公路橋梁施工中的軟土地基施工技術(shù)

文/侯雙龍 山東科達基建有限公司 山東東營 257091

軟土地基是公路橋梁施工中比較常見的地基類型，如果處理不好，不僅會降低工程質(zhì)量，還會影響車輛的正常通行。因此，公路橋梁工程建設(shè)中，為了提高路基的穩(wěn)定性，保證路基的質(zhì)量，必須采取相應(yīng)的技術(shù)措施做好對軟土地基的處理工作。

1、軟土地基定義、危害

廣義的軟土地基指具有高壓縮性的土質(zhì)，一般包括淤泥、部分沖填土、淤泥質(zhì)土、雜填土等，而由以上軟土構(gòu)成的地基就是軟土地基。軟土所具有的特殊的工程力學性質(zhì)是由于其自身的特殊物理性質(zhì)決定的。軟土特殊的物理及工程性質(zhì)主要體現(xiàn)在：天然孔隙比大、抗剪強度低、天然含水量高、壓縮系數(shù)高、滲透系數(shù)小。如果這種土在受到較大的外在壓力作用時就會產(chǎn)生巨大的不均勻的形變，而且具有較長的變形穩(wěn)定時間。如果在軟土地基上進行公路橋梁的修建，往往會發(fā)生路基的過量沉降以及路基的失穩(wěn)，致使公路無法正常使用或者導致完全破壞。

2、軟土的工程特性

2.1 含水量高

天然的軟粘土的含水量高達34%～72%，可以說是流動的狀態(tài)，孔隙比在1.0～1.9之間，所以一般以淤泥土質(zhì)占多數(shù)。塑性指數(shù)一般在13～30，屬于中等的塑性無機土。滲透性小軟土地基的固結(jié)率要遠比夾有薄砂層的速度要慢，這是由各自的滲透系數(shù)所決定的。一般均質(zhì)粘土的滲透系數(shù)在0.00000001cm/s～0.0000001cm/s之間，這直接導致其在荷載作用下較慢的固結(jié)速率，同時也影響其強度的提升。尤其是當有機質(zhì)在土中占有較大比例時，所產(chǎn)生的氣泡會堵塞排水道，進一步的降低滲透性。

2.2 壓縮性較大

由于軟粘土大多是在第四紀的后期形成的沉積物，屬于正常的固結(jié)土；而近期形成的沉積軟土則是一些未完全固結(jié)土。軟粘土的壓縮性系數(shù)也相應(yīng)的處于05MPa～1MPa之間，并隨著液限的增加而相應(yīng)的增大。粘粒的含量較高，并常帶有機質(zhì)在粘粒土中富含多種的礦物成分， 主要有水母、蒙脫石以及高嶺土。并且由于粘土的顆粒較小、表面帶有負電，為此在其周邊有大量的偶極化分子。正是由此使其在沉積的過程中成絮凝狀分布，致使軟粘土的天然含水量很高。

2.3 抗剪強度較低

軟粘土在通常的快剪條件下內(nèi)摩擦角度在0～5°，粘聚力在10KPa左右。而固結(jié)后的快剪粘聚力與上述粘聚力相差不大，只是內(nèi)摩擦角變?yōu)?5～20°。軟土的排水條件將直接影響到軟土的強度。如果土層具有較好的排水性，在固結(jié)后的軟土強度是和有效應(yīng)力成正比的；反之，則強度會隨著剪切的變形加大而減小。因此，軟土在10m以內(nèi)的深度范圍里，其剪切的強度通常在5～20KPa之間，隨著深度的增加，每加1m，強度隨之增加1～2KPa。

3、公路橋梁施工中軟土地基施工技術(shù)

在工程建設(shè)中，為了更好的處理軟土地基，提高公路橋梁工程質(zhì)量，人們探索出了多種施工技術(shù)和施工經(jīng)驗，具體來說，包括以下幾種。

