試析軟土地基施工技術(shù)在公路橋梁施工中的應(yīng)用

熊國(guó)林，謝忠良

(江西軼通建設(shè)工程有限公司，江西 撫州 344000)

1 軟土地基表層處理技術(shù)

因軟土地基的強(qiáng)度和剛度很低，所以公路橋梁工程所面臨的的施工難度很大。為了提升地基的強(qiáng)度，應(yīng)用軟土表層處理技術(shù)就是對(duì)土質(zhì)進(jìn)行排水操作，在地基中加入砂墊層，隨后鋪設(shè)其他材料，確保施工質(zhì)量。

對(duì)此，以下幾點(diǎn)建議可供參考：(1)加強(qiáng)排水處理。對(duì)于含水量較高的軟土地基，應(yīng)在排水處理前在土地表層挖溝槽，排除地表水，隨后使用具有吸水性能的砂礫填充地基，提升土地剛度。(2)科學(xué)處理砂墊層。該方法適合用在土層薄且含水量大的地基中，通過(guò)填充砂礫是地基表層增加1.2 m厚度的砂墊層，增強(qiáng)地基堅(jiān)硬程度。(3)做好材料鋪設(shè)工作。將材料均勻的鋪設(shè)在軟土地基中，結(jié)合工程施工造價(jià)選擇鋪設(shè)材料，根據(jù)地基下沉情況和側(cè)向變形狀態(tài)完成填土操作，從而保證地基穩(wěn)定。對(duì)于軟土地基處理過(guò)程中的常用材料，主要有砂礫材料、碎石材料以及土工合成材料集中。砂礫材料主要用來(lái)制作墊層，要求材料必須具有較強(qiáng)的透水性，且材料中不能含有任何有機(jī)質(zhì)或者黏土塊，砂礫的粒徑不能超過(guò)53 mm，含泥量不能超過(guò)5%。碎石材料主要是經(jīng)過(guò)巖石與礫石的軋制而生成，在施工時(shí)應(yīng)保證碎石材料干燥整潔，且具有一定的強(qiáng)度，碎石材料外表有棱角，其中不能摻入軟質(zhì)石。碎石的粒徑應(yīng)保持在20 mm左右，最大不宜超過(guò)50 mm，碎石的含泥量應(yīng)保持在10%以內(nèi)。土工合成材料在應(yīng)用時(shí)，應(yīng)檢查其是否具有足夠的抗拉強(qiáng)度和握持強(qiáng)度，并按照相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)選擇適宜軟土地基施工的土工合成材料。

2 粉噴樁加固處理技術(shù)

該技術(shù)就是借助水泥或者石灰等材料，以此作為固化劑提升軟土地基的強(qiáng)度。將固化劑和軟土混合，應(yīng)用攪拌機(jī)將混合物攪拌在一起，將二者黏合在一起，從而形成擁有一定強(qiáng)度的地基。在淤泥與黏土質(zhì)的地基中適合應(yīng)用粉噴樁加固技術(shù)，該施工技術(shù)的造價(jià)成本較低，可普遍用于地基加固施工。某公路工程在施工時(shí)基坑的開(kāi)挖深度達(dá)到了3.46 m，施工場(chǎng)地處于坡腳和海盆地邊緣地緣，巖性變化大，土層中包含人工填土、粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土等土壤，采用粉細(xì)砂加固土質(zhì)，地下水位埋深為0.8 m。施工過(guò)程中，施工人員應(yīng)用粉噴樁地基處理技術(shù)和基坑臨時(shí)護(hù)壁方法，將地基下的工程樁按照梅花形科學(xué)布置，樁與樁保持著1.5 m的距離，置換率可達(dá)20%。復(fù)合地基承載力超過(guò)120 KPa，施工人員對(duì)柱下樁采用了加強(qiáng)措施，使軟土地基的承載力提升到140 KPa，此時(shí)樁徑為0.5 m。因?yàn)榉蹏姌秲?nèi)沒(méi)有鋼筋，樁無(wú)法抵御過(guò)大的水平推力，而基坑單排支護(hù)工作無(wú)法滿足支護(hù)設(shè)計(jì)要求。于是施工人員將支護(hù)樁設(shè)計(jì)成雙排加勁的形式，樁徑和排樁間距分別為0.5 m和1.6 m，在其中假設(shè)加勁樁與加固樁，應(yīng)用水泥材料提升支護(hù)樁的水平支撐能力。

3 排水固結(jié)法施工技術(shù)

施工之前，要求施工人員先對(duì)地基中的水分超負(fù)荷預(yù)壓，盡可能的排出水分，從而達(dá)到初步加固地基的效果。超負(fù)荷加壓排水的關(guān)鍵在于設(shè)置垂直排水柱。施工時(shí)人們經(jīng)常采用設(shè)置砂井的方式達(dá)到排水目的，比如袋裝砂漿和塑料排水帶等方式。在應(yīng)用排水固結(jié)法進(jìn)行軟土地基的施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)砂井直徑和最大排水范圍有所掌握，科學(xué)分析施工工藝與排水距離，分析當(dāng)前公路與橋梁工程的軟土地基情況，及時(shí)調(diào)整砂井，使其能夠與施工工藝相適應(yīng)。在軟土地基的表層位置鋪設(shè)一層砂層，由于砂土層透水性能好，排水功能比黏土層強(qiáng)，砂土層的鋪設(shè)可以將一部分積水轉(zhuǎn)化為地下水，從而有效控制地下水位。為了進(jìn)一步發(fā)揮排水固結(jié)法的應(yīng)用效果，有必要增加軟土地基的抗剪強(qiáng)度，控制砂墊層的厚度，使其保持在200 mm左右，盡可能的提升地基的承載能力。

