公路橋梁工程中軟土地基施工技術(shù)要點分析

張 玉 會

(駐馬店市公路工程開發(fā)有限公司,河南 駐馬店 463000)

橋梁工程在整個公路交通運輸事業(yè)的發(fā)展進程中占據(jù)著重要地位，而軟土地基加固處理直接決定了整個公路橋梁工程的建設(shè)質(zhì)量。軟土地基具有孔隙密度小、含水率高且不易壓實等特征，這很大程度的提升了加固處理工作的難度系數(shù)。一旦軟土地基施工不當(dāng)，不僅會制約區(qū)域交通事業(yè)發(fā)展，還會對公眾財產(chǎn)安全構(gòu)成潛在威脅。

1 軟土地基的基本特征

1.1 含水率較高

與常規(guī)地基結(jié)構(gòu)相比，軟土地基含水率較高。經(jīng)測算，軟土地基最大含水量可超過70%。正因如此，軟土地基的土層呈流動狀，增加了壓實難度。為此，公路橋梁建設(shè)中需要對軟基進行合理的加固處理，以保證其施工質(zhì)量和安全。

1.2 壓縮系數(shù)大

從專業(yè)角度來說，軟基液限和壓縮系數(shù)之間是呈正相關(guān)的。軟基液限的提升，其壓縮系數(shù)也會隨之增大，延展上限可達到1.1 MPa。由于各個工程項目所在區(qū)域的地質(zhì)結(jié)構(gòu)條件存在顯著差異，所以在進行軟基處理時，除了要考慮壓縮能力外，還要對軟土層的固化情況進行合理分析，確保軟土地基處理的合理性。

1.3 水滲透性較差

由于黏土層中含有較多的砂性土，而砂性土水滲透性較差，所以黏土的固化速率優(yōu)于軟土。從土質(zhì)結(jié)構(gòu)理論上來說，軟土的本質(zhì)就是水滲性極差的黏土。通常情況下，即便給予軟土地基一定強度的外力，也難以提高其固化速率。另外，如果特定區(qū)域軟土地基中含有大量的有機物，就會導(dǎo)致排水管堵塞，削弱軟土地基的滲透能力。

1.4 抗剪能力薄弱

如果軟基的抗剪能力不足，將會對路基排水造成直接影響。對此，施工建設(shè)單位要采取必要的措施，提升地基抗剪切能力，降低危險事故的發(fā)生。

2 軟土地基的危害分析

通過對軟基的分析了解可知，常規(guī)含水量保持在34%～72%之間，飽和度則趨近于100%，液限在35%～60%之間。在公路橋梁施工中，一般將淤泥、濕性黃土和黏土等組成的地基結(jié)構(gòu)統(tǒng)稱為軟土地基。由于公路橋梁工程具有延展線長、規(guī)模化且涉及面廣等特征，且軟土地基分布情況較為復(fù)雜。因此，工程建設(shè)要盡量躲避軟土地基，或在正式施工前對軟土地基進行加固處理。然而，由于受到諸多客觀因素的制約，導(dǎo)致軟土地基加固處理不規(guī)范，這就給公路橋梁工程造成了不可逆損害。如路基不規(guī)則沉降、線外建筑物坍塌。

3 應(yīng)用頻率較高的軟土地基施工技術(shù)

3.1 重載施工技術(shù)

1)預(yù)先沉降處理法。

預(yù)先沉降處理法的核心原理是依托大氣壓力的作用，強制性壓實軟土層，并提升沉降結(jié)構(gòu)的固結(jié)速率，降低間隙水壓，保證軟土層的安全穩(wěn)定性。

2)填土加載法。

填土加載法的核心是采取填筑土體的方式提升結(jié)構(gòu)內(nèi)部的飽和度。高效合理的應(yīng)用填土加載法可有效降低路面沉降問題。一般該技術(shù)被應(yīng)用在承載能力不足或者穩(wěn)定系數(shù)不達標(biāo)的公路橋梁軟基施工中，以此來提升地基結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。

3.2 砂墊層排水法

該方法是在路堤底部位置上鋪設(shè)一層24 cm左右厚度的砂層，以加快軟基的固結(jié)速度，提升其荷載能力。砂墊層排水法主要適用于排水性能突出的路段，且砂墊層的鋪設(shè)厚度需根據(jù)區(qū)域土質(zhì)結(jié)構(gòu)特征來決定。經(jīng)過大量理論探究與實踐積累可知，將砂墊層中天然級砂礫的鋪設(shè)厚度控制在5 cm左右，可最大限度的保證排水固結(jié)效果?？傊?，在公路橋梁軟基施工中，砂墊層排水法的應(yīng)用需要嚴(yán)格控制砂石的純凈度、墊土層厚度，以增大地基的支撐強度，強化路基結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性。圖1為砂墊層排水法實例圖。

3.3 灰土樁擠密技術(shù)

灰土樁擠密技術(shù)是在外界壓力作用下，利用樁孔將圖和灰土打入地基中，增大軟基密度。需要格外注意的是，土和灰土要按照一定的配置比例混合。灰土樁擠密技術(shù)一般被應(yīng)用在面積和厚度較大的濕性黃土中。此外，該技術(shù)在使用過程中要對存在的生石灰進行有效清理，避免其與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。圖2為灰土樁擠密技術(shù)實例圖。

3.4 粉噴樁加固技術(shù)

