道路工程軟土地基處理方式選用與工程實(shí)踐

丁明鶴

摘要：現(xiàn)階段，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，社會(huì)中的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程在規(guī)模和數(shù)量上都有著更高的需求，為此需要在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的過(guò)程中，不斷地進(jìn)行技術(shù)的創(chuàng)新。對(duì)于公路工程施工而言，所使用的技術(shù)也需要進(jìn)一步地完善，以便可以在保障工程項(xiàng)目高質(zhì)量的同時(shí)，還可以創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

關(guān)鍵詞：道路工程;軟土地基;處理方式

一、軟土地基的特點(diǎn)

我國(guó)幅員遼闊，軟土地基廣泛分布于我國(guó)沿海地區(qū)、內(nèi)陸平原或山間盆地，在沿海地區(qū)主要是海岸沉積的軟土，而長(zhǎng)江、黃河、淮河、珠江等水系下游，則為陸相的河灘沉積或海相的三角洲沉積，內(nèi)陸湖泊如洞庭湖、鄱陽(yáng)湖、太湖等湖泊周?chē)?，廣泛分布著湖泊沉積的軟土。對(duì)于工程建設(shè)而言，軟土地基的主要危害表現(xiàn)在穩(wěn)定性差、透水性差、結(jié)構(gòu)不均勻等方面。

1.穩(wěn)定性差

軟弱土層孔隙較多、含水量高，使其穩(wěn)定性極差，加之本身強(qiáng)度也低，導(dǎo)致軟土地基不僅中間部分會(huì)發(fā)生不規(guī)則、不均勻的沉降或陷落，連帶著地基尤其是路基的邊緣地帶也會(huì)出現(xiàn)由于雨水的沖刷而引起的坍塌，進(jìn)而對(duì)道路工程的使用安全造成極大隱患，這也是道路工程中最為普遍的病害。

2.透水性差

軟土地基的含水量雖大，但其滲透性能較差，如果道路工程地基建造在軟土層上，沉降期限會(huì)延長(zhǎng)很多，經(jīng)過(guò)最初的地基加載，軟土的孔隙水壓力會(huì)增加，對(duì)地基的強(qiáng)度造成不良影響。

3.承壓能力差

軟土地基含水量高，具有較強(qiáng)的可塑性，在收到外部荷載的壓力時(shí)，土顆粒之間原本較大的間隙會(huì)壓縮，整個(gè)軟土結(jié)構(gòu)的整體性就會(huì)遭到破壞，其外觀表現(xiàn)就是不規(guī)則沉降或陷落，對(duì)于建造在其上的建筑結(jié)構(gòu)而言，就會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫、結(jié)構(gòu)斷裂等。在不同程度的外力作用下，軟土路基會(huì)出現(xiàn)不同程度的受力不均進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不均勻的現(xiàn)象，不僅影響施工質(zhì)量，還會(huì)加大施工單位的工作量和工程成本。

二、軟土地基常用處理方法

首先，在進(jìn)行軟土地基處理之前，要先確認(rèn)道路或橋梁的等級(jí)，道路橋梁工程等級(jí)不同，對(duì)地基處理的要求也就不同，這就要求在解決軟土地基問(wèn)題時(shí)，所需要完成的程度和采取的措施都不相同，只有確定這個(gè)大的前提，才能進(jìn)一步確定軟土地基處理方案。

其次，必須要確保軟土地基處理之后滿(mǎn)足本工程建設(shè)的施工要求，包括承載力要求、后期沉降要求、穩(wěn)定性要求以及相關(guān)規(guī)范的要求。

第三，需結(jié)合不同的結(jié)構(gòu)部位、結(jié)構(gòu)形式、荷載類(lèi)型等工程實(shí)際影響要素，因地制宜地確定軟土地基處理方案，確保方案可靠、經(jīng)濟(jì)合理、滿(mǎn)足施工進(jìn)度要求。