4 擠密法軟土地基加固技術(shù)

對(duì)于軟土地基而言，應(yīng)用擠密法就是在公路橋梁樁孔形成時(shí)，將灰土與土擠密樁，依靠側(cè)向擠壓的力擠壓并硬化樁間土，在夯填樁孔時(shí)，使用素土使土層更加密實(shí)，從而帶來(lái)良好的輔助加固效果。對(duì)于不同的土質(zhì)，施工單位需采用不同的擠密方法，比如濕陷性黃土地基，可使用灰土樁擠密法。要求施工單位應(yīng)用機(jī)械設(shè)備夯實(shí)并振密軟土地基，并向土質(zhì)中灌注填充物，經(jīng)過(guò)加工是填充物成為樁體。由于石灰體內(nèi)包含摻合料，在某種環(huán)境下?lián)胶狭蠒?huì)和生石灰產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致水分變化，生石灰的體積也會(huì)因此膨脹堵塞。應(yīng)用振動(dòng)與沖擊的方法完成砂石樁擠密，依靠機(jī)械設(shè)備將碎小填充物填入地基的孔中，使其最終成為砂石樁體，提高地基強(qiáng)度。

振沖密實(shí)法就是應(yīng)用一種振沖機(jī)械產(chǎn)生的水平振動(dòng)與側(cè)向擠壓作用，逐步破壞軟土地基的土體結(jié)構(gòu)，增加孔隙水壓力，此時(shí)土粒就會(huì)逐漸向低勢(shì)能位置轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致土體從疏松轉(zhuǎn)為密集。具體施工工藝如下：(1)平整公路橋梁施工現(xiàn)場(chǎng)，合理布置樁位，施工車振沖器與樁位對(duì)準(zhǔn)。(2)啟動(dòng)振沖器，使設(shè)備進(jìn)入軟土地基層，記錄設(shè)備經(jīng)過(guò)各個(gè)深度時(shí)的電流值，提升振沖器到達(dá)孔口的位置，重復(fù)以上操作，使孔中的泥漿逐漸變稀。(3)在孔中加入填料，振沖器沉入填料，使填料被夯實(shí)，樁徑被擴(kuò)大，隨時(shí)記錄填料情況。振沖器提出孔口，對(duì)上節(jié)樁段繼續(xù)施工，直到整個(gè)樁體都完成振動(dòng)施工，再將振沖器移動(dòng)到下一個(gè)樁位。(4)在施工現(xiàn)場(chǎng)提前預(yù)設(shè)排泥水溝，將制樁時(shí)產(chǎn)生的泥水集中到沉淀池，定期挖出沉淀池內(nèi)的厚泥漿，再將其存放在指定位置，沉淀池上部的水能夠充分使用。(5)挖出樁頂部的樁體，碾壓并夯實(shí)墊層，此時(shí)軟土地基的強(qiáng)度已經(jīng)達(dá)到了公路橋梁的施工要求。

5 換填施工技術(shù)

在軟土地基施工中有一種置換技術(shù)，就是根據(jù)工程施工標(biāo)準(zhǔn)，選用合適的土壤代替軟土土質(zhì)。通常情況下，施工單位會(huì)采用爆炸的方法大范圍施工，或使用人工挖掘的方式進(jìn)行小范圍施工。對(duì)于換填施工技術(shù)的應(yīng)用，可利用自卸運(yùn)輸車，將片石材料運(yùn)輸?shù)焦窐蛄汗こ痰氖┕がF(xiàn)場(chǎng)，根據(jù)填筑部位使用挖掘機(jī)完成攤鋪施工。清理表層土后鋪設(shè)片石材料，鋪設(shè)的寬度控制在60 cm左右，隨后在片石材料上部鋪設(shè)厚度為30 cm的碎石，最后攤鋪土工格柵即可。完成以上操作后應(yīng)使用碎石土將下面幾層材料壓穩(wěn)，在此基礎(chǔ)上重復(fù)鋪設(shè)三層土工格柵。對(duì)于施工用的換填材料，要求砂礫材料中的含泥量不能多于5%，砂礫的粒徑應(yīng)保持在5 cm之內(nèi)，強(qiáng)度必須超過(guò)4級(jí)。填筑片石材料時(shí)應(yīng)大面朝下，采用人工配合機(jī)械的方式施工，并在片石縫隙之內(nèi)填入碎石，用壓路機(jī)將路面壓穩(wěn)，。墊層的厚度應(yīng)比路基邊角厚度寬50 cm。地基加固之后，需要對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)。針對(duì)換填層的寬度，應(yīng)在規(guī)定值基礎(chǔ)上加寬一部分，檢測(cè)頻率是40 m/點(diǎn)，應(yīng)用鋼尺測(cè)量即可。如果換填層寬度低于9 m，建議按照200 m/2點(diǎn)的頻率進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)；如果換填層寬度在9～15 m之內(nèi)，可以按照200 m/4點(diǎn)的頻率進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)；如果寬度超過(guò)了15 m，建議按照200 m/6點(diǎn)的頻率進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，統(tǒng)一使用鋼尺完成測(cè)量工作。