試論公路橋梁軟基的施工技術(shù)及處理方法

張成進(jìn)

(貴州通力達(dá)監(jiān)理咨詢有限公司)

1 軟基的幾種處理方法

1.1 深層攪拌樁法

深層攪拌樁長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)要符合經(jīng)濟(jì)合理性，并要以承載力要求為原則，滿足沉降量。鑒于現(xiàn)在樁基的施工內(nèi)里，樁長(zhǎng)的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度不應(yīng)大于十五米。處理范圍主要包括:(1)橋臺(tái)和橋形通道臺(tái)背20 m范圍內(nèi);(2)管道涵洞底和基礎(chǔ)邊緣三米外范圍左右;(3)箱體涵道、蓋板涵和箱形通道底部及基礎(chǔ)外五米范圍左右。施工場(chǎng)地在實(shí)際施工時(shí)，要先將地表障礙物進(jìn)行清理。

以下步驟在施工中可具體使用:(1)先將深層攪拌樁機(jī)械放到事先位置;(2)預(yù)攪下沉;(3)提升噴灰或噴漿攪拌;(4)攪拌下沉不斷重復(fù);(5)重復(fù)攪拌提到孔口;(6)關(guān)閉攪拌機(jī)械。

處理軟基的一種較為快速的方法是深層攪拌樁，這是一種可使用在結(jié)構(gòu)物處軟基的處理，如涵洞、通道和橋臺(tái)，是一種較為理想的防止沉降方法，并且要比一般的排水固結(jié)方法縮短工期，但同時(shí)這種方法的造價(jià)卻很高，這點(diǎn)是排水固結(jié)法的三至五倍，如為石灰攪拌樁約是三倍，如為水泥攪拌樁約是五倍。在公路軟土路段上，一種常見的問題是橋臺(tái)跳車，而深層攪拌樁處理軟基則為這一問題提供了解決辦法，這是由于經(jīng)這種方法處理的軟基有很小的沉降量。

1.2 排水固結(jié)法

美國(guó)在上個(gè)世紀(jì)三十年代，就首次將砂井預(yù)壓法應(yīng)用在加州公路建設(shè)上，并取得了顯著的效果。砂井預(yù)壓法，顧名思義就是預(yù)先在軟土地基中打入砂井，并預(yù)壓加速地基土的固結(jié)，來增強(qiáng)地基土強(qiáng)度。伴隨著建筑科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，這種方法又形成劃分了幾種新方法，如利用真空及降水進(jìn)行預(yù)壓，如袋裝砂井法和塑料芯極排水法。

1.3 輕型填料法

顧名思義，這種方法就是使用重量較輕和密度較小的煤渣等為填料原材料，從而盡可能的使地基沉降減少和填土保持穩(wěn)定。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，很多國(guó)外國(guó)家普遍使用高分子材料進(jìn)行填方，如美國(guó)和挪威等國(guó)家就使用超輕量材料——泡沫聚苯乙烯，將其作為道路的填方材料和軟基橋臺(tái)引道填方使用。對(duì)于這種方法，法國(guó)和日本也將其應(yīng)用在了具體工程中，在改善地基沉降上有良好作用。

2 復(fù)合地基法的應(yīng)用

在軟土層中，根據(jù)一定的距離分布，將很多樁柱打入軟土層中從而形成復(fù)合土層，由這種復(fù)合土層組成的地基就為復(fù)合地基。

經(jīng)過對(duì)天然地基處理，加強(qiáng)下部土體的壓力，同時(shí)對(duì)樁的壓力也增強(qiáng)，隨后在其上部鋪筑由土工合成材料做成的水平網(wǎng)，這是一種樁網(wǎng)的組合，稱為樁—網(wǎng)復(fù)合地基，樁—網(wǎng)—土共同承擔(dān)載荷，共同作用形成復(fù)合地基加固區(qū)。一般樁一網(wǎng)是一種復(fù)合的體系。它主要是由三部分組成:(1)上部加筋土(路堤);(2)中部加筋褥墊層;(3)下部樁土加固區(qū)。這里面(2)、(3)兩部分能擴(kuò)散荷載應(yīng)力，那么地基沉降量也會(huì)隨之減少。

我們都知道樁一網(wǎng)復(fù)合基地中有加筋褥墊層，它有很好的應(yīng)力擴(kuò)散作用，因此在底部達(dá)到一定的寬度時(shí)不能達(dá)到很好的擴(kuò)散衰減效果，這就是我們常說的“尺寸效應(yīng)”。

