道路橋梁工程中軟土地基的施工處理策略初探

王俊杰

中圖分類號：? U415;U445? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.12296/j.2096-3475.2021.07.055

在道路橋梁工程建設(shè)過程中，軟土地基的存在對工程質(zhì)量造成較大影響。一方面，道路工程線路長、延線地質(zhì)情況變化大，很難獲得準(zhǔn)確、詳細(xì)的地質(zhì)勘察資料，致使設(shè)計人員和施工人員未能準(zhǔn)確把握施工現(xiàn)場地質(zhì)條件，可能導(dǎo)致施工設(shè)計方案出現(xiàn)偏差;另一方面，在軟土地基處理過程中，一些施工單位保守，不及時更新施工技術(shù)，導(dǎo)致軟土地基處理質(zhì)量難以滿足道路整體穩(wěn)定性、耐久性和車輛行車荷載要求。結(jié)合現(xiàn)場施工經(jīng)驗，對軟土地基的施工處理方法進(jìn)行總結(jié)、分析和探討對工程施工具有非常重要的現(xiàn)實意義。

一、道路橋梁工程中軟土地基概述

1.主要特點

軟土地基指強度低、承載力差，具有較高壓縮性的軟弱土層，常見土質(zhì)為淤泥、淤泥質(zhì)土、雜填土等，多數(shù)含有一定的有機物質(zhì)。此類地基土質(zhì)工程性質(zhì)差，存在不穩(wěn)定性，易受擾動，影響道路整體穩(wěn)定性。軟弱地基主要具有以下工程特性：一是軟土地基具有較大的含水量率、孔隙比，滲透性差、壓縮性大，施工處理難度大;二是軟土地基具有一定的流變性，抗剪強度低，荷載作用下易發(fā)生剪切變形和沉降，作為道橋基礎(chǔ)穩(wěn)定性差，如不能保證軟土路基的處理質(zhì)量對道橋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定存在較大的質(zhì)量風(fēng)險。

2.常見危害

軟土地基作為道路橋梁施工過程中經(jīng)常遇見的一種地基形式，處理質(zhì)量的好壞直接影響主體工程質(zhì)量。最常見的危害包括：

（1）裂縫問題。路橋施工過程中，施工單位對軟土地基未做處理、處理方式不當(dāng)或處理質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，路基壓實度達(dá)不到設(shè)計要求，承載力不足，道路投入使用后，交通流量大，在外力作用下，地基發(fā)生變形，引發(fā)橋梁開裂、路面結(jié)構(gòu)變形發(fā)生龜裂現(xiàn)象等。當(dāng)路面結(jié)構(gòu)發(fā)生開裂后外部雨水侵蝕，造成軟土內(nèi)部顆粒流失、含水量增大，地基承載力下降，加劇道路病害

（2）沉降問題。沉降問題與裂縫問題基本是一致的，由于軟土地基土質(zhì)軟、壓縮性大，通過普通的壓實夯擊等處理方式路基整體壓實度很難達(dá)到理想的預(yù)期效果，難以滿足道路、橋梁基礎(chǔ)承載力要求，投入使用后土體自身不均勻重力沉降、路面局部較大荷載均造成的下部基礎(chǔ)沉降等，進(jìn)而造成路面開裂、塌陷，橋梁結(jié)構(gòu)破壞等重大質(zhì)量問題，影響道路橋梁的整體穩(wěn)定性。

二、軟土地基處理過程中的影響因素

在軟土地基處理和設(shè)計過程中，有許多因素需要我們注意。首先，地基處理效果需滿足道路建設(shè)運行使用的基本要求，即能達(dá)到預(yù)期的壓實度和承載能力。這也是最基本的要求，是設(shè)計和施工過程中著重注意和控制的質(zhì)量控制要點。其次，處理位置也會影響軟土地基的處理，主要體現(xiàn)在道路與結(jié)構(gòu)之間的連接部分。如果軟土地基連接，地基本身的穩(wěn)定性較差，導(dǎo)致路面穩(wěn)定性差，剪切開裂的風(fēng)險更大。第三，工程建設(shè)環(huán)境對軟土地基處置方式的選擇和施工有較大影響，包括地下水分布、周邊地形的變化和施工場地條件以及處理材料供應(yīng)情況等均限制了處理方式的使用性、經(jīng)濟(jì)性。此外，軟土地基的設(shè)計和施工還面臨著許多其他的問題和困難，這些問題涉及到施工人員的素質(zhì)、機械設(shè)備的使用、軟土地基成分的搭配方法、軟土地基的施工范圍等方面，都影響整體施工效果和質(zhì)量，因此，軟土地基處理施工前需要充分調(diào)查地基土質(zhì)條件，根據(jù)土質(zhì)的不同、軟土層影響深度范圍并結(jié)合上文所述影響因素等科學(xué)制定處理方案。