3.1 表層排水法

在施工過程中， 對于表層粘性土，為了提高固結(jié)性，增強土壤的穩(wěn)定性，改善地基的壓縮性能，提高地基的強度，可以為表層土中加入添加劑等物質(zhì)。在軟土地基上鋪設(shè)砂墊層具有良好的效果，因為它不僅具有上部排水層的功效，也能夠發(fā)揮地下排水層的功效，為施工機械創(chuàng)造良好的通行條件。如果地基土層分布不均勻，發(fā)生側(cè)向或者沉降變位，就有必要采用敷墊材料來減少側(cè)向或者沉降變位。為機械通行創(chuàng)造良好的條件，提高地基的支撐能力。在敷墊材料的選擇上，應(yīng)該根據(jù)填土荷載大小、地層表層強度來選擇。

3.2 粉噴樁加固處理法

該方法也是軟土地基處理中比較常用的一種方法，其具體操作方法如下。首先要清除路基上面的障礙，保持場地的清潔和平整，如果施工場地比較混亂，無法滿足機械的通行要求，應(yīng)該鋪設(shè)碎石或者砂土墊層。對于低洼的場地，為了提高路基的穩(wěn)定性，滿足公路橋梁施工的要求，有必要采用回填粘性土的方法。此外，在進行粉噴樁施工之前，還應(yīng)該做好相關(guān)的準備工作。例如工程地質(zhì)報告、土工試驗報告、高程測量資料和數(shù)據(jù)表、粉噴樁設(shè)計樁位圖等等，只有在對這些資料進行全面了解和掌握的基礎(chǔ)上，才能更好的對軟土地基進行處理，才能提高該處理方法的效果。就粉噴樁施工工藝來說，它是根據(jù)設(shè)計要求，通過進行實測和配比所得到的。通過試樁來確定各項參數(shù)，為施工做好準備。

3.3 排水固結(jié)法

軟土地基的含水量大，因此對軟土進行處理的一項重要工作就是排水，以增強地基的強度，滿足施工的要求。排水固結(jié)法所利用的是地基排水的固結(jié)特征，在施工之前，要對地基進行加荷預(yù)壓，從而加固地基的強度，滿足公路橋梁工程建設(shè)的要求。為了使地基更好的排水固結(jié)，在粘性土地基中要設(shè)計垂直的排水柱，以增強土壤的抗剪強度。在工程建設(shè)過程中，采用深層復合地基加固和深層排水固結(jié)，可以使軟土地基的承載能力顯著提高。值得注意的是，一般排水固結(jié)法不單獨使用，為了提高對軟土地基的處理效果，常常和緩速填土法或者加載法共同使用。根據(jù)實際工作經(jīng)驗，在均質(zhì)粘土地質(zhì)中使用排水固結(jié)法的效果比較好，而在泥炭質(zhì)地基中使用的效果相對要差一些。

3.4 擠密法

擠密法也是施工中運用得比較廣泛的軟土地基處理方法，它是通過利用擠密樁間土，將樁孔用灰土或者素土分層密實夯填。由于使用的土質(zhì)類型不一樣，其方法略有差異，使用素土的稱為土樁擠密法，使用灰土的稱為灰土樁擠密法。該方法主要適用于厚度大的填土地基以及濕陷性黃土，使用方便，能夠就地取材，并可以進行深層擠密和原位處理。石灰樁法采用人工地基和機械地基成孔方式，并灌入一定量的火山灰、爐渣、粉煤灰等等，通過夯實和振密，從而形成樁體。砂石樁法通過利用沖擊和振動的方法，在軟土地基中成孔，并填入砂、碎石、卵石、礫石等等，該方法能夠形成大直徑密實砂石樁體，在軟土地基處理中具有良好的效果。

結(jié)語：

隨著對于軟土研究的深入以及相關(guān)研究的不斷深入，軟土地基的施工會實現(xiàn)經(jīng)濟、可靠，投資少以及效益高的目標。