在此原則之下，目前我國(guó)常見(jiàn)的軟土地基處理方法主要類(lèi)型有：換填法、強(qiáng)夯法、擠密法、化學(xué)加固法、排水固結(jié)法、復(fù)合處理法等，每種類(lèi)型之下還可以細(xì)分出許多具體處理方法，其主要原理和使用范圍如表1所示。

三、軟土地基處理技術(shù)及要點(diǎn)

1.強(qiáng)夯加固法

強(qiáng)夯法作為地基常見(jiàn)的加固技術(shù)，施工原理是利用專(zhuān)業(yè)的夯實(shí)裝置從高處落下，利用錘子的重力加速度作用，夯實(shí)地基。經(jīng)處理的地基會(huì)改變?cè)械牡刭|(zhì)結(jié)構(gòu)，壓縮軟土層，提升土壤密度。該種技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)在于操作簡(jiǎn)單、成本低、壓實(shí)效果好等。與之相對(duì)應(yīng)的，強(qiáng)夯技術(shù)的應(yīng)用局限性表現(xiàn)為要求高，主要應(yīng)用于砂性土、黏性土等軟土地基中。當(dāng)前，隨著強(qiáng)夯技術(shù)應(yīng)用研究的不斷深化，夯實(shí)裝置的研發(fā)水平逐步提升，以打夯機(jī)為代表的專(zhuān)業(yè)打夯機(jī)械的適用條件也逐步放寬，具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)適用性。

2.地基硬化處理技術(shù)

地基的硬化處理通常選擇石灰塊作為主要材料，即在軟土地基中適量填埋生石塊、摻合料等，經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)后，地基的強(qiáng)度性能得到提升。該項(xiàng)技術(shù)的原理在于：石灰具有強(qiáng)吸水、放熱的化學(xué)特性，將鈣離子通過(guò)與軟土土質(zhì)的離子交換作用滲入到地基，形成石灰塊復(fù)合地基，進(jìn)一步提升地基結(jié)構(gòu)的抗壓強(qiáng)度與力學(xué)穩(wěn)定性能，降低地基受壓力產(chǎn)生的沉降程度。與此同時(shí)，地基中鈣離子在自然環(huán)境中會(huì)逐步形成硬質(zhì)保護(hù)層，保護(hù)雜填土、輕質(zhì)黏性土等軟土層。但在具體應(yīng)用過(guò)程中，生石灰對(duì)于土壤具有一定的破壞性，因此，不能在穿越綠化地、農(nóng)田間的路橋工程中應(yīng)用。

3.土質(zhì)置換法

地基置換是指對(duì)軟土層中的土層進(jìn)行置換，是路橋施工中較為有效的地基改良技術(shù)。在置換處理的過(guò)程中，需要事先選定替換的土壤。通常情況下，應(yīng)選擇含水量適宜、承載力強(qiáng)、穩(wěn)定性高的土壤類(lèi)型，如暗溝土壤、洪流土壤以及淤泥等具有一定黏性的土壤，通過(guò)開(kāi)挖、填埋等方式進(jìn)行置換，進(jìn)一步提升地基的整體承載性能、抗侵蝕作用，避免土層中的含水量、壓縮空間過(guò)大等導(dǎo)致的不穩(wěn)定問(wèn)題。

4.表層處理法

4.1敷墊材料處理法

敷墊材料可以有效控制軟土地基土層壓實(shí)度不均勻、承重性能不穩(wěn)定等情況，降低不均勻沉降、橋墩傾斜變形等災(zāi)害發(fā)生的可能性。在實(shí)際施工階段，需要工程隊(duì)伍結(jié)合設(shè)計(jì)方案、施工圖紙與具體的地質(zhì)環(huán)境調(diào)查報(bào)告等情況，確定具體的敷設(shè)材料，并使用專(zhuān)業(yè)的壓實(shí)、振搗等設(shè)備，勻速進(jìn)行鋪設(shè)、壓實(shí)施工，改善地基結(jié)構(gòu)，控制側(cè)向變化、局部沉降的程度，進(jìn)一步增強(qiáng)地基抗拉、支撐能力。

