軟土地基中道橋工程的不均勻沉降成因與防控

趙釗

摘 要：我國(guó)軟土地基的分布范圍較廣，許多城市在建設(shè)和發(fā)展過程中都遇到了軟土地基施工的不均勻沉降問題。道橋工程的質(zhì)量和使用壽命與軟土地基的處理效果有著重要的關(guān)系，同時(shí)軟土地基的處理對(duì)于交通運(yùn)輸?shù)目旖菪院桶踩远季哂兄匾淖饔?。因此為了不斷提高道橋施工建設(shè)的工程質(zhì)量，使道路和橋梁在實(shí)際應(yīng)用中更好地發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效用，就應(yīng)該對(duì)軟土地基中道橋工程的不均勻沉降的成因進(jìn)行深入的研究，進(jìn)而總結(jié)出可行有效的防控措施，為我國(guó)道橋事業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展提供重要的保證。

關(guān)鍵詞：軟土地基；道橋工程；不均勻沉降

中圖分類號(hào)：TU44 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

軟土在我國(guó)分布較為廣泛，集中分布在我國(guó)的沿海地區(qū)且土地的分割較為密集，軟土應(yīng)用于道路和橋梁施工中主要的問題是其強(qiáng)度低、土質(zhì)軟、含水量又大，這些特性極易導(dǎo)致地面和橋面產(chǎn)生不固定的凹陷和凸起，即我們所說的不均勻沉降。這些不均勻沉降會(huì)對(duì)道路和橋梁的質(zhì)量以及以后的使用性能帶來極大的限制和影響，甚至威脅到人們的財(cái)產(chǎn)生命安全，因此相關(guān)施工單位在道橋施工設(shè)計(jì)建設(shè)中，應(yīng)該對(duì)軟土土質(zhì)做出有效準(zhǔn)確的分析，盡量防止發(fā)生不均勻沉降現(xiàn)象保證建筑工程的工程質(zhì)量。

1 軟土地基的概念和特征

1.1 軟土地基的概念

軟土地基是在施工工程中經(jīng)常遇到的問題，其最大的危害是地基的承載力不能滿足上面承載物件的要求，或者在施工時(shí)符合承載力要求但是經(jīng)過一段時(shí)間的使用后會(huì)發(fā)生地基失穩(wěn)現(xiàn)象，導(dǎo)致公路或建筑物沉降幅度過大甚至對(duì)工程整體地基造成破壞 。如果對(duì)軟土地基的處理不當(dāng)，往往會(huì)造成路基失穩(wěn)甚至開裂等問題，嚴(yán)重影響工程的安全和質(zhì)量。

1.2 軟土地基的特征

第一，非線性特征。一些施工材料在有限的外力作用下會(huì)發(fā)生形變，當(dāng)去除外力的時(shí)候能夠迅速返回原有的形狀和狀態(tài)，例如鋼筋、混凝土等工程材料都具有這種能力，而軟土則不具備這種恢復(fù)的能力，當(dāng)外力作用消失時(shí)軟土無(wú)法恢復(fù)到最初始的狀態(tài)，這種特征叫作非線性特征。軟土作為軟土地基的主要成分因?yàn)榫哂蟹蔷€性特征導(dǎo)致其變化程度難以預(yù)測(cè)，給施工和后續(xù)的建造和使用帶來了很大障礙。第二，各向異性特征。軟土是由于多年的沉積和水分的吸收共同形成的，因此根據(jù)不同的深度，軟土層可以分為不同的層次，雖然不同的層次都具有相同的成分但是軟土的組成結(jié)構(gòu)是有差異的，這種差異進(jìn)一步增加了軟土地基的不可確定性，為道橋的建設(shè)增加了難度。

2 軟土地基出現(xiàn)不均勻沉降的原因

2.1 對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)勘測(cè)的數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確

