道路橋梁施工中軟土地基處理技術應用實踐

蘇永生

摘 要：軟土一般是指在靜水或緩慢的流水環(huán)境中淤積的天然孔隙比e大于1.0、天然含水量大于液限的以灰色為主的一種軟塑至流塑狀態(tài)的粘性土。一般是以淤泥、淤泥質土為主的天然含水量大、壓縮性高、承載力低的飽和粘性土、粉土等。在道路橋梁施工過程中，若施工人員沒有全面測評軟土地基的質量就直接進行工程施工，會因地基承載力較低、滲透水能力不達標、壓縮性較差、黏稠度過高等問題對道路橋梁的整體安全性與穩(wěn)定性造成威脅。因此，在實際施工過程中，施工人員必須依據(jù)軟土地基的實際情況，采用有針對性的方式對其進行處理。

關鍵詞：道路橋梁;軟土地基;處理技術

1 道路橋梁工程項目中軟土地基的特征

1.1 疏松多孔的結構

相對于建筑工程項目中常見的一些地基結構類型而言，構成軟土地基的泥土大多屬于松散、顆粒狀的黏土與粉土，因此土質的松軟也進一步導致形成的軟土地基結構具有疏松多孔的特點。軟土地基疏松多孔的特點一方面會造成土壤中的電荷分布不均勻，這會嚴重影響到地基結構的各項性能。除此之外，部分軟土地基除了由黏土構成之外，其中還摻雜有泥炭和松散砂石等，這些雜質的存在會進一步增加軟土地基中的空位數(shù)量和孔隙的大小。當雨水透過土層滲入到這些空隙中時，便會進一步提高軟土地基內部的含水量，大幅度降低了地基結構的密實度和強硬度，嚴重影響到路橋工程整體結構的穩(wěn)定性。因此，只有利用科學的軟土地基處理方法對土質結構進行有效的改善，才能確保軟土地基上部的建筑物穩(wěn)定性和安全性達到國家要求的使用標準。

1.2 流動性能較強

流動性也是軟土地基的一個重要的特點。產生流動性的原因主要在于軟土地基土質松散，而且內部含有大量的孔隙與水分。一方面隨著外部壓力的增大，軟土地基中的空氣會在壓縮中不斷消失，從而促進了軟土地基內松軟的土層不斷移動，表現(xiàn)為一定的流動性。另一方面，軟土地基內部存在較為豐富的自然水資源，而在溫度的影響作用下，水的蒸發(fā)與擴散會進一步帶動周圍的泥土也不斷移動。在道路橋梁工程項目中，隨著車輛的通行導致橋面或者路面受到的外部壓力不斷增大，當量變產生質變時，會進一步促使軟土地基的不均勻沉降發(fā)生。而這一問題的出現(xiàn)，會導致更為嚴重的地基坍塌和建筑結構損毀等現(xiàn)象的產生，從而造成不必要的財產損失與人員傷亡。

1.3 抗剪強度相對較低

對于現(xiàn)代化道路橋梁工程項目的地基結構而言，抗剪強度是衡量一個地基結構穩(wěn)定性與抗剪切、壓縮能力強弱的一項重要指標。軟土地基疏松多孔的結構，導致其很難在高強度的外部載荷作用下，依然保持較為完整的結構和較好的結構強度。因此，軟土地基的抗剪強度系數(shù)普遍較低。另外，這種地基結構的壓縮系數(shù)本身偏高，所以以這種軟土地基作為主體地基結構的道路橋梁工程項目，其承載能力與結構穩(wěn)定性方面便會存在很大的安全隱患問題。例如，在道路橋梁的實際施工過程中常見的塌陷與地基下沉等問題，大多是由于施工現(xiàn)場地基中存在有部分未被發(fā)現(xiàn)的軟土地基結構。在這種情況下，由于地基的承載能力不足以抵消上部建筑的重力與下沉趨勢，所以會導致一些質量與安全問題時有發(fā)生。

