市政路橋工程施工中軟土地基處理技術(shù)特征探討

張小勇

誠(chéng)邦生態(tài)環(huán)境股份有限公司

1 路橋施工中軟土路基的施工質(zhì)量控制方案

市政路橋路基寬29m，單車道寬3.8m，中位數(shù)寬3.5m，中位數(shù)寬2m，路橋兩側(cè)邊緣地帶寬0.75m。通過(guò)分析實(shí)際的道路和橋梁建設(shè)，施工企業(yè)制定了相應(yīng)的質(zhì)量控制計(jì)劃，如下。

1.1 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案

在路橋路基處理過(guò)程中，施工企業(yè)可采用開挖段填土法。常見的路基填筑材料包括殘余斜坡地基土、高山礫石開放，等等。根據(jù)路基設(shè)計(jì)規(guī)范、中、細(xì)粒度的土壤可以有效地用于路基填料、分層充填和重型機(jī)械軋制控制可以使用。由于特殊路基在道路和橋梁建設(shè)，如濕陷性黃土路基，施工人員需要執(zhí)行在3 m沖擊壓實(shí)，并執(zhí)行強(qiáng)夯以上地區(qū)濕陷性黃土的厚度。此外，施工人員需要執(zhí)行動(dòng)態(tài)壓實(shí)控制橋上的標(biāo)題部分減少黃土的濕陷，有效控制橋頭截面的不均勻沉降，并減少頭部擴(kuò)張的橋梁。

1.2 道路橋梁路基路面施工優(yōu)化方案

（1）橫截面方向路基沉降處理。建筑公司需要分析CFG 樁規(guī)劃和設(shè)計(jì)方案。為提高道路、橋梁施工的安全性和可靠性，施工人員需采用有限元數(shù)值計(jì)算方法，有效測(cè)試分析3、5、8m處路基各高度沉降規(guī)律，并對(duì)路基各部位進(jìn)行集中沉降試驗(yàn)。此外，在實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中，相關(guān)人員可以使用有限元數(shù)值模型來(lái)模擬整個(gè)路基結(jié)構(gòu)。路基邊坡是1：1.5和粘性土路基。

（2）安排的水泥和粉煤灰碎石樁。根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況，建設(shè)企業(yè)應(yīng)當(dāng)采用相應(yīng)的治療控制方案設(shè)計(jì)合理，優(yōu)化混凝土結(jié)構(gòu)，有效地處理橋頭堡過(guò)渡段根據(jù)原來(lái)的布局。樁直徑擴(kuò)大到1.0m，使用三角結(jié)構(gòu)，樁間距為2.5m。此外，在實(shí)際的治療計(jì)劃，水泥粉煤灰碎石樁的替換率區(qū)域需要控制長(zhǎng)度根據(jù)布局。更換區(qū)域和道路結(jié)構(gòu)的斜率也應(yīng)該注意。

（3）CFG 樁長(zhǎng)度的優(yōu)化。以滿足工程的實(shí)際需要，建筑企業(yè)需要不斷調(diào)整CFG樁和實(shí)施相應(yīng)的強(qiáng)化處理系統(tǒng)來(lái)提高整體質(zhì)量管理水平。根據(jù)樁長(zhǎng)穩(wěn)定性校核計(jì)算和變形計(jì)算，施工公司需要對(duì)軟土層上的土層進(jìn)行優(yōu)化，達(dá)到高承載力，從而提高樁身整體質(zhì)量。同時(shí)，施工人員也應(yīng)該處理軟弱層有效地根據(jù)CFG樁，并加強(qiáng)結(jié)算的有效控制。在這個(gè)項(xiàng)目的施工過(guò)程中，施工企業(yè)需要管理的所有參數(shù)軟地基處理過(guò)程作為一個(gè)整體。計(jì)算和測(cè)量后，發(fā)現(xiàn)建筑企業(yè)需要合理縮短樁長(zhǎng)，確保路基沉降滿足施工要求。因此，在調(diào)整施工方案的過(guò)程中，施工企業(yè)需要合理優(yōu)化樁底的面積與深層滲透到軟土地層，減少實(shí)際的CFG 樁的樁長(zhǎng)，并實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)方案。