在道橋建設(shè)施工前應(yīng)該對(duì)建筑用地的環(huán)境和地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行勘測(cè)，根據(jù)勘測(cè)的結(jié)果對(duì)地質(zhì)條件進(jìn)行綜合評(píng)估，只有完全了解建筑用地的地質(zhì)環(huán)境和地質(zhì)條件才能更好地完成施工工程設(shè)計(jì)。通常來說，對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)的勘測(cè)工作是由專門部門組織完成的，這個(gè)勘測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性是非常重要的，如果勘測(cè)數(shù)據(jù)有偏差就會(huì)誤導(dǎo)相關(guān)人士對(duì)建筑基礎(chǔ)條件的預(yù)估，如果沒有在施工前對(duì)軟土地基做好相應(yīng)的措施，必然會(huì)導(dǎo)致最終道路和橋梁的不均勻沉降。

2.2 臺(tái)背填料壓實(shí)情況較差

在道橋工程的施工建設(shè)中如果臺(tái)背填料的材料選取不合理，或者壓實(shí)情況較差都會(huì)引起地基出現(xiàn)不均勻的沉降現(xiàn)象，而且臺(tái)背填料的壓實(shí)質(zhì)量對(duì)于道橋建設(shè)的中后期都有很大影響，因此我們應(yīng)該對(duì)其給予足夠的重視。在實(shí)際工程操作中，臺(tái)背填料壓實(shí)程度的優(yōu)劣有許多控制因素，例如壓實(shí)工作的環(huán)境、填料的組成成分和壓實(shí)施工的工序等，另外一些施工單位為了提高自身的工程利潤(rùn)，在臺(tái)背填料工程中偷工減料或采用劣質(zhì)的填料填充，這些都會(huì)導(dǎo)致臺(tái)背的壓實(shí)程度較低引發(fā)道橋工程的不均勻沉降。

2.3 工程的結(jié)構(gòu)不合理

在道橋施工中如果工程的結(jié)構(gòu)不合理也會(huì)導(dǎo)致軟土地基產(chǎn)生一定程度的不均勻沉降，工程結(jié)構(gòu)不合理主要包括對(duì)道橋負(fù)載能力的超估、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜或者設(shè)計(jì)空間過于狹小以及道路和橋梁工程的比例不調(diào)等，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理極易引起路橋的局部沉降進(jìn)而導(dǎo)致軟土地基的整體沉降，影響道橋的質(zhì)量。

2.4 道橋地基施工工序不合理

最后，在施工過程中，任何一道工序的不合理控制都會(huì)引起軟土地基的沉降，例如在實(shí)際操作中施工人員沒有嚴(yán)格地按照設(shè)計(jì)人員的要求對(duì)地基進(jìn)行必要的處理就進(jìn)行下一道工序，必然會(huì)導(dǎo)致工程后期地基出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，另外如果施工過程中施工人員將兩道工序的順序顛倒實(shí)施，特別是對(duì)于負(fù)重較大的道橋結(jié)構(gòu)，施工工序越靠后的部分后期的沉降程度就會(huì)越大，這也導(dǎo)致了工程的不均勻沉降情況發(fā)生。

3 針對(duì)軟土地基導(dǎo)致道橋不均勻沉降現(xiàn)象的有效防控

3.1 合理設(shè)置橋梁結(jié)構(gòu)

防止道橋不均勻沉降的一個(gè)有效方法是減小道橋自身的自重，因?yàn)楫a(chǎn)生不均勻沉降的一個(gè)原因就是道橋底部的附加應(yīng)力，如果這個(gè)附加應(yīng)力越大不均勻沉降的效果就會(huì)越明顯，這就需要設(shè)計(jì)人員對(duì)道橋的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)置，可以在材料的選擇上選取質(zhì)量較輕的材料同時(shí)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上選擇使用某些特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