2 軟土地基不良影響

2.1 整體結構沉降

由于軟土地基具有壓實困難以及滲透性較差等方面的問題，所以很容易會造成土體沉降問題。此時需要對地基展開科學處理，但如果地基處理質量不達標，就會在道路橋梁使用過程中出現(xiàn)逐步下沉狀況，會引發(fā)路面不平整或局部、整體結構沉降等問題，導致道路橋梁結構受到破壞，無法滿足正常使用需求，致使各種安全事故頻發(fā)。

2.2 地面裂縫或龜裂

道路橋梁路面施工，主要以瀝青和混凝土混合材料為主，雖然兩種材料混合具有諸多優(yōu)勢，但其抗拉性能不足的問題也較為明顯。因為軟土地基無法壓實，所以很容易會出現(xiàn)地基變形問題，加之路面結構抗拉性能不理想，因此在道路受力之后，極容易引發(fā)裂縫或龜裂問題。

2.3 不均勻沉降

在軟土層中具有透鏡體，會造成地基壓實過程中出現(xiàn)不均勻壓實問題，導致地基在承受壓力的同時，還會進行固結排水，會直接對地基穩(wěn)定性產生不良影響。同時，由于土體沉降問題，會直接帶動橋梁結構發(fā)生沉降狀況，加之地基沉降屬于不均勻沉降，因此很容易會造成道路局部下陷或橋墩傾斜問題，會對道路橋梁使用穩(wěn)定性產生嚴重影響。

3 道橋施工中軟基加固技術的實際應用

3.1 土工合成材料的加固技術

新時期背景下，高分子化學工業(yè)發(fā)展速度越來越快，促進多種類型合成纖維應運而生，包括：抓乙烯纖維、聚酞胺纖維等。將這些纖維相對于人造纖維而言，具有無可比擬的優(yōu)越性和實用性，并且逐漸被各種工程單位所接受，結合其應用效果來看，是一種較為理想的工程材料。作為新興土工合成材料，其雖然發(fā)展進程較短，但發(fā)展速度較快。至今已經有多種系列產品出現(xiàn)在市場中，其作用機理如下：在軟土地基中鋪設一定強度的土工合成材料制作而成的復合體，其力學性能一方面取決于土工合成材料界面特征，另一方面取決于材料性質與土體性質。另外，土工合成材料對軟土地基有側限作用，也就是軟土和土工合成材料在應力傳遞過程中，能夠提高土體承受拉伸變形的能力。土工合成材料的實際應用可以體現(xiàn)在以下幾個方面：

第一，將土工合成材料作為軟土地基的排水墊層。由于土工合成材料滲透性較強，所以在道橋工程施工過程中，可以將作為軟土地基的排水墊層，使其形成排水面。隨著填土荷載不斷增加壓力，軟土中的水分也會逐漸順著排水面流出，從而實現(xiàn)軟土地基加固目標，有效提高道橋工程地基承載力。

第二，利用土工合成材料約束地基位移。道橋工程在軟土地基上施工過程中，隨著路堤填高，地基也會在作用力下產生側向位移和壓縮沉降問題。如果利用土工合成材料進行處理，會使地基與材料之間產生摩擦力，從而約束地基位移，有效提高工程穩(wěn)定性和可靠性。

第三，通過土工合成材料降低工程不均勻沉降。在道橋工程施工中利用土工合成材料處理軟土地基，會使道橋工程整體結構對土工合成材料形成豎向荷載，使材料拉伸變形，從而保證基底應力均勻分布。簡單來說，就是通過降低道橋工程中心軸豎向應力，增加工程兩側豎向應力，從而減小中心軸最大沉降量，避免工程出現(xiàn)不均勻沉降等問題。第四，將工程結構拉力破壞區(qū)和地基剪切破壞區(qū)隔離開來。利用強度較高的土工合成材料，將道橋工程結構與軟土地基分離開來，不僅能夠降低工程向外側變形這一問題，減小工程因拉力過大產生破壞的現(xiàn)象，還能夠縮小軟土地基的塑性區(qū)范圍，從而全面提高工程整體穩(wěn)定性和安全性。