2 軟弱土層的特點(diǎn)及其危害

2.1 軟弱土層的基本特性

和一般土層相比，軟弱土層的差異性明顯，從土層本身的密度，再到含水量和承壓力等，根據(jù)相應(yīng)的檢測(cè)報(bào)告顯示，軟土層的特征主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先，軟弱土層的土質(zhì)的壓縮性高，軟弱土層土質(zhì)間隙大，結(jié)構(gòu)密度小，含水量充分，由于土質(zhì)疏松空隙大導(dǎo)致壓縮性很高。其整體上的抗剪切能力低，而造成這一現(xiàn)象的原因，主要還是由于土層本身的間隙較大，沒有辦法形成一個(gè)良好的穩(wěn)定性。其次，軟土的豎向滲流能力差，和軟土的豎向滲流能力很差，這并不有利于水的排放。最后，弱土層連續(xù)抗壓能力差，土層的也是最根本的原因是治療。因?yàn)橥翆硬荒芸偸潜３忠粋€(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，當(dāng)有外力，土層會(huì)產(chǎn)生變形，變形幅度與外力的時(shí)間將會(huì)增加。不僅如此，由于土層本身的巨大的差距，將會(huì)有大量的雜質(zhì)滲透到差距，導(dǎo)致壓力的差異在軟土地層的每個(gè)部分。

2.2 軟弱土層的危害

軟弱土層由于上述特點(diǎn)決定了它在土木建筑工程中會(huì)產(chǎn)生一定的危害與風(fēng)險(xiǎn)，在政府設(shè)施建設(shè)工程項(xiàng)目中，如果項(xiàng)目設(shè)計(jì)與建設(shè)階段對(duì)土層的處理不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生很大影響：一方面，沒有對(duì)軟土進(jìn)行必要處理，容易導(dǎo)致路橋穩(wěn)固性差，由于軟土層的應(yīng)力存在差異，而整體的應(yīng)力水平又較差，所以會(huì)導(dǎo)致路橋路面受力不均勻；另外一個(gè)方面，軟土地基處理不當(dāng)，易造成路面隆起，危及道路交通建設(shè)。當(dāng)車輛在橋面行駛的過(guò)程中穩(wěn)定性會(huì)受到影響，增高了交通安全事故發(fā)生的概率。不僅如此，在路橋長(zhǎng)期應(yīng)力的作用下，會(huì)導(dǎo)致路面發(fā)生沉降現(xiàn)象，導(dǎo)致橋臺(tái)下沉，最終可能會(huì)導(dǎo)致路橋垮塌事故的發(fā)生。

3 解決方案淺析

政府建設(shè)項(xiàng)目的設(shè)施、沉降過(guò)程應(yīng)基于以下原則：第一，穩(wěn)定基礎(chǔ)，防止項(xiàng)目的后期的崩潰；降低土壤流動(dòng)性，增加土壤抗剪強(qiáng)度；第三，軟土的沉積時(shí)間延遲，提高土壤的穩(wěn)定性。其主要處理方法如圖1。

圖1 軟土處理技術(shù)示意圖

3.1 預(yù)壓沉降法

預(yù)壓沉降法，是軟土地基處理技術(shù)之一，主要目的是為了降低地基后期沉降發(fā)生的概率。具體施工的過(guò)程中，先要預(yù)估路橋承重，對(duì)每個(gè)區(qū)域的應(yīng)力進(jìn)行分析，在得出結(jié)果之后，預(yù)先使用大于路橋承重的負(fù)載壓實(shí)地基，從而確保地基的軟土層的穩(wěn)定性可以得到保障。在撤除預(yù)壓負(fù)載之后，軟土層在應(yīng)力的作用下，土層中的間隙會(huì)減少，密度會(huì)增高，可以達(dá)到路橋工程施工的需求。該技術(shù)的施工難度較低，較容易實(shí)現(xiàn)，施工人員只需要確保負(fù)載下放到位即可。但是，就實(shí)際應(yīng)用而言，該技術(shù)同樣存在弊端，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，其一是效率上，預(yù)壓沉降法主要依靠的是負(fù)載自身的重力實(shí)現(xiàn)壓實(shí)目標(biāo)，由于沒有外力干預(yù)，所以耗時(shí)較長(zhǎng)，整體效率過(guò)低會(huì)直接導(dǎo)致市政路橋工程無(wú)法如期交付。其二，沉降法針對(duì)小面積軟土地基處理優(yōu)勢(shì)明顯，對(duì)于大面積軟土而言無(wú)法短時(shí)間內(nèi)配置相應(yīng)的負(fù)載，而且大面積軟土處理的質(zhì)量不好把控。

