軟土地基施工技術(shù)在公路橋梁施工中應(yīng)用研究

摘 要 公路橋梁工程建設(shè)區(qū)域地質(zhì)環(huán)境和水文環(huán)境比較復(fù)雜，施工難度大，工期長(zhǎng)，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工對(duì)于整個(gè)工程質(zhì)量的影響大，軟基處理難度較大，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況采用有效的軟基施工技術(shù)。對(duì)此，本文首先對(duì)軟土地基的特性進(jìn)行介紹，然后對(duì)公路橋梁軟土地基施工技術(shù)進(jìn)行分析，并以某公路橋梁工程為研究對(duì)象，對(duì)水泥攪拌樁在公路橋梁軟土地基施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)探究。

關(guān)鍵詞 軟土地基特性;施工技術(shù);堆載預(yù)壓;水泥攪拌樁

引言

軟土地基指強(qiáng)度低，壓縮量較高的軟弱土層，多數(shù)含有一定的有機(jī)物質(zhì)。由于軟土強(qiáng)度低，沉隱量大，往往給公路橋梁工程帶來(lái)很大的危害，如處理不當(dāng)，會(huì)給公路橋梁的施工和使用造成很大影響。因此，在公路橋梁施工中，應(yīng)對(duì)軟土地基進(jìn)行詳細(xì)勘察，根據(jù)工程項(xiàng)目建設(shè)要求以及施工條件選用適宜的軟土地基施工技術(shù)，提升基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。因此，亟須對(duì)公路橋梁工程軟土地基施工技術(shù)進(jìn)行深入研究。

1軟土地基施工技術(shù)分析

1.1 軟土地基特性

軟土地基具有較高的壓縮性，孔隙比大于1，含水量大，容重較小，且長(zhǎng)期不易達(dá)到穩(wěn)定。軟土地基孔隙間距較小，透水性差，垂直層面幾乎是不透水的，對(duì)排水固結(jié)不利，反映在建筑物沉降延續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。同時(shí)，在加荷初期，常出現(xiàn)較高的孔隙水壓力，影響地基的強(qiáng)度。除此以外，軟土地基具有流變性和不均勻性等特點(diǎn)，在一定的荷載持續(xù)作用下，土的變形隨時(shí)間而增長(zhǎng)的特性，使其長(zhǎng)期強(qiáng)度遠(yuǎn)小于瞬時(shí)強(qiáng)度。由于軟土地基中因夾粉細(xì)砂透鏡體，在平面及垂直方向上呈明顯差異性，易產(chǎn)生建筑物地基的不均勻沉降。

1.2 軟土地基施工技術(shù)的作用

在軟土地基施工中，如果未按照相關(guān)工藝標(biāo)準(zhǔn)施工，則會(huì)嚴(yán)重影響公路橋梁工程運(yùn)營(yíng)安全性。比如在基層施工中，如果施工區(qū)域?yàn)檐浲恋鼗?，處理不?dāng)，可造成路面發(fā)生形變或者損壞。對(duì)此，在實(shí)際施工中，只有加強(qiáng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工管理，對(duì)公路橋梁工程施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件進(jìn)行全面勘查，密切監(jiān)測(cè)軟土地基富水量及剪切強(qiáng)度，根據(jù)軟土地基的實(shí)際特性，合理選取施工技術(shù)，提升基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，才能夠?yàn)檎麄€(gè)工程項(xiàng)目質(zhì)量控制奠定基礎(chǔ)[1]。

2公路橋梁軟土地基施工技術(shù)

2.1 提高軟土地基質(zhì)量

在公路橋梁工程施工中，軟土地基質(zhì)量隱患較大，應(yīng)結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況以及工程項(xiàng)目建設(shè)要求選擇適宜的施工技術(shù)，以有效改良土壤環(huán)境。在軟土地基施工中，常見(jiàn)技術(shù)類型包括換填、拋石擠淤、強(qiáng)夯技術(shù)、粉噴樁加固技術(shù)、樁基施工技術(shù)、堆載預(yù)壓排水施工技術(shù)等。其中，堆載預(yù)壓排水技術(shù)的應(yīng)用成本低，并且施工操作便捷，因此應(yīng)用范圍廣泛，能夠有效解決地基不均勻沉降。