水泥深層攪拌樁法可以固定較軟的路基，它較小受自然因素影響，可以通過工藝簡(jiǎn)單的鋪網(wǎng)，這種方法可以應(yīng)用在很多的軟土基地工程中，特別是有淤泥的基地更加需要。

2.1 適用路段

(1)對(duì)于高填橋頭路段中的橋頭高路提下的厚層軟土地基，如果采取的是排水方案可能無法達(dá)我們要求的工后沉降水準(zhǔn)，即便我們預(yù)壓期比預(yù)期的還長(zhǎng)，也無法避免臺(tái)階的出現(xiàn)，并且后期的維護(hù)也比較困難，一般可以采用復(fù)合地基的方法與搭板過渡可以解決現(xiàn)在遇到的問題，其處理范圍可以是沿路線的方向附近的20～30 m，它的具體按照橋梁規(guī)模、路堤的高度還有軟土的厚度來判斷。

(2)公路橫穿的構(gòu)造物段主要包括箱涵、蓋板涵路段。

2.2 技術(shù)要求

(1)施工后沉降指在復(fù)合地基處理后出現(xiàn)的沉降。一般橋頭路段必須小于5 cm，并且規(guī)定涵洞與通道基礎(chǔ)也要小于10 cm。(2)地基的承載力是指一種復(fù)合的并且設(shè)計(jì)能夠滿足各段高速公路要求地基承載力。③地基的穩(wěn)定性主要是指其天語高度與路面的負(fù)荷與承載力的穩(wěn)定性的設(shè)計(jì)。

2.3 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

(1)樁的設(shè)計(jì)要求如下:樁長(zhǎng)設(shè)計(jì)必須遵守經(jīng)濟(jì)劃算、沉降量和承載按要求完成的原則，必要時(shí)軟土可被穿透。我們通常所見的樁體布置為正三角形和正方形這兩個(gè)，樁間的距離可以通過計(jì)算取得，對(duì)于粉噴樁和碎石樁分別設(shè)為50 cm和80 cm。(2)按照結(jié)構(gòu)物和路段的不同采取合理的處理方案，①橋頭軟基:我們應(yīng)該按照主次的順序?qū)蚺_(tái)臺(tái)后路段復(fù)合地基進(jìn)行設(shè)計(jì)，也可以分兩部分來設(shè)計(jì)沿途路線，對(duì)于不均勻沉降比較敏感的橋臺(tái)搭板區(qū)，我們將樁間距設(shè)置的比較小，當(dāng)然總的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度一般應(yīng)大于10 cm;對(duì)于后面的過渡區(qū)我們采用中等的間距。然而路肩外側(cè)路基的樁柱之間的距離應(yīng)該大點(diǎn)，樁長(zhǎng)不必太長(zhǎng)。②涵洞與通道:根據(jù)基底的壓力來判定涵洞與通道對(duì)地基的承載力的大小。一般箱形涵洞和箱形通道是一種鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。它們的整體性比較好、剛度大、基底壓力較小等特點(diǎn)，這樣更加有利于軟基的適應(yīng)。

3 結(jié)論

對(duì)于軟基的處理是公路軟基路段施工的重要組成部分，地基既是線路的主體，也是路面工程的質(zhì)量基礎(chǔ)，在進(jìn)行軟基路段的施工時(shí)，難免會(huì)遇到許多困難和問題，如果沒有采取有效措施進(jìn)行處理，不僅無法保證路基的穩(wěn)定性，也會(huì)對(duì)路基的質(zhì)量造成影響。目前，對(duì)于軟基的處理方法有很多種，但都有各自的適用范圍，因此工作人員必須要在充分了解施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的基礎(chǔ)上，本著科學(xué)的態(tài)度對(duì)其進(jìn)行認(rèn)真的分析和研究，從而采用最適的方法來對(duì)軟基進(jìn)行處理，以便消除質(zhì)量和安全隱患，進(jìn)一步提升公路工程的穩(wěn)定性和安全性。

［1］張留俊.高速公路軟土地基處理技術(shù)［M］.北京:人民交通出版社，2004.

［2］丁建奇.高速公路超軟地基處理設(shè)計(jì)與施工［M］.北京:人民交通出版社，2006.

［3］楊仲元.軟土地基處理技術(shù)［M］.北京:中國(guó)電力出版社，2009.

［4］李彰明.軟土地基加固的理論、設(shè)計(jì)與施工［M］.北京:中國(guó)電力出版社，2006.

［5］地基處理技術(shù)規(guī)范［M］.北京:中國(guó)計(jì)劃出版社，2005.