4.2砂墊層法

砂墊層法是使用砂石等材料在地表鋪墊，主要適用于地基排水能力強(qiáng)、土壤厚度小的工程中，處理效果較好，經(jīng)濟(jì)成本不高。在具體的工程中，需要對(duì)砂墊厚度進(jìn)行控制，保證同一施工區(qū)域內(nèi)鋪墊厚度保持一致，確保排水面設(shè)置合理。由于材料的凝結(jié)速度較快，施工周期相對(duì)較短，能夠快速提升軟土地基的力學(xué)性能。在具體施工階段，需要注意，砂礫的表層應(yīng)維持濕潤(rùn)的狀態(tài)，然后再對(duì)其進(jìn)行施工，使施工效果更加符合工程要求。

5.粉噴樁加固法

粉噴樁是地基加固的重要技術(shù)手段，相較于其他的加固技術(shù)，具有工藝復(fù)雜、加固效果好、適用范圍廣等方面的特征。在技術(shù)應(yīng)用的準(zhǔn)備階段，需要對(duì)地質(zhì)檢驗(yàn)報(bào)告、材料配比方案等進(jìn)行綜合分析，對(duì)施工方案進(jìn)行有效評(píng)估后，確定粉噴樁的施工位置、尺寸等數(shù)據(jù)。在施工前期，需要事先對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行清理，確保作業(yè)面平整、土壤表層處理到位、軟土置換質(zhì)量檢驗(yàn)合格，然后根據(jù)技術(shù)方案對(duì)粉噴設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)、調(diào)試，在材料使用前進(jìn)行性能檢測(cè)，經(jīng)檢驗(yàn)合格后允許使用。該項(xiàng)技術(shù)可以改善地質(zhì)結(jié)構(gòu)較為惡劣的地基，對(duì)于施工材料的配比與設(shè)備應(yīng)用有著較為嚴(yán)格的要求，在實(shí)際施工階段，需要強(qiáng)化設(shè)備、材料與人員的管理，保證技術(shù)應(yīng)用的規(guī)范性與可靠性。

6.加載技術(shù)

軟土地基普遍具有透水性差、結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的問(wèn)題，地基內(nèi)部的含水量超出工程建設(shè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，地下水長(zhǎng)期侵蝕地基，進(jìn)一步削弱了地基的承載力，當(dāng)壓力超過(guò)承受能力后，就會(huì)引發(fā)局部沉降問(wèn)題。為有效控制路橋工程沉降不均勻的問(wèn)題，工程隊(duì)伍可以在技術(shù)應(yīng)用前，事先對(duì)地基進(jìn)行加固、置換處理。當(dāng)前，地基加載處理方法可以分為兩種，一是地下水加載處理方法，二是填土加載處理方法。其中，地下水加載技術(shù)是通過(guò)調(diào)節(jié)地下水水位，促使軟土地基產(chǎn)生自然沉降，一般適用于含砂土層較多的軟土地基。而填土加載需要建立起動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)路橋表面沉降程度的變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管，及時(shí)采用材料填埋加載技術(shù)，對(duì)路面沉降情況進(jìn)行控制，使其具體的沉降差異參數(shù)保持在合理的范圍內(nèi)。

結(jié)束語(yǔ)

隨著道路工程的進(jìn)一步發(fā)展，軟土地基處理技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，但在實(shí)際工程應(yīng)用過(guò)程中還存在著許多問(wèn)題，需要廣大工程技術(shù)人員在大量涉及與施工實(shí)踐中不斷總結(jié)和完善，積累更多各種復(fù)雜地質(zhì)情況下的地基變形特性與不均勻沉降資料，從而總結(jié)出切實(shí)可行、科學(xué)合理的軟土地基處理措施和施工方案，并將其應(yīng)用到道路工程實(shí)施過(guò)程中，促進(jìn)道路工程的進(jìn)一步發(fā)展。

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