如何處理橋梁施工中的軟弱地基

胡金永

（河北建設(shè)集團(tuán)有限公司路橋公司，保定 071000）

如何處理橋梁施工中的軟弱地基

胡金永

（河北建設(shè)集團(tuán)有限公司路橋公司，保定 071000）

針對橋梁工程軟弱地基施工處理，首先概述了軟弱地基的特性及處理軟弱地基需要解決的問題，進(jìn)而分析了在工程施工中較為常用的軟弱地基施工處理措施以及軟弱地基處理觀測試驗分析方法，可以為橋梁工程軟弱地基施工處理提供合理的參考。

橋梁施工 軟弱 地基

軟弱地基主要是由雜填土、沖填土、淤泥質(zhì)土或者是高壓縮性土所構(gòu)成的地基，承載能力低、透水性較小以及壓縮性較高，如果直接在其上進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)施工，很容易由于地基穩(wěn)定性與變形造成橋梁主體結(jié)構(gòu)的破壞。因此，必須通過采取相應(yīng)的處理措施，來改善土體性質(zhì)尤其是壓縮性與透水性，進(jìn)而提高橋梁基礎(chǔ)承載力。

一、橋梁軟弱地基的主要特征分析

(1)較高的孔隙比與天然含水量。軟弱地基的孔隙比以及天然含水量相對較高，一般情況下軟弱地基土體的天然孔隙比介于1～2之間，天然含水量也相對較高，例如較常見的淤泥以及淤泥質(zhì)土的含水量均超過 50%以上。(2)軟弱地基土體的壓縮性較高。軟弱地基土體的壓縮性較高，通常能達(dá)到0．5～1．05MPa左右，如果橋梁基礎(chǔ)直接建設(shè)在這些軟弱地基土體上，會造成橋梁主體結(jié)構(gòu)嚴(yán)重的不均勻沉降，造成主體結(jié)構(gòu)的開裂破壞。(3)軟弱地基土體的透水性差。雖然一般軟弱地基土體的含水量均相對較高，但是軟弱地基土體的透水性卻非常差，一般滲透系數(shù)都在1(mm/d)以下，所以如果軟弱地基土體受到荷載作用后，由于孔隙水壓較高，仍然難以實現(xiàn)壓密固結(jié)。(4)軟弱地基土體的抗剪強(qiáng)度非常低。軟弱地基土體的無側(cè)限抗剪強(qiáng)度一般在 30kN/m2以下，抗剪性能非常低，不排水剪切試驗條件下的內(nèi)摩擦角接近為零，固結(jié)快剪試驗條件下的內(nèi)摩擦角在 5 °～15°左右。(5)具有觸變性。軟弱地基土體大多呈絮凝狀的結(jié)構(gòu)性沉積物，如果遭受擾動破壞，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度會迅速降低，甚至是喪失，軟弱地基的這一觸變性導(dǎo)致地基在承受荷載尤其是振動荷載以后，很容易出現(xiàn)側(cè)滑、沉降等問題。(6)流變性。軟弱地基土體在荷載的持續(xù)作用下，變形會出現(xiàn)逐步增加的變化，造成這些軟土地基的長期強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于瞬時強(qiáng)度。

二、軟弱地基處理的主要目的

對軟弱地基進(jìn)行處理的主要目的就是通過各種物理或者是化學(xué)處理方法，實現(xiàn)軟弱地基土體穩(wěn)定性與承載能力的提升，因此軟弱地基施工處理需要重點解決以下幾方面的問題:(1)解決橋梁基礎(chǔ)的強(qiáng)度與穩(wěn)定性問題。如果軟弱地基土體處理不當(dāng)，強(qiáng)度不足、穩(wěn)定性較差會造成地基出現(xiàn)局部或者是整體的剪切破壞，進(jìn)而出現(xiàn)橋臺破壞以及地基失穩(wěn)等問題發(fā)生。(2)解決各種沉降變形問題。由于軟弱地基容易出現(xiàn)較大的沉降變形以及不均勻沉降變形，因此容易造成橋梁結(jié)構(gòu)由于結(jié)構(gòu)受力模式的變化出現(xiàn)開裂等問題，嚴(yán)重影響橋梁結(jié)構(gòu)的通車安全。(3)在外部交通荷載或者是地震波的作用下，軟弱地基土體很容易出現(xiàn)液化、失穩(wěn)以及震陷等問題，造成橋梁結(jié)構(gòu)的破壞，提高軟弱地基土體的穩(wěn)定性也是施工處理的關(guān)鍵內(nèi)容。

三、橋梁施工中的軟土地基處理及施工技術(shù)

1、水泥粉煤灰碎石樁加固處理法

(1)水泥粉煤灰碎石樁主要采用粉煤灰、石屑、碎石和適量水與水泥混合拌制而成，其具備優(yōu)良的和易性。其中石屑是作為改進(jìn)骨料級配、填充碎石空隙的次骨架材料;碎石是作為主要的粗骨料;粉煤灰則作為低標(biāo)號水泥和細(xì)骨料使用。

