公路橋梁施工中軟土地基施工技術(shù)的應(yīng)用探究

潘文貴

蕪湖市公路管理服務(wù)中心直屬分中心 安徽 蕪湖 241011

引言

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，公路橋梁建設(shè)步伐加快，軟土地基處理越來越多，軟基是公路橋梁施工的重難點(diǎn)，其存在孔隙小﹑滲透性差等特征，它的施工效果決定公路橋梁壽命及質(zhì)量。為延長(zhǎng)道路壽命，提高道路使用質(zhì)量，需要在公路橋梁建設(shè)期間有效處理軟基，保證軟基質(zhì)量，避免發(fā)生沉降﹑開裂等情況。

1 軟基特點(diǎn)分析

①高水分性。相比而言，軟土含水量較大，能達(dá)到71%，建設(shè)時(shí)易于辨別，第一時(shí)間對(duì)其進(jìn)行處理。公路橋梁的建設(shè)過程無法在軟基上開展，如果未及時(shí)對(duì)軟基進(jìn)行處理，將危及工程質(zhì)量安全，且影響工程的如期開展。②壓縮性強(qiáng)。一般情況下，軟基液限與壓縮系數(shù)呈正相關(guān)。前者變大，后者也跟著變大，能達(dá)到1.1MPa。由于土壤情況較為復(fù)雜，各公路橋梁工程所處地基軟土，其黏土固化程度不同，需提高軟基處理重視程度，防止出現(xiàn)施工質(zhì)量安全問題。③滲透性較差。因含有沙土，所以相比于軟土固化，黏土固化更快，由于軟土屬于滲透性較差的黏土，即便外界提供很大的壓力，也難以加快土壤固化速率；在軟土中，如果存在大量的有機(jī)物，將引起排水通道被阻塞，導(dǎo)致軟土滲透性下降[1]。④抗剪性低。軟土與黏土即便存在不一樣的特點(diǎn)，不過從抗剪性能來分析，兩者區(qū)別較小。由于軟基的抗剪性較差，將進(jìn)一步弱化路基排水性能，會(huì)影響工程質(zhì)量的提升。對(duì)此，應(yīng)采取有效的措施來提高軟基抗剪性能，避免在今后地基使用中出現(xiàn)質(zhì)量問題。

2 公路橋梁建設(shè)中軟基狀況

軟基組成包括松軟土﹑松散砂等，滲透性與承載力小。因軟基含水量高﹑變形突出﹑固結(jié)緩慢，所以會(huì)給公路橋梁建設(shè)的壓實(shí)帶來較大影響。因土層分布不均，導(dǎo)致載荷存在偏心情況，在發(fā)生較大沉降時(shí)，將產(chǎn)生不均勻沉降，進(jìn)而給建筑功能帶來影響。在公路橋梁建設(shè)期間，因?yàn)榈鼗鶎儆诨鶎咏Y(jié)構(gòu)，若形成大面積沉降而造成傾斜時(shí)，極大損害橋梁使用性能[2]。因此，為延長(zhǎng)公路橋梁壽命，確保其建設(shè)質(zhì)量，需要把握致使沉降的因素，且實(shí)施可行措施降低因沉降所帶來的影響，通過對(duì)建設(shè)地的地質(zhì)條件施工實(shí)踐研究得知，降水以及抽汲地下水屬于致使沉降的主要因素。在合理提高壓實(shí)度的基礎(chǔ)上，能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定軟基內(nèi)部結(jié)構(gòu)，但一些施工企業(yè)對(duì)壓實(shí)度不夠注視，出現(xiàn)問題也未能及時(shí)處理，導(dǎo)致公路橋梁使用性能受到極大影響。軟基的穩(wěn)定也取決于土壤濕度，如果在建設(shè)期間遇到雨季，造成施工區(qū)域有著大量的雨水，公路橋梁將被雨水長(zhǎng)時(shí)間侵蝕，也將引起建筑物出現(xiàn)沉降情況。

