公路橋梁施工中軟土地基施工技術(shù)分析

黃成洋

(中鐵十八局集團(tuán)第二工程有限公司，河北 唐山 064000)

公路交通事業(yè)發(fā)展至今，橋梁工程在公路中占據(jù)了重要的地位，尤其在一些地形復(fù)雜、農(nóng)業(yè)用地緊張、跨越江河等地區(qū)，得到了廣泛應(yīng)用。軟土地基由于其含水率高、孔隙小、毛細(xì)水上升高度大、不易壓實(shí)等特點(diǎn)，施工難度較大。施工中如果對(duì)軟土地基處理不當(dāng)，很可能留下一些施工隱患，使橋梁在運(yùn)營使用過程中出現(xiàn)一些病害，如沉降、橋面開裂等問題，影響使用壽命。為了更好地服務(wù)于人們?nèi)粘Ｉ?，相關(guān)人員必須對(duì)其予以高度重視和關(guān)注，對(duì)軟土地基進(jìn)行深入的分析，合理選擇相應(yīng)的處理技術(shù)，進(jìn)而確保公路橋梁施工質(zhì)量。

一、軟土地基施工特點(diǎn)

（一）含水量較多

軟土的不穩(wěn)定性在于其含水量較高，影響施工的質(zhì)量。在公路橋梁的施工中，對(duì)土壤地基施工有著嚴(yán)格的含水量要求。軟土地基在含水量上區(qū)別于正常地基，含水量過高，容易影響公路橋梁的施工，使公路橋梁的施工質(zhì)量無法得到保證，影響公路橋梁的使用壽命和使用安全。

（二）壓縮能力較強(qiáng)

一般而言，軟土地基的液限與壓縮強(qiáng)度之間呈現(xiàn)正相關(guān)的關(guān)系。因?yàn)檐浲恋鼗囊合拊龃螅云鋲嚎s系數(shù)也較強(qiáng)。液限是指土從流動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭伤軤顟B(tài)的界限含水率。軟土地基的壓縮系數(shù)較高，難以滿足公路橋梁的工程施工要求，施工難度提高。

（三）滲透性能較差

滲漏能力較差是軟土地基本身的一種特性，該性能會(huì)在施工過程中導(dǎo)致工程排水性能較差。如果在施工中未對(duì)其進(jìn)行處理，就會(huì)直接影響公路橋梁的施工效率和質(zhì)量。

（四）抗剪性能較差

如果在施工過程中未對(duì)其進(jìn)行合理處理，就會(huì)導(dǎo)致公路橋梁整體性能無法提升，影響工程的質(zhì)量。為解決此問題，施工人員需要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行處理，采取科學(xué)的措施，提高地基的抗剪性能，杜絕或者降低在公路橋梁使用過程中出現(xiàn)不穩(wěn)定情況以及交通事故等。

二、軟土地基施工的影響因素分析

（一）公路橋梁等級(jí)對(duì)軟土地基施工的影響

我國對(duì)公路橋梁的等級(jí)有一定的劃分，不同的等級(jí)意味著公路橋梁有著不同的質(zhì)量要求。軟土地基的施工質(zhì)量與公路橋梁的質(zhì)量密切相關(guān)。為此，需要對(duì)施工階段的軟土地基沉降進(jìn)行有效控制，避免軟土沉降現(xiàn)象的發(fā)生，也需要公路橋梁施工方能夠使用相關(guān)的施工技術(shù)，采用類似于排水固結(jié)等技術(shù)應(yīng)用到施工中。

（二）工程設(shè)計(jì)對(duì)軟土地基施工的影響

工程設(shè)計(jì)在一定程度上影響著軟土地基的施工，橋梁工程設(shè)計(jì)在緩和過渡段，對(duì)軟土地基有著不同的要求。在橋梁工程施工中，合理的工程設(shè)計(jì)可以規(guī)避和解決一定程度上的軟土地基問題。橋梁施工存在著一定的分段性，不同施工段在不同土質(zhì)的情況上都存在著差異。在工程設(shè)計(jì)時(shí)，需要綜合考慮各因素，進(jìn)行科學(xué)合理的工程設(shè)計(jì)工作。