在堆載預(yù)壓排水施工技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，首先利用插板機(jī)施工塑料排水板，做好周邊排水通道。之后需計(jì)算設(shè)計(jì)荷載，然后再利用超過(guò)設(shè)計(jì)荷載的載物對(duì)軟土地基進(jìn)行預(yù)壓，在強(qiáng)壓作用下能夠較快地將軟土地基內(nèi)的含水排除，加快地基固結(jié)速度，提高地基固結(jié)效果。另外，不同施工區(qū)域地基土的性質(zhì)差異較大，所需預(yù)壓時(shí)間不同，在實(shí)預(yù)壓施工中必須對(duì)預(yù)壓時(shí)間進(jìn)行有效控制。部分工程軟土地基的施工工期緊張，可采用真空-堆載聯(lián)合預(yù)壓排水施工技術(shù)，利用大氣壓力下對(duì)軟土地基進(jìn)行加載處理。在實(shí)際施工中，需在排水板施工后鋪設(shè)封閉膜，然后通過(guò)真空裝置抽氣，使得膜內(nèi)處于真空環(huán)境，進(jìn)而充分排出孔隙水，在土體自身重力作用下堆載，即可對(duì)軟土地基沉降進(jìn)行有效控制。堆載預(yù)壓施工技術(shù)形式如圖1所示。

圖1 堆載預(yù)壓排水法示意圖

有些工程施工地段的軟土層厚度比較大，并且所需承受的荷載也比較大，單純采取堆載預(yù)壓排水效果達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。對(duì)此，可采用剛性樁施工技術(shù)，形成復(fù)合地基，進(jìn)而加固軟土地基。在軟土地基施工中，針對(duì)地基含水量不大的，還可采用強(qiáng)夯施工技術(shù)，縮短軟基沉降所需時(shí)間，同時(shí)減少軟基負(fù)荷重量。需要注意，在實(shí)際施工中，如果發(fā)現(xiàn)軟土地基的穩(wěn)定性與設(shè)計(jì)偏差較大，則應(yīng)再次對(duì)軟土地基內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入分析，嚴(yán)格觀測(cè)、控制軟土地基沉降量，保證施工質(zhì)量。

2.2 軟土地基施工中表層排水處理

軟土地基含水量比較大，因此，在公路橋梁工程軟土地基施工中，排水處理至關(guān)重要。對(duì)此，應(yīng)對(duì)軟土地基中的含水及地基表面積水情況進(jìn)行勘查分析。應(yīng)優(yōu)先排出表面積水，以便樁基加固及強(qiáng)夯等技術(shù)的應(yīng)用。采用對(duì)軟土地基進(jìn)行預(yù)壓排水處理施工技術(shù)時(shí)，必須對(duì)預(yù)壓施工效果進(jìn)行密切監(jiān)測(cè)，如果壓實(shí)效果沒(méi)有達(dá)到理想狀態(tài)，則可進(jìn)一步完善軟土地基表層及周邊排水系統(tǒng)，確保地基出水迅速排出，避免回滲等情況的發(fā)生。另外，還可在軟土地基的表層黏性土中加入減水劑等摻和物提高排水質(zhì)量。

具體措施：在軟土地基加固施工中，可在軟土地基表面鋪設(shè)砂墊層，砂墊層的排水性能好，可提高軟基排水能力，進(jìn)而促進(jìn)水位降低。與此同時(shí)砂墊層在鋪設(shè)過(guò)程中有意設(shè)置一定坡度與周邊排水溝、集水井相連接，方便積水及時(shí)高效的排出，可以提高處理效果加快處理速度。

2.3 結(jié)合軟土地基特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)

