淺論路橋工程軟土地基的加固技術(shù)

邢廣紅

【摘 要】公路橋梁施工中因為軟土地基的影響會造成施工過程與使用過程中的不規(guī)則沉降，甚至?xí)?dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)被破壞，所以在施工前應(yīng)對地質(zhì)結(jié)構(gòu)進行勘察，尤其是對軟土的性質(zhì)應(yīng)進行定性分析，以此采用最為合理的加固工藝，而多種處置方式相互結(jié)合也可起到更好的效果，文章對加固工藝進行了簡要的介紹。

【關(guān)鍵詞】橋梁施工；軟土地基；表層加固；深層處理

On the road and bridge projects in soft soil foundation reinforcement technology

Xing Guang-hong

（Henan Hengtong Construction Group Co.， Ltd Xinxiang Henan 453000）

【Abstract】Construction of roads and bridges because of the impact will result in soft soil during the construction process and the use of irregular settlement， and even lead to the bridge structure has been destroyed， so the pre-construction survey the geological structure to deal with， especially for soft soil properties should be carried out qualitative analysis， in order to adopt the most rational reinforcement process， and each other with a variety of disposal may also play better results， the article on strengthening process was briefly.

【Key words】Bridge construction；Soft soil；Surface reinforcement；Deep processing

1. 公路橋梁軟土地基施工概述

軟土地基就是指在施工中地基的承載能力不能滿足構(gòu)造物的使用載荷，或者雖然可以達到施工要求但是在使用過程中會出現(xiàn)過度的沉降而影響構(gòu)造物的穩(wěn)定和安全。因此在施工過程中總結(jié)軟土地基的問題主要是在兩個方面：一則是軟土地基的強度和穩(wěn)定性較差，如果地基不能承載外部壓力的時候，軟土地基會出現(xiàn)整體或者局部的剪切破壞，導(dǎo)致公路橋梁失去穩(wěn)定的支撐，進而出現(xiàn)塌方或者橋臺破壞等情況。二則是地基因為長時間的壓力影響而出現(xiàn)沉降，如果外部作用力過大就會產(chǎn)生大范圍的沉降，從而影響橋梁原有的結(jié)構(gòu)形態(tài)，導(dǎo)致道路不能正常使用。而施工中經(jīng)常遇到的軟土地基特征為孔隙比大且含水率高，飽和度高，塑性限制和液限指數(shù)都偏高，所以其總體表現(xiàn)的承載能力低。

2. 軟土地基加固施工前應(yīng)做的工作

要在施工中對軟土地基進行加固，就必須對軟土基的情況進行檢測，即做好施工前的準(zhǔn)備工作。如：對施工的整體地質(zhì)情況進行勘察，利用勘測的結(jié)果對施工路段的地基狀況進行標(biāo)記，尤其是對軟土地基的范圍以及深度等進行詳細(xì)分析與標(biāo)記，為后續(xù)的施工做好準(zhǔn)備。同時在施工中應(yīng)對路段進行挖掘，利用挖掘?qū)Φ刭|(zhì)情況進行進一步檢查，利用提醒土坑來觀察地基的具體情況。注意的是滲水情況，土質(zhì)形態(tài)等。利用相關(guān)檢測數(shù)據(jù)來制定對應(yīng)的加固措施，并異常指導(dǎo)施工。最后是對地基承載能力的檢查，這樣做是為了進一步的細(xì)化地基的地質(zhì)情況，將軟土基的概況細(xì)化，并針對性的選擇處理措施，從多種加固工藝中選擇適應(yīng)的措施和方法，保證加固的質(zhì)量，滿足橋梁施工的要求。