（三）施工環(huán)境對(duì)軟土地基施工的影響

外部的環(huán)境因素也會(huì)導(dǎo)致對(duì)軟土地基的影響。公路橋梁施工需要根據(jù)施工環(huán)境的不同，采用不同的施工方法。針對(duì)不同的土質(zhì)情況，施工技術(shù)需有針對(duì)性的變化。當(dāng)面對(duì)砂型地基時(shí)，可采用擠壓式擠密技術(shù)進(jìn)行施工，保證路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固。當(dāng)面對(duì)黏性地基時(shí)，可采用施工實(shí)壓技術(shù)，對(duì)路基結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固操作。

三、公路橋梁施工軟土地基的處理技術(shù)

（一）淺層軟土地基的處理

淺層軟土地基在處理過程中需要考慮路床深度，一般控制在5.0m以內(nèi)，通過表面單一處理或綜合應(yīng)對(duì)方式，提升路基抗剪強(qiáng)度，確保軟土地基壓縮模量強(qiáng)度，并以此為基礎(chǔ)，綜合考慮路面荷載作用強(qiáng)度，確保路基的基本穩(wěn)定。這樣可有效降低路基發(fā)生沉降和變形，該方法符合施工后的處理標(biāo)準(zhǔn)。在具體操作中，主要有墊層法、換填法和土工織物鋪墊法。

采用墊層法時(shí)，需要在軟土地基的地表面鋪設(shè)特殊材料，并做好路堤的填筑工作，當(dāng)?shù)乇砻鏇]有透水性硬殼層時(shí)，需要選用適當(dāng)?shù)牟牧现瞥膳潘畨|層，一般選擇砂石等透水性較好的材料，這種材料制成的排水墊層有利于保證路基排水固結(jié)，從而增強(qiáng)路基強(qiáng)度。若處理路段軟土層中存在的是黏性較大的軟土或者是硬殼層時(shí)，都有非常好的封水效果，可以使用加固型墊層，有效提高墊層的強(qiáng)度和剛度，調(diào)整上部所傳來的荷載，路床的應(yīng)力得到減少，讓其分布更加均勻。

換填法是最有效的處置措施之一。換填中首先可以采用天然砂礫進(jìn)行換填，改善路基的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和壓縮性等。其次，可采用機(jī)械設(shè)備對(duì)軟土部分進(jìn)行挖除，挖除后采用天然砂礫分層回填、分層壓實(shí)，并檢測(cè)其壓實(shí)質(zhì)量。最后，應(yīng)先對(duì)天然砂礫進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)其粒徑、級(jí)配、含量等進(jìn)行有效的控制。采用換填法處理軟土地基，可以提高濕軟地基的承載能力，減少沉降量。同時(shí)，還可以有效改善其水穩(wěn)定性，對(duì)季節(jié)性冰凍地區(qū)還可以防止凍脹。

采用土工織物鋪墊法施工處理時(shí)，需要在軟土地基的表層進(jìn)行土工織物的鋪設(shè)，有效緩解填筑之后出現(xiàn)的不均勻沉降問題，同時(shí)地基的承載力也得到很大的提高，對(duì)地基排水設(shè)施不會(huì)有任何影響。

（二）預(yù)壓方法分析

預(yù)壓操作在公路軟土地基中應(yīng)用廣泛，常見的預(yù)壓方法有三種，主要包括真空排水預(yù)壓法、砂井堆載預(yù)壓法及降水預(yù)壓法。采用預(yù)壓法處理軟土地基時(shí)，可通過不同荷載對(duì)軟土地基進(jìn)行預(yù)壓。這種預(yù)壓處理能夠提升地基的整體密度，使地基更加堅(jiān)實(shí)，經(jīng)過壓實(shí)后，地基將更加堅(jiān)固，固結(jié)效果突出。除此之外，經(jīng)過預(yù)壓技術(shù)處理之后，還可以消除大部分的工后沉降問題，保證地基的穩(wěn)定性和強(qiáng)度，預(yù)壓技術(shù)就是讓沉降變快，縮短沉降時(shí)間，提前完成基礎(chǔ)的沉降，非常適用于軟土地基處理初期使用，對(duì)飽和的軟土地基效果更好。

