營(yíng)開始后沉降不均勻的問題，也影響了公路橋梁的正常使用。為了保證公路橋梁的安全，必須在施工階段采取相應(yīng)的技術(shù)處理措施，以提高軟土的貨物穩(wěn)定性。