3 軟基對(duì)公路橋梁施工的影響

軟基在公路橋梁建設(shè)中一般會(huì)影響到壓實(shí)度和承載力，且還能引起路面形成的硬化以及沉降情況。其對(duì)公路橋梁建設(shè)的影響，主要包括：①降低施工壓實(shí)度和地基承載力。軟基構(gòu)成有砂﹑軟土等，在公路橋梁建設(shè)期間常常會(huì)形成對(duì)軟基壓實(shí)不足﹑承載力下降的現(xiàn)象，隨之影響到工程的可靠性。同時(shí)，軟基滲透能力較弱﹑含水量大，如在建設(shè)期間出現(xiàn)較久的雨季，導(dǎo)致被雨水侵蝕，給工程質(zhì)量帶來不良影響。②引起路面沉降。因?yàn)榻邓俺榧车叵滤?，可能出現(xiàn)水土流失，軟基強(qiáng)度變小，所引起的地面沉降，將能影響到公路橋梁的壽命以及建設(shè)效果，所以在公路橋梁建設(shè)期間，軟基顯著危害便屬于沉降。③造成路面硬化。公路橋梁施工主要利用瀝青以及混凝土材料，它們的穩(wěn)定性較差，容易出現(xiàn)內(nèi)部開裂或硬化。因?yàn)檐浕目煽啃耘c堅(jiān)固性不佳，在施工過程中容易形成路面硬化的現(xiàn)象，路面的硬化也同橋梁施工材料比有一定的聯(lián)系。

4 公路橋梁施工中軟基施工技術(shù)的運(yùn)用

軟基施工是公路橋梁建設(shè)的重難點(diǎn)，一定程度上困擾了公路橋梁建設(shè)過程，下面，著重對(duì)公路橋梁建設(shè)過程中常用的軟基施工技術(shù)進(jìn)行描述，以供參考。

4.1 降低含水量，增加壓實(shí)度

在工程建設(shè)期間，軟基的壓實(shí)程度決定著公路橋梁施工質(zhì)量，所以為提高軟基硬性，應(yīng)該通過減少淺層含水量的方式來提高穩(wěn)定性。目前，減少含水量的方式，一般是基于表面增加固結(jié)劑，這樣既有助于地下排水，也對(duì)淺層排水起到較大作用。并且若因路基降低情況，導(dǎo)致基層分布不均，為確保工程建設(shè)質(zhì)量，提高路基承載力，應(yīng)采取相應(yīng)措施來減小影響。

4.2 粉噴樁路基固結(jié)

目前，不少的施工單位在公路橋梁建設(shè)期間均采取這一項(xiàng)技術(shù)，其具體施工要求：因?yàn)槭┕C(jī)械設(shè)備難以在凹凸不平處開展作業(yè)，便需要做好建設(shè)地點(diǎn)的整平工作，保持地基平穩(wěn)，如存在不平整處，建議考慮加墊砂石；通過加墊砂石，既能找平地基表面，助于作業(yè)開展，也助于提高地基穩(wěn)固性。在施工期間，要確保粉噴樁施工質(zhì)量，應(yīng)該充分把控其材料和施工工藝，特別要確保水泥用量的控制。在大面積施工前應(yīng)該進(jìn)行試樁，根據(jù)試樁結(jié)果確定建設(shè)過程所需施工參數(shù)，同時(shí)，在施工中根據(jù)規(guī)定進(jìn)行全方位質(zhì)量管控。

4.3 加載法、置換土質(zhì)

首先，加載法。采取這一項(xiàng)技術(shù)，旨在通過提高軟基強(qiáng)度及抗壓能力，避免填土路面沉降受到影響。常用的加載法一般可以分成兩種，一是填土加載；二是降低地下水?；谔钔聊軌蛱岣邏毫Γ芽芈访娉两盗?，存在砂層的軟基，第二種方法有著較好的適用性，并且如果想要不影響到附近環(huán)境，應(yīng)該在建設(shè)區(qū)域打入鋼板開展維護(hù)。通過應(yīng)用填土法，旨在把控殘余沉降量，所以在建設(shè)期間應(yīng)該開展全方位動(dòng)態(tài)觀測(cè)，確保沉降量處于適當(dāng)范圍，避免地基受到破壞[3]。其次，置換土質(zhì)。因?yàn)檐浕€(wěn)固性較差﹑承載性能不佳﹑抗壓性較低，所以想要降低土層沉降，促使基層結(jié)構(gòu)更加可靠，以及提高承載性能，應(yīng)該把一些不滿足質(zhì)量要求的軟土進(jìn)行置換，換成一些承載性能較好的土壤，置換施工較為方便，通常采用機(jī)械換填處理，置換土質(zhì)將會(huì)增加較大的工程量，導(dǎo)致工期延長(zhǎng)，投入加大，并且對(duì)環(huán)保影響較大，所以在大多數(shù)公路橋梁建設(shè)過程中均不提倡采用這一項(xiàng)技術(shù)。