3. 公路橋梁軟土地基加固的工藝分析

3.1 表層軟土處理。

3.1.1 墊層處理：工藝方法就是對軟土層較淺的地段進行鋪墊處理，對地基上部進行鋪墊，材料為墊砂層。這樣可以幫助軟土固結(jié)，起到的是上部排水的效果。同時砂墊層可以作為填土與下層的土層結(jié)合，降低下層土壤中的含水量。這樣處理是為了保證填土和地基處理雙重效果，同時也可保證施工機械的順利通行，但是必須考慮施工機械和作業(yè)載荷來選擇合適的砂墊層厚度。從實際應(yīng)用上看，如果僅僅采用墊砂層來對軟土進行固結(jié)，需要的厚度很容易導(dǎo)致成本增加，因此在應(yīng)用中砂墊層應(yīng)配合其他固結(jié)措施共同來保證軟土處理效果。在對砂墊層進行施工時應(yīng)注意放樣，進行攤鋪作用時應(yīng)選擇自卸車輛與推土機配合，做到均勻一致。在使用透水性較差的材料作為填料時，應(yīng)對端部進行妥善處理。

3.1.2 淺層排水法：一些軟土地基上土質(zhì)較好但是含水量偏大，因此在處理這樣的軟土基時可以進行排水處理，利用溝槽等對表層水進行排除，降低地基表層的含水量，保障設(shè)備的通行。同時也可發(fā)揮溝槽在施工中持續(xù)排水的效果，并配合回填透水性較好的材料，維持表層軟土的滲透性，并對其進行壓實。在布置溝槽的時候應(yīng)注意利用自然坡度，回填而出現(xiàn)沉降時則應(yīng)觀察坡度改變，制定調(diào)整計劃。注意防止四周的挖方位置的滲出水進入到填土范圍。表層排水工藝應(yīng)注意加密溝槽增加排水的能力。施工中即便一些溝槽被破壞也可保證排水的效果。溝槽的設(shè)置應(yīng)按照工藝標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，寬度在半米左右，深度則應(yīng)在一米內(nèi)，填土之前應(yīng)在溝槽內(nèi)填入砂礫使之成為盲溝，保證排水持續(xù)性。

3.1.3 材料鋪墊工藝：一些工程中軟土地基的分布不均勻，可能會出現(xiàn)沉降以及側(cè)向的位移等情況，此時可以利用鋪設(shè)材料對軟土位置進行加固，強化軟土承載力保證機械通過。目的是減少沉降和側(cè)向移位所造成的不安全因素。這樣可以提高軟土的支撐能力，用于鋪設(shè)的主要材料是無紡布等。

3.1.4 添加劑加固：這樣的措施主要是針對粘性土壤，利用添加劑對表層的土壤進行處理，可以有效的改善表層土壤的固結(jié)效果，提高抗壓縮性和強度等性能。主要是對地基承載能力加以提高，保證機械運行的安全。添加劑通常是生石灰、熟石灰、水泥等。利用石灰作為添加劑就是利用其對水的吸附作用，使之與水反應(yīng)降低土壤含水量，從而固結(jié)成團。同時也可對土體進行加固與穩(wěn)定，保證軟土地基的穩(wěn)定性。

3.2 深層加固工藝。

3.2.1 加載工藝：加載法就是對軟土施加外力，增加軟土基的沉降速度，降低軟土的孔隙率以及含水量等，使之固結(jié)速度加快。提高地基的強度反之填土路面出現(xiàn)大范圍沉降。地基固結(jié)沉降的方法就是減少孔隙水壓提高應(yīng)力的方法以及地基增加總壓法。減少孔隙水壓的方法是依靠大氣壓加載促進固結(jié)大氣壓加載。地基總壓是依靠填土的載荷對軟土進行擠壓。但是加載法會造成軟土的形變?nèi)菀子绊懼車牡刭|(zhì)結(jié)構(gòu)，所以加載的同時應(yīng)對周圍進行圍護，降低其影響范圍。填土加載的時間和載荷應(yīng)根據(jù)實際的軟土性質(zhì)確定，主要的目標(biāo)就是對橋梁地基沉降量進行控制，保證施工后地基沉降在可控的范圍內(nèi)。在施工中應(yīng)注意對載荷施加的速度和穩(wěn)定性，并對整個壓載過程進行觀測，因為沉降的效果不是完全可以預(yù)判的，應(yīng)在達到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)后停止加載，防止對地基的額外破壞。