3.2 加強(qiáng)對(duì)橋臺(tái)軟基處理的研究

橋臺(tái)樁基施工的優(yōu)劣對(duì)軟土地基沉降的影響也較大，如果在進(jìn)行橋臺(tái)樁基施工前施工人員沒有對(duì)軟土地基進(jìn)行一定的處理，在橋頭填土?xí)r就會(huì)對(duì)樁基產(chǎn)生一定的影響，從而導(dǎo)致不均勻沉降現(xiàn)象，為了避免這種情況的發(fā)生，第一我們應(yīng)該盡量延長(zhǎng)對(duì)軟土地基的預(yù)壓時(shí)間，最大程度地降低施工后期軟土地基的沉降量，第二我們可以根據(jù)施工地段的具體土質(zhì)和路基的填筑高度對(duì)施工的長(zhǎng)度和密度進(jìn)行控制。

3.3 保證勘察數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性

在道橋施工建設(shè)之前應(yīng)該確保各項(xiàng)勘察數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，特別是在對(duì)軟土地基施工之前，施工人員一定要對(duì)測(cè)量出來地質(zhì)勘測(cè)報(bào)告進(jìn)行審核切實(shí)保證地質(zhì)信息的準(zhǔn)確性。這樣有利于設(shè)計(jì)施工人員進(jìn)一步的掌握工程的施工情況，可以及時(shí)地采取科學(xué)有效地措施對(duì)軟土地基的沉降現(xiàn)象進(jìn)行預(yù)防或是減小其負(fù)面影響，保證工程施工的質(zhì)量和安全。

3.4 運(yùn)用有效的技術(shù)對(duì)軟土地基進(jìn)行處理

3.4.1 添加劑法

通過前文對(duì)軟土的物理性質(zhì)的分析可知，軟土的表面是黏軟的，因此為了增加軟土土質(zhì)的壓縮性和自身強(qiáng)度，保證其可以在施工工程中正常使用，我們可以在軟土中添加一些添加劑，例如生石灰和水泥等增強(qiáng)其強(qiáng)度。

3.4.2 排水法

對(duì)于一些含水量較大但是土質(zhì)質(zhì)量較好的軟土我們可以采取排水法進(jìn)行處理，具體操作上我們可以開挖地表排水池將地表積水排除，降低軟土地基的含水量，另外可以在溝槽回填時(shí)選用滲透性較好的材料提高有效利用率。

3.4.3 粉噴樁加固法

粉噴樁加固技術(shù)是針對(duì)軟土地基問題研究的新型處理技術(shù)，粉噴樁加固技術(shù)的本質(zhì)是深層攪拌技術(shù)，具體的使用方法是利用水泥和石灰的固化作用，將它們同軟土一同放入攪拌設(shè)備進(jìn)行攪拌，在攪拌的過程中會(huì)發(fā)生一系列的化學(xué)作用并使軟土產(chǎn)生物理變化，從而形成一種全新的優(yōu)質(zhì)地基成分。

3.5 不斷完善施工方案和組織設(shè)計(jì)

為了降低道橋工程中的不均勻沉降現(xiàn)象，設(shè)計(jì)和施工人員還應(yīng)該對(duì)設(shè)計(jì)施工方案進(jìn)行不斷的完善，另外注意到道橋施工建設(shè)質(zhì)量與其后期實(shí)際應(yīng)用穩(wěn)定耐久性之間的正比關(guān)系，則更應(yīng)該在施工前編制出科學(xué)可行的道橋施工設(shè)計(jì)方案保證整體施工質(zhì)量。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，軟土地基與道橋施工質(zhì)量之間有密不可分的關(guān)系，不斷地提高軟土地基的穩(wěn)定性減少其不均勻沉降量是設(shè)計(jì)施工人員一致追求的目標(biāo)，因此在道橋施工過程中我們應(yīng)該采取一定有效的措施避免工程中的沉降現(xiàn)象，使道橋建設(shè)質(zhì)量得到大幅度的提高。

參考文獻(xiàn)

[1]張楠.道橋工程施工存在的問題與維護(hù)探析[J].民營(yíng)科技，2014（7）：142.

[3]吳英龍，軟土地基中道橋工程的不均勻沉降成因與防控措施[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2017（8）：114.