對(duì)于不同區(qū)域的、不同類型的軟土地基，需采用針對(duì)性設(shè)計(jì)方案。比如，在公路橋梁工程軟土地基施工中，比如橋臺(tái)等局部小范圍需要提高較大的承載能力，可采用采用深層水泥攪拌樁施工技術(shù)或者CFG樁施工技術(shù)。大范圍的軟土地基，厚度較深且對(duì)承載能力要求不是很高的區(qū)域，可以采取堆載預(yù)壓排水技術(shù)。軟土地基厚度不大且面積較大可以采取拋石擠淤或換填施工技術(shù)。在公路橋梁工程軟土地基施工前，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘查，根據(jù)實(shí)際情況對(duì)施工圖紙進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，采用合理的軟基施工技術(shù)，能有效地加快施工進(jìn)度，提升處理效果[2]。

3工程概況

在某公路橋梁工程施工中，對(duì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工區(qū)域進(jìn)行地質(zhì)勘查，在13座橋臺(tái)施工中，施工區(qū)域?yàn)檐浲恋鼗?，綜合考慮施工技術(shù)條件，采用水泥攪拌樁施工技術(shù)。在橋臺(tái)后15m～30m路基長(zhǎng)度，均需進(jìn)行軟土地基加固處理，施工寬度在35m～50m之間。在水泥攪拌樁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，樁徑為700mm，樁長(zhǎng)在8m～17m之間，樁間距為1.8m和2.1m。

4路橋軟基施工技術(shù)與實(shí)施要點(diǎn)

（1）在水泥攪拌樁施工前，首先對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行整平處理，直至達(dá)到樁頂施工作業(yè)面標(biāo)高。如果施工場(chǎng)地內(nèi)有雜填土或者根植土，也應(yīng)進(jìn)行全面清理，而如果場(chǎng)地內(nèi)有低洼施工地段，則首先進(jìn)行清淤處理，然后再利用素土進(jìn)行回填施工，禁止將雜土填入低洼區(qū)域[3]。

（2）根據(jù)該公路橋梁工程水泥攪拌樁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，對(duì)樁徑、樁間距進(jìn)行嚴(yán)格控制。在實(shí)際施工前，可根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，采用室內(nèi)配方試驗(yàn)方式對(duì)水泥攪拌樁施工質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)分析，同時(shí)還應(yīng)做好成樁工藝試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)分析結(jié)果，確定水泥攪拌樁成樁工藝以及施工技術(shù)參數(shù)。

（3）對(duì)鉆桿長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)量，并做好標(biāo)記，確保在實(shí)際施工中能夠準(zhǔn)確掌握鉆入深度以及復(fù)攪深度。

（4）在成樁施工中，如果提升速度過(guò)快，則會(huì)對(duì)成樁質(zhì)量造成不良影響，對(duì)此，應(yīng)在12h內(nèi)及時(shí)做好補(bǔ)噴處理，對(duì)于補(bǔ)噴與原樁身之間的重疊長(zhǎng)度，應(yīng)控制在50cm以上。

（5）當(dāng)鉆頭提升至整平高程50cm時(shí)，即可停止?jié){液噴射，并做好攪拌處理，并進(jìn)行復(fù)攪。在第二次攪拌施工中，復(fù)攪下鉆與鉆頭的提升速度應(yīng)與第一次保持一致。在達(dá)到樁頂50cm以上時(shí)，即可進(jìn)行石灰墊層施工。

5結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文主要對(duì)公路橋梁工程施工中軟土地基施工技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)探究。軟土地基施工技術(shù)類型比較多，本文以水泥攪拌樁技術(shù)及堆渣預(yù)壓排水技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例為研究對(duì)象，闡述了軟土地基的特征、危害以及如何處理。在實(shí)際施工中，要求根據(jù)軟基的類型、設(shè)計(jì)要求、工期要求制定施工方案，施工過(guò)程中加強(qiáng)施工參數(shù)和施工工序控制，保證軟土地基施工質(zhì)量，為整個(gè)橋梁公路工程的施工打下夯實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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[3] 王旭峰.水利工程中軟土地基雙向水泥攪拌樁的技術(shù)處理[J].南方農(nóng)機(jī)，2017，48（2）：94.

作者簡(jiǎn)介

石薇（1993-），女，河南商丘人;學(xué)歷：本科，職稱：助理工程師，現(xiàn)就職單位：中國(guó)水利水電第八工程局有限公司，研究方向：公路橋梁工程，水利水電工程。