粉噴樁施工流程如下所述：現(xiàn)場清理→測量放樣→機械就位→預(yù)制下沉→攪拌提升并噴粉→重復(fù)攪拌→樁機移位。

粉樁加固技術(shù)的核心原理為：將水泥等原材料作為基礎(chǔ)固化劑，并在深層粉體噴射攪拌機的作用下進行原材料的固化處理，之后將固化好的原材料裝入到鉆頭中，在壓力作用下將固化料噴射到軟土地基中。與此同時，通過攪拌機鉆頭的旋轉(zhuǎn)起到強制攪拌軟土層的作用，提升原料的飽和度，形成高強度的粉噴樁。粉噴樁加固技術(shù)可以進一步增強地基結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定性。

4 結(jié)合工程案例，簡述軟土地基施工關(guān)鍵控制點

4.1 工程基本概況

某大橋全長約1 125 m，整個橋梁結(jié)構(gòu)分為10聯(lián)，除低8聯(lián)采用掛籃旋轉(zhuǎn)澆筑作業(yè)，其余兩聯(lián)采用滿堂支架現(xiàn)澆法?，F(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁構(gòu)成了整個橋梁框架，箱梁高達到2.2 m。經(jīng)測算，橋體最大縱坡為3.5%，最小縱坡為0.589%。充分考慮到工程項目與周圍環(huán)境景觀的協(xié)調(diào)性及成本支出，大橋箱梁采用了落地碗口式滿堂支架體系，而滿堂支架基礎(chǔ)采用了清淤換填法。

4.2 地基沉降量的計算

清淤換填和箱梁施工的間隔時間較長，很容易導(dǎo)致?lián)Q填土層的重力荷載出現(xiàn)變化，進而引發(fā)壓縮變形。為此，在實際施工過程中，要加大對上部混凝土荷載形變的重視度，嚴(yán)格控制形變量。

4.3 優(yōu)化處理滿堂支架基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)

為提升樁基的穩(wěn)定性，可利用分層回填的方式對地基中存在的淤泥進行清理，合理控制黏土回填標(biāo)高?；靥钔戤吅?，按照標(biāo)準(zhǔn)要求，鋪墊厚度約為0.6 m的毛渣，并使用C25混凝土澆筑支架結(jié)構(gòu)，確保樁基的耐久性與穩(wěn)固性。

4.3.1清淤與回填作業(yè)

橋梁下淤泥層頂面清淤厚度在4.08 m～7.51 m之間，采用分層回填法開展土體回填施工作業(yè)，并保證單層鋪設(shè)厚度與壓實度滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。在具體施工作業(yè)中，需要根據(jù)現(xiàn)場的具體情況進行鋪設(shè)厚度和碾壓頻率的調(diào)整，并設(shè)置較為完善的排水系統(tǒng)，減少雨水下滲問題對地基造成的影響。對于非市區(qū)內(nèi)的公路橋梁工程來說，由于施工建設(shè)不會對交通及居民造成嚴(yán)重影響，可采用砌筑泥漿池等方式開展樁基施工，且定期清理樁基淤泥沉渣，最大限度的增大地基承載負(fù)荷力。

4.3.2回填土壓實度的檢測

回填作業(yè)完成后，會利用靜力觸探法對土層的承載負(fù)荷進行合理檢測，確保其參數(shù)值符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

4.3.3鋪墊毛渣層

采用推土機與壓力機協(xié)同作業(yè)，對回填土進行整平壓實處理。墊層材料以毛渣、碎石為主，先進行攤鋪作業(yè)，然后再采用振動壓力機進行初壓，在必要的情況下，可重復(fù)碾壓，將壓實度控制在96%以上。

4.3.4采用合理的混凝土型號，完善澆筑工藝

通常來說，以箱梁投影線外擴1 m～2 m作為混凝土澆筑范圍，并以9 m間隔距離為限進行控制樁的設(shè)置，以確?；炷恋钠秸群蜐仓穸扰c實際施工要求相符。在澆筑作業(yè)完成后，還需合理設(shè)置橫、縱向伸縮縫，保證混凝土結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力效果。一般橫縱向伸縮縫的距離控制在10 m和5 m左右。

4.4 預(yù)壓負(fù)荷試驗

預(yù)壓負(fù)荷試驗是為了驗證地基結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性所采取的一種有效措施，通過該試驗的開展，能夠保證地基施工中支架沉降的合理性，進而為后續(xù)施工作業(yè)的安全提供保障。在試驗過程中，應(yīng)當(dāng)采用配筋及裝砂的方式加大地基結(jié)構(gòu)的荷載強度，經(jīng)過約3周的觀察與動態(tài)監(jiān)測可知，各監(jiān)測點24 h內(nèi)的沉降平均值小于1 mm，且連續(xù)72 h的沉降平均值最大不超過5 mm，這表示該公路橋梁工程的地基結(jié)構(gòu)強度符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

5 結(jié)語

公路工程對城市交通運輸行業(yè)的發(fā)展有著重要意義，隨著公路荷載的不斷增大，切實強化整個工程建設(shè)質(zhì)量，保證工程結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定性也是勢在必行的。一直以來，軟土地基都是公路橋梁施工的重難點，只有不斷創(chuàng)新優(yōu)化施工工藝，加大監(jiān)督管理的投入力度，才能徹底提高工程質(zhì)量，推動道橋工程的逐步優(yōu)化。