(2)處理優(yōu)勢。①采用振動沉管法開展施工，因擠密與振動作用可有效提高樁間土的密實度，加固處理后可明顯降低地基土的壓縮系數(shù)、孔隙比及含水量，增大壓縮模量;②此種方法同時具備碎石樁對地基的置換和加固緊密功能;③褥墊層主要采用級配良好的碎石砂墊層，在承受荷載時可提供樁體向上、向下的刺入條件，以確保樁間土始終參與工作，同時褥墊層可補(bǔ)償部分不均勻沉降;④受力特性同水泥攪拌樁相接近，且具有施工簡單、施工周期短、適用性好等特點;⑤樁體所需材料僅為粉煤灰、石屑、水泥及碎石等，取材方便。(3)施工要點。①樁體配合比應(yīng)按照試驗試配報告為基準(zhǔn)進(jìn)行嚴(yán)格配料，確保初凝時間應(yīng)在5h以上，拌合物的塌落度范圍應(yīng)控制在5～7cm;混合料拌合時間應(yīng)控制在90s以上;②施工前應(yīng)先進(jìn)行試樁，以檢查施工工藝、機(jī)械設(shè)備、技術(shù)參數(shù)及地質(zhì)資料等是否相適應(yīng);試樁過程中應(yīng)實時檢測樁身質(zhì)量及樁長，并在檢測質(zhì)量合格后將其作為正式施工的參數(shù)依據(jù);③在橋臺樁基施工中，應(yīng)由橋臺后逐排向后退打，也可由后臺地基中軸線從里向外施打，避免由外向內(nèi)推進(jìn)施工;在各排樁施工前應(yīng)先對排樁軸線進(jìn)行校正，檢驗合格后才可正式施工;樁管內(nèi)灌入混凝土的厚度在高于3m后才可進(jìn)行拔管，拔管前要振動3～5s，過程中應(yīng)保證管內(nèi)混凝土高度滿足計算方量值;④對于橋頭過渡段應(yīng)先進(jìn)行粉煤灰混凝土樁施工，等到淤泥塑流保持穩(wěn)定后再開展橋臺樁基施工;⑤褥墊層應(yīng)使用級配良好的碎石砂墊層，碎石的最高粒徑應(yīng)在3cm以下，墊層厚度應(yīng)控制在60cm左右，且其底面及頂面應(yīng)同時安置一層土工格柵，格柵經(jīng)緯向伸長率應(yīng)低于3%，經(jīng)緯向抗拉強(qiáng)度應(yīng)控制在80kN/m;褥墊層鋪設(shè)完成后要采用靜壓壓實。

2、表層排水法

含水量高是軟土地基的重要特征之一，采用排水作業(yè)以減小軟土結(jié)構(gòu)中的含水量，不但能改善地基的應(yīng)力破壞極限，還可大幅度提高地基的滲透性能，促使地基材料變化，進(jìn)而增強(qiáng)地基的穩(wěn)固性和安全性。其主要施工要點有:先在地基表層挖設(shè)排水溝，以排出地基內(nèi)的地表水，排水溝挖成后可用碎石、石塊等進(jìn)行填埋，以保證地基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性;若安設(shè)空管，則應(yīng)使用優(yōu)良的過濾材料予以保護(hù)。

3、地基擠密壓實法

(1)強(qiáng)夯土軟土地基處理法。此種方法可明顯降低軟土地基內(nèi)部材料的縫隙并改善橋梁材料的整體堅實度。施工時先對軟土地基實施重復(fù)壓實和捶打，然后采用夯實機(jī)械與壓路機(jī)進(jìn)行壓實處理;在夯實施工中應(yīng)準(zhǔn)確分析軟土層的水分滲透性能，要提前設(shè)計好對應(yīng)的排水設(shè)施。(2)石灰填塞壓實法。此種方法的原理是利用石灰等材料的強(qiáng)吸水性能和吸水后的有效膨脹反應(yīng)，同時采取路面擠壓處理以改善軟土地基的整體強(qiáng)度和穩(wěn)定性，進(jìn)而提高橋梁地基的承重性能。

結(jié)束語

對于這些軟弱地基的橋梁主體結(jié)構(gòu)施工，應(yīng)該根據(jù)不同軟弱地基的類型及其分布情況，合理的選擇軟弱地基處理方案，以改善軟弱地基的土體力學(xué)性能，提高基礎(chǔ)的承載力，避免由于各種軟弱地基處理不徹底造成橋梁結(jié)構(gòu)后期工程病害問題的發(fā)生

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1007–6344（2015）01–0214–01

胡金永 男 出生年月：1979-06 籍貫： 河北省保定市阜平縣北果園鄉(xiāng)魏家峪村大地1號 工作單位：河北建設(shè)集團(tuán)有限公司路橋公司 單位所在城市：保定 郵編：071000