3.2.2 強夯工藝：強夯工藝是利用重錘對地面的沖擊力來減少孔隙率，并擠壓排水，從而使得軟土加速固結(jié)。實踐證明強夯后的軟土地基可以增加幾倍的承載力，壓縮的范圍可以達到十幾倍。其工藝的特點是工藝簡單且效果好，同時施工速度快且成本較低，節(jié)約材料，只需要簡單的機械就可完成對一定范圍內(nèi)的軟土基礎(chǔ)加固。但是在使用中應(yīng)注意適應(yīng)的范圍，如飽和淤泥粘土和淤泥等應(yīng)慎重選擇，否則會出現(xiàn)不良的效果。公路橋梁施工乃至公路工程中強夯法較為常見。

3.2.3 粉噴樁工藝：粉噴樁是一種深層加固技術(shù)，主要是深層攪拌的方式將凝固劑注入到土層中。是一種加固粘土地基的重要方法，利用水泥和石灰等材料作為固化劑，利用機械攪拌機將軟土與固化劑強制攪拌，利用固化劑與粘土之間的反應(yīng)促進粘土硬化，從而成為穩(wěn)定性較強的地基。此種工藝主要是適應(yīng)飽和粘土層，對于淤泥質(zhì)和淤泥質(zhì)土、粉土、含水量較高的粘土較為有效，加固深度較大。

3.2.4 水泥攪拌樁工藝：攪拌樁利用石灰和水泥等材料作為固化劑，通過深層攪拌的工藝與軟土結(jié)合起到固化軟土的效果，固化劑在土層深處和粘土反應(yīng)，經(jīng)過一些列的理化反應(yīng)形成強度高且穩(wěn)定性較好的復(fù)合型地基。水泥攪拌樁的工藝主要是針對粉土、松散砂土等都有較好的加固效果。其優(yōu)勢是施工過程對路堤干擾較小，對擴建工程較為適應(yīng)。施工前應(yīng)保證場地平整，如果有低洼凹陷等應(yīng)進行填土，同時清理場地使得攪拌機械可以順利就位。

3.2.5 豎向排水固結(jié)工藝：該工藝將垂直的排水柱設(shè)置在粘土地基中，縮短了排水距離，促進地基排水，并加速固結(jié)。固結(jié)后的軟土地基可以增加抗剪強度。垂直排水工藝分為砂井排水和紙板排水。根據(jù)砂井的施工工藝方法不同砂井排水可以分為射水式、螺旋式、打入式、振動式等。砂井法在應(yīng)用中還應(yīng)與其他方式配合，如加載法或者填土法等。對軟土層較厚的地基更為有效，對泥炭質(zhì)地基相對效果差。使用中如果為了穩(wěn)定則重點對填土坡下進行處理；為了防止沉降則在路基頂面寬度下進行處理。設(shè)計排水砂井時應(yīng)進行試驗與分析，確定處理范圍和直徑等，分析處理后的沉降程度，如果不能滿足要求則應(yīng)進行再次計算。

4. 結(jié)語

在公路橋梁的建設(shè)中往往會遇到不同的地形和地質(zhì)環(huán)境，尤其是在軟土地基上的工程更應(yīng)注意對軟土地基的處理，在實踐中利用固結(jié)工藝對軟土進行處置已經(jīng)成為主要的技術(shù)措施，其中包括對表層和深層軟土的處理，雖然上述措施都具備一定的優(yōu)勢，但是在實際應(yīng)用中多以復(fù)合措施對軟土處置，這樣才能提高軟土地基的處置效果。

參考文獻

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[文章編號]1619-2737（2015）05-30-370