3.2 排水固結技術

在進行軟土地基施工之前，施工方首先需要安排專業(yè)的土質勘查人員對施工地點的土壤條件進行實地勘察，詳細記錄施工地點的水文、土質等信息，并將記錄的數(shù)據(jù)信息進行匯總，上報至道路橋梁工程設計部門，由設計部門依據(jù)數(shù)據(jù)信息制訂合理的施工方案。一般情況下，若在道路橋梁地基施工的過程中發(fā)現(xiàn)施工地點存在地表水，那么處理這處軟土地基的主要方式為應用固化劑，固化劑的一些成分能夠與施工地點土壤中的水分發(fā)生反應，形成固定結構的結晶水并附著在土壤中。這種軟土地基的處理方式較為簡單，并且可以有效改善土壤的結構，為后續(xù)道路橋梁施工提供便利。

3.3 高壓噴射注漿處理法

在處理軟土地基的過程中不僅僅需要考慮強化質量與處理效果的問題，同時還應該立足于道路橋梁施工項目的實際情況，在必要條件下合理選擇施工量更小、施工成本更低的處理方法。高壓噴射注漿處理技術是一種對地基要求較低、工程量較小、施工成本相對更合理的軟土地基處理方法。通常情況下，高壓噴射注漿處理技術在天然的軟土地基條件下可以很好地應用。施工人員利用鉆孔機將在軟土地基上標注的鉆孔位置進行鉆穿，在確定好標準的注漿深度后，利用插入鉆孔樁的注漿管并配合使用高壓泵將漿液注入軟土地基內部的土層中。由于漿液在高壓沖擊作用下，能夠很快和軟土地基內部土層結構進行有效混合，在凝固后便能夠形成整體穩(wěn)定性和均一性較好的復合人工地基結構，可以在很大程度上顯著提高地基的抗壓性能與承載能力。

3.4 粉噴樁技術

粉噴樁技術因其具備提升土壤承載力的優(yōu)勢，已經成為當前軟土地基施工技術中較為常見的一種技術。首先，在應用粉噴樁技術之前，施工人員需要仔細勘察施工現(xiàn)場的實際情況，確保施工現(xiàn)場平整且表面不存在雜物;其次，準備噴樁施工所需要的各種材料，開展試樁工作，在此過程中，施工人員要嚴格把控各種原材料的比例，并通過對施工參數(shù)進行多輪測定的方式提高數(shù)據(jù)測量的合理性;再次，檢查施工所應用的各項機械設備，維護或更換存在問題的設備，確保后續(xù)施工的有效開展;最后，打穿土層，保證噴粉樁深入土層，使其逐漸成為土層的支撐結構，進而達到提升軟土地基承載力的目的。

3.5 砂墊層技術

由于該項技術較為常用，且使用限制條件相對較少，所以在此將對該技術應用展開詳細分析。綜合上文所述，該項技術會通過鋪墊砂礫的方式，強化軟土支撐能力以及硬度。結合實際使用經驗發(fā)現(xiàn)，砂墊層透水性能較為理想，在土壤層較薄軟土地基處理中應用效果較為理想，可達到良好軟地基處理效果。但如果土壤層相對較厚，可能會因為地基高度控制不當，而造成技術應用出現(xiàn)和預期結果存在偏差的狀況，所以在進行技術應用以及規(guī)劃之前，需要對施工場地實際情況展開分析，要按照具體情況篩選出最為適合的處理技術以及技術應用方案。

4 結束語

軟土地基處理屬于系統(tǒng)性工程，需要展開多方面調查與研究，要按照工程勘測結果以及具體結構施工要求，制定出與公路橋梁今后發(fā)展相符合的軟土地基處理方案，保證地基處理技術選擇與應用質量，進而達到理想化地基處理效果，確保道路橋梁能夠得到高質量應用，其作用能夠在地區(qū)經濟發(fā)展以及交通發(fā)展中發(fā)揮到最大，進而為我國國民經濟穩(wěn)定發(fā)展做出一份貢獻。

參考文獻：

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