3.2 利用真空提前預(yù)壓法

真空預(yù)壓法，作為現(xiàn)階段主流的技術(shù)手段之一，整體上較為成熟，作業(yè)周期較短，壓實(shí)效果較好。首先，施工人員需要操作設(shè)備，將軟土層中的空氣抽出，此時(shí)土層的外部和內(nèi)部之間會(huì)產(chǎn)生一定壓差，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)壓實(shí)軟土層的目標(biāo)。然后，施工人員要對(duì)軟土層進(jìn)行二次處理，主要目的是為了鞏固一次處理效果，確保土層質(zhì)密穩(wěn)定。制約該種技術(shù)手段最大的因素是，當(dāng)環(huán)境較為惡略的施工現(xiàn)場(chǎng)來(lái)說(shuō)，如何保障設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，而對(duì)于一些含水量較大的軟土層而言，如何避免將土層中的水抽入到設(shè)備當(dāng)中。

3.3 膠體與軟弱土層攪拌法

膠體與軟土層混合的方法是利用攪拌設(shè)備將原料與軟土層混合，使膠體與土壤充分混合，發(fā)生一些物質(zhì)變化，改變軟土層的強(qiáng)度，提高軟土層的抗壓能力，減少軟土層和弱土層的沉降。這個(gè)方法形成一個(gè)混合土層，其處理深度和速度都是優(yōu)勢(shì)。當(dāng)然，持續(xù)深化的研究膠體材料在中國(guó)，壓實(shí)效果也會(huì)提高。

3.4 沖擊加壓法

影響壓力的方法是使用機(jī)械設(shè)備與某些外力影響軟土地層，以增加軟土地層的密度和壓實(shí)。過(guò)程中壓力和影響，土壤開裂發(fā)生在同一時(shí)間，這有利于軟土地層的水和氣體出口，以大大加強(qiáng)土層的荷載和密度。作為主要壓實(shí)技術(shù)之一，沖擊加壓的壓實(shí)效果良好，可以促使軟土層達(dá)到相應(yīng)的承重需求。在施工期間，為了進(jìn)一步提升軟土層的壓實(shí)效果，一方面需要提高前期地質(zhì)勘測(cè)工作的質(zhì)量，確保對(duì)軟土層的特征有一個(gè)全面的掌握，進(jìn)而可以制定出具有較強(qiáng)針對(duì)性的壓實(shí)方案。而在選定加壓設(shè)備的時(shí)候，要根據(jù)勘測(cè)的結(jié)果確定設(shè)備型號(hào)和對(duì)應(yīng)功率；另外一個(gè)方面，需要切實(shí)做好相關(guān)檢測(cè)工作，在壓實(shí)作業(yè)結(jié)束之后，需要進(jìn)行嚴(yán)密的檢測(cè)，并對(duì)壓實(shí)效果不理想的區(qū)域進(jìn)行二次加壓處理。作為主要的軟土處理技術(shù)之一，沖擊加壓得到了廣泛的使用，但是對(duì)于密度較小的泥沙質(zhì)軟土中，整體效果并不理想，加壓設(shè)備接觸到地面的同時(shí)，由于泥沙的特質(zhì)而使作用力分散，進(jìn)而導(dǎo)致加壓效果無(wú)法達(dá)到預(yù)期。在沖擊加壓法實(shí)施的同時(shí)，需要借助其他技術(shù)手段，綜合把控，才能夠準(zhǔn)確把控軟土處理作業(yè)的質(zhì)量。

4 結(jié)束語(yǔ)

軟土層處理是市政路橋工程施工需要關(guān)注的重點(diǎn)問題，一旦處理措施不當(dāng)，或者前期勘測(cè)工作質(zhì)量未達(dá)標(biāo)，會(huì)對(duì)路橋工程整體質(zhì)量造成極大的影響。而在具體處理軟弱土層的過(guò)程中，一方面需要從技術(shù)手段入手，不斷深入研究，并對(duì)以往的施工案例進(jìn)行回顧，總結(jié)施工經(jīng)驗(yàn)；另外一個(gè)方面，則是要凸顯出處理措施的針對(duì)性，全面分析施工路段的實(shí)際情況，并根據(jù)結(jié)果指定處理方案。當(dāng)然，在處理軟土層期間需要有效利用現(xiàn)代化設(shè)備完成施工。對(duì)于施工人員來(lái)說(shuō)，在軟土處理完畢之后，要做好相應(yīng)的檢測(cè)工作，確保處理結(jié)果達(dá)到工程的要求，而在加固作業(yè)結(jié)束之后，也要開展必要的檢測(cè)工作。