4.4 擠密法、強(qiáng)夯法

首先，擠密法。公路橋梁建設(shè)期間，運(yùn)用該項(xiàng)技術(shù)的原理是，借助樁孔產(chǎn)生期間的側(cè)向擠壓樁間土，之后通過對(duì)素土等的使用，來對(duì)樁孔進(jìn)行夯填處理。對(duì)于軟基或者黃土的處理，灰土以及土樁有著較好的適用性，此類資源豐富，便于取用，可以達(dá)到就地取材，且滿足原位處理要求。需要根據(jù)適當(dāng)比例，借助人工地基成孔，接著注入爐渣等開展夯實(shí)處理，由此產(chǎn)生樁體，在拌和后出現(xiàn)反應(yīng)，讓生石灰變大，在此作用下，會(huì)出現(xiàn)堵管現(xiàn)象。對(duì)于砂石樁法來講，可以借助振動(dòng)及沖擊效果，在軟基內(nèi)填入材料，由此產(chǎn)生砂石樁體。其次，強(qiáng)夯法。這一項(xiàng)技術(shù)常常也被稱為動(dòng)力固結(jié)法，對(duì)地基進(jìn)行連續(xù)打擊，以提升軟基承載性能，增加地基強(qiáng)度，降低其壓縮性。一般借助15t以上的物體對(duì)地基進(jìn)行打擊，滿足公路施工的要求。該項(xiàng)技術(shù)誕生于20世紀(jì)，起初有著一定的局限性，被運(yùn)用于砂石等地基。后來，隨現(xiàn)代化施工技術(shù)的出現(xiàn)，在細(xì)砂土壤中這項(xiàng)方法被逐步推廣，且表現(xiàn)為投入小﹑造價(jià)低等特征。強(qiáng)夯法70年代末進(jìn)入我國(guó)，起初在幾個(gè)地方開展實(shí)驗(yàn)，獲得了不錯(cuò)的成果，此后在國(guó)內(nèi)逐漸大范圍應(yīng)用。強(qiáng)夯法施工不僅能夠提高地基抗剪性，也增強(qiáng)了土壤抗震性。不過針對(duì)粉土軟基處理，該方法并非很理想，應(yīng)視土質(zhì)情況來選取相應(yīng)處理方法。

4.5 加筋法、灌漿法

首先，加筋法。公路橋梁建設(shè)期間，在這一項(xiàng)技術(shù)中，常用到土工織物法。通常情況下，將聚合物當(dāng)作原料，來完成對(duì)土工織物的生產(chǎn)。該項(xiàng)技術(shù)廣泛運(yùn)用于工程建設(shè)項(xiàng)目，常用于路基填筑施工﹑路面裂縫治理﹑橋頭路基加固處理等，切實(shí)解決了公路橋梁建設(shè)中諸多質(zhì)量控制問題。其次，灌漿法。這一項(xiàng)技術(shù)是借助液壓﹑氣壓原理，將相應(yīng)材料注入裂縫以及空隙中，達(dá)到強(qiáng)度及密實(shí)度的提高。通過運(yùn)用該項(xiàng)技術(shù)，旨在加固結(jié)構(gòu)，并達(dá)到防滲效果。在公路橋梁施工期間，針對(duì)灌漿對(duì)象，不但應(yīng)該增加其模量及強(qiáng)度，也應(yīng)該實(shí)現(xiàn)恢復(fù)構(gòu)造物穩(wěn)定﹑實(shí)現(xiàn)對(duì)水流的截?cái)喋p使?jié)B透能力下降等目標(biāo)。以前這一項(xiàng)技術(shù)常常用來優(yōu)化強(qiáng)滲透底層，目前，多處對(duì)軟土灌漿法開展了若干實(shí)驗(yàn)，且獲得不錯(cuò)的效果。