（三）排水固結(jié)法分析

軟土地基處理中，排水固結(jié)法較為常用。這種方法可以選用不同技術(shù)手段，在地基上建立排水通道，設(shè)置砂井等豎向的排水體，通過預(yù)壓處理，可將軟土地基中的孔隙水分全部排出，使軟土地基固結(jié)沉降，保證地基壓實(shí)堅(jiān)固，提升整體強(qiáng)度。

該技術(shù)有不同的方式，袋裝砂井排水固結(jié)法是其中一種。在施工前，把柔性編織物根據(jù)地基的深度，制成特定的尺寸在7～12cm直徑的沙袋，灌注砂石后放入地基上實(shí)施預(yù)壓?；蛘邔⒖諑Х诺降鼗?，然后采取壓縮空氣方式進(jìn)行灌砂操作，保證灌入的連續(xù)性。該技術(shù)施工方便，操作靈活，一般布置方式采取梅花形，并給予適當(dāng)?shù)暮奢d。如果砂井距越小，則固結(jié)的速度越快；如果井距過大，則可能造成固結(jié)時(shí)間延長，固結(jié)效果減弱。使用梅花形的布置方式，在附加荷載的影響下，井距愈小，固結(jié)愈快；如果井距愈大，那么固結(jié)愈慢，因此一般使用細(xì)而密的方案。在施工中受到機(jī)械的影響，井之間的間距也不能太小，若是井距過小，則砂井周圍軟土容易被擾動(dòng)，造成地基土強(qiáng)度被削弱，沉降量還會(huì)增加，這樣地基土固結(jié)系數(shù)就會(huì)降低，通常間距都控制在1.0～1.5m，但是在落實(shí)工作中，要結(jié)合實(shí)際情況來計(jì)算確定。

在排水固結(jié)法中，還可以采用塑料排水板法。通過將塑料排水板置入軟土地基當(dāng)中，起到排水作用，在路堤的自重下實(shí)現(xiàn)預(yù)壓效果，加速排水固結(jié)，提高地基的承載力，當(dāng)?shù)鼗l(fā)生變形后，有很強(qiáng)的適應(yīng)能力。和袋裝砂井進(jìn)行比較，塑料排水板法的速度非?？?，工作效率高，在施工過程中使用的機(jī)械設(shè)備比較輕便。除此之外，不會(huì)對(duì)軟土地基造成較大的擾動(dòng)。如果使用量很大，可以進(jìn)行工廠化生產(chǎn)，有很強(qiáng)的抗折能力。由于這些優(yōu)點(diǎn)，其得到了廣大技術(shù)人員的青睞。

（四）擠密樁法分析

擠密法的基本原理是通過樁孔形成環(huán)節(jié)的側(cè)向擠壓來擠密樁間土，再把樁孔通過灰土來夯填，適合應(yīng)用在松軟砂土和黏性土等眾多土質(zhì)中。在對(duì)軟土地基進(jìn)行成孔操作后，需要將充足的砂石、灰土等材料填充到孔中，并將其搗成比較結(jié)實(shí)的大直徑樁體，產(chǎn)生橫向擠壓力，壓實(shí)軟土地基。軟土受到橫向壓力，土密實(shí)度加強(qiáng)，提升整體的承受力，可有效預(yù)防地基的變形和沉降。成孔灌砂操作中，砂樁能防止基底振動(dòng)液化，若黏性土含量不大的情況下，對(duì)軟土地基處理效果很好。填材料時(shí)，石灰具有良好的吸水性，并且吸水后膨脹效果較好，適用于這一操作，并能改變地基土質(zhì)，讓樁體開始硬化，不讓周圍土發(fā)生側(cè)向移動(dòng)。在有些工程中也可以使用強(qiáng)夯法，但是有一定的限制，而且操作難以控制，因此在使用中必須結(jié)合實(shí)際情況，科學(xué)地選擇和判斷。

四、結(jié)語

目前我國的公路橋梁施工技術(shù)已經(jīng)較為成熟，但是軟土地基一直都是施工過程中較難解決的問題，這也是公路橋梁施工中的核心問題。對(duì)軟土地基進(jìn)行科學(xué)有效的處理能夠大大提高工程的最終質(zhì)量，道路建設(shè)部門一定要對(duì)軟土地基的處理過程引起重視，促進(jìn)我國公路橋梁建設(shè)事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

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