三、科學(xué)把握軟土地基處理施工要點

1.處理方案的選擇與優(yōu)化

軟土地基處理是通過一定的方法，對軟土地基進(jìn)行加固，以滿足路橋施工所需的壓實度、穩(wěn)定性和承載力要求。軟土地基處理方法的選擇需要根據(jù)土質(zhì)特性、施工條件等做出調(diào)整。我國幅員遼闊，地質(zhì)多樣性特點突出，同時，道路工程線路長使得同一工程線路上地質(zhì)情況差異性明顯，因此，單一的軟土地基處理方法很難滿足整個工程的需求。軟土地基處理方案的設(shè)計與施工需根據(jù)現(xiàn)場實際情況制定，不同位置軟土地基可能需要采用不同處理方案;同一工程在既定地基處理方案的情況下，也要隨時根據(jù)現(xiàn)場情況的變化做成差異性調(diào)整以滿足路基壓實度等道路指標(biāo)的要求。

常用的軟土路基處理方法可歸納為：土層換填、土體加固改良、復(fù)合地基等方法，從軟土土質(zhì)不良工程特性為出發(fā)點，通過減小土體壓縮性、提高土體密實度和抗剪強度從而達(dá)到提高地基承載力和穩(wěn)定性的目的。軟土地基處理辦法中土層換填最為直接有效，需要將不良土體全部或部分挖出，選填適宜材料，但受施工方法限制處置深度有限，一般處置深度不大于5m;土體的加固改良方法主要有排水固結(jié)、注漿加固、強夯擠密等;復(fù)合地基則是采用碎石樁、水泥攪拌樁、水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）等與土體共同分擔(dān)承載力，減少地基的變形和沉降。

2.土層換填施工控制要點

軟土地基換填處理是道路橋梁施工過程中最常見一種地基處理方式，其施工控制要點主要需主要以下幾點：

（1）處理范圍的確定。包括換填處理的厚度和寬度，需滿足道路橋梁工程設(shè)計使用要求，再滿足承載能力的條件下充分考慮施工的便捷性和經(jīng)濟(jì)性。

（2）換填材料的選擇與控制。常見換填材料有級配良好的中粗砂、碎石、灰土、素填土等，需因地制宜并根據(jù)工程的具體條件合理選用。同時，施工過程中需要把控好回填材料的質(zhì)量，材料含水率適當(dāng)、不得含有雜物和不良土質(zhì)材料。

（3）合理選擇壓實機械和壓實方法。壓實方法主要包括機械碾壓、重錘夯實和振動壓實，需根據(jù)處理范圍、材料及壓實要求合理選用。

（4）施工過程質(zhì)量控制。首先，需要保證按照處理方案規(guī)定處理范圍內(nèi)軟弱土層挖出到位，并對基底土體碾壓加固。其次，正式換填施工前需通過試驗段確定和調(diào)整鋪筑厚度、壓實遍數(shù)等基本施工參數(shù)。最后，按照設(shè)定施工參數(shù)嚴(yán)格分層填筑、分層碾壓密實，充分夯壓使土層中的裂縫不斷結(jié)合，防止由于土體中的裂縫而造成氣、水的外溢，使整個路基達(dá)到堅固密實的狀態(tài)，增強路基的承載力，確保路基整體密實度達(dá)到設(shè)計和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的驗收指標(biāo)。

3.拋石淤積法施工要點

拋石淤積法主要用于治理河湖地區(qū)軟土地基。這些軟土通常位于水下，不易換土。因此，必須采用拋石淤積處理方法。該方法是在基礎(chǔ)上填筑碎石集料，并用適當(dāng)?shù)耐饬D壓骨料，擠壓地基中的淤泥。泥漿被擠出后，應(yīng)在地基表面鋪設(shè)標(biāo)準(zhǔn)厚度的細(xì)砂。拋石過程中，當(dāng)拋石露出水面時，用小顆粒石料填塞縫隙，然后將裂縫壓實夯實。

四、結(jié)語

在道路橋梁施工過程中，一些因素會影響道路橋梁工程投入使用后的工作性能和使用壽命，其中軟土地基就是一項重要的影響因素。我國幅員遼闊，地質(zhì)情況復(fù)雜，在一些地區(qū)土質(zhì)較軟，再加上惡劣的施工條件增加了施工難度，嚴(yán)重影響了施工進(jìn)度和施工質(zhì)量。工程人員需要對軟土地區(qū)的地質(zhì)條件和周邊施工環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查，并根據(jù)道路橋梁的具體工程條件，合理選擇軟土地基處理技術(shù)，提高軟土地基的穩(wěn)定性和承載力，達(dá)到軟土地基的最終處理效果，保證道路橋梁的安全。隨著我國道路橋梁事業(yè)的不斷發(fā)展，道路橋梁建設(shè)規(guī)模不斷擴大，施工技術(shù)不斷提高，相信工程人員能夠更好的處理軟土地基，提高軟土地基的加固質(zhì)量，延長道路的使用壽命，保障道路安全，夯實中國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的物質(zhì)和物質(zhì)基礎(chǔ)。

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