4.6 拋石擠淤泥法、反壓護(hù)道法

首先，拋石擠淤泥法。為了提高軟基強(qiáng)度，用片石擠出淤泥，填埋于軟基處。該項(xiàng)技術(shù)施工較方便，對(duì)于滿足以下條件的軟土地區(qū)，該項(xiàng)技術(shù)有著較好的適用性，即：石料資源豐富，大面積溝塘洼地，圍堰排水困難，軟基表層相對(duì)松軟，且片石可下沉至3～4m的地區(qū)。其次，反壓護(hù)道法。公路橋梁建設(shè)期間，該項(xiàng)技術(shù)的常規(guī)做法是：事先修筑護(hù)道，用來對(duì)軟基隆起趨勢(shì)進(jìn)行平衡，增加軟基的安全系數(shù)，實(shí)現(xiàn)路堤穩(wěn)定。

4.7 排水固結(jié)法、表層排水處理

首先，排水固結(jié)法。公路橋梁施工期間，該項(xiàng)技術(shù)可借助地基排水特點(diǎn)，提高荷載預(yù)壓，為加強(qiáng)地基提供可行舉措。能夠基于黏性地基，設(shè)置排水柱，由此排水固結(jié)，提高抗剪性。該方法一般基于地基加固以及排水固結(jié)，提高了軟基承載能力。當(dāng)應(yīng)用加載法時(shí)，常常和該項(xiàng)技術(shù)組合使用，可以切實(shí)改善質(zhì)地。其次，表層排水處理。能夠基于黏性土，添加適當(dāng)物質(zhì)，由此提高穩(wěn)定及填土固結(jié)，該項(xiàng)技術(shù)可提高地基強(qiáng)度。含水量較高，土層不厚，由于砂墊層具備排水功效，可以降低水位，給作業(yè)設(shè)備創(chuàng)造條件。若土層分布不均，則將發(fā)生局部失穩(wěn)的情況，需要使用護(hù)墊材料，借助抗剪力優(yōu)化沉降，提高地基支撐能力，且推動(dòng)設(shè)備正常通行。

5 公路橋梁建設(shè)中常用軟基施工技術(shù)對(duì)比

鑒于公路橋梁建設(shè)過程中所出現(xiàn)的軟土情況有所差異，所以應(yīng)該對(duì)常用的軟基施工技術(shù)開展對(duì)比，由此選取更為合理的處理技術(shù)，著重從軟基的處理范圍，來對(duì)比軟基施工技術(shù)。密實(shí)法，其最大處理深度一般介于5～8m之間，工效較高，節(jié)省原料，可能擾民且給附近建筑帶來影響；拋石擠淤法，其最大處理深度通常在3m左右，這一項(xiàng)技術(shù)適用于軟土較淺的路段，在材料選取方面有一定要求；置換法，其處理深度能夠達(dá)到30m，對(duì)于沉降要求較低的路段，該項(xiàng)技術(shù)能取得較好的應(yīng)用效果，可與其他技術(shù)進(jìn)行組合使用；灌漿法，其最大處理深度一般介于8～15m之間，不會(huì)形成噪音，不擾民，所形成的污染不大[4]；管樁法，其最大處理深度一般在30m左右，對(duì)于深厚軟基，沉降要求較高的路段，這一項(xiàng)技術(shù)有著較好的適用性。高壓旋噴樁法，其最大處理深度在24m左右，主要用于解決場(chǎng)地受約束的情況。總體而言，軟基施工屬于公路橋梁建設(shè)中重要組成部分，其施工質(zhì)量與工程質(zhì)量息息相關(guān)。所以，我們應(yīng)該主動(dòng)探索軟基處理新工藝﹑新材料﹑新技術(shù)，保證軟基施工速率及質(zhì)量，確保工程質(zhì)量與安全，為實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

6 結(jié)束語

作為公路橋梁建設(shè)的難點(diǎn)，軟基施工技術(shù)的科學(xué)性與施工質(zhì)量的可靠性已被人們高度關(guān)注，車輛超載﹑溫度及氣候等均能影響到軟基的穩(wěn)定，為在施工中確保軟基質(zhì)量，在公路建設(shè)中應(yīng)全面分析各種影響軟基施工質(zhì)量的因素，制定針對(duì)性處理方案，在實(shí)踐中不斷總結(jié)完善。文章主要基于軟基施工技術(shù)進(jìn)行了概述，并介紹了公路橋梁建設(shè)軟基的狀況，希望對(duì)這一方面的分析可起到一定的借鑒作用。