道橋施工中軟基加固技術(shù)的應(yīng)用研究

文／劉鵬 北京鑫實路橋建設(shè)有限公司 北京 102400

關(guān)常春 北京鑫實路橋建設(shè)有限公司 北京 102400

許紅林 北京路橋瑞通養(yǎng)護(hù)中心有限公司 北京 102400

劉立寧 北京路橋瑞通養(yǎng)護(hù)中心有限公司 北京 102400

引言：

道橋工程是維護(hù)城市交通秩序，提供交通支持的重要基礎(chǔ)設(shè)施。道橋工程使用過程中，由于軟基問題產(chǎn)生的影響受到普遍關(guān)注。 軟基是道路軟土路基，這種路基缺陷較為明顯，但是在道橋工程中，這種軟基問題是難以回避的，因此需要對軟基問題加以分析和解決，消除和控制軟基危害，確保道橋交通的安全保障。

1.相關(guān)簡述

1.1 軟土地基的基本概述

軟土地基，其實就是含水量較高的地基，主要是在水流環(huán)境作用下而形成的地基結(jié)構(gòu)。正是因為軟土地基的實際含水量較高，孔隙比例較大，所以無法保障工程項目的地基固結(jié)效果，那么地基結(jié)構(gòu)的承載性較低，從而必將影響道路工程的整體施工質(zhì)量。此時則需要借助加固技術(shù)保障土壤結(jié)構(gòu)的處理效果，降低道橋工程路基結(jié)構(gòu)沉降現(xiàn)象與隆起現(xiàn)象的發(fā)生概率，從源頭上提升整個道橋工程的安全性與穩(wěn)定性，科學(xué)延長工程項目的安全使用期限。

1.2 軟土地基的主要特點

1.2.1 含水量高

由于軟土地基的土體顆粒間具有明顯的縫隙，所以使得土體結(jié)構(gòu)的承載力較差。并且土壤中還存在較多的粉土，這會使得土壤顆粒間帶有負(fù)電，進(jìn)而會增大土壤的含水量和土體顆?？p隙，那么土體結(jié)構(gòu)的承受能力會明顯降低，道橋工程的施工風(fēng)險與綜合效益都會受到直接性的影響。

1.2.2 壓縮性強

上文所述，軟土地基的含水量較高，土體顆?？p隙大，所以使得軟土地基的可壓縮強。同時這也使得軟土地基的抗剪強度較低。當(dāng)?shù)罉蚬こ痰穆访孳囕v量較多時，路面荷載增大明顯，有可能因此而直接引發(fā)路基塌落現(xiàn)象，直接威脅行車的安全性。

1.2.3 流變性與觸變性較高

如果道橋工程中的軟土地基未能得到及時有效的加固處理，則會受荷載因素的影響而出現(xiàn)流變問題與觸變問題，最終使得路基結(jié)構(gòu)的整體承載力明顯降低。如果道橋工程地基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，會產(chǎn)生地面受損情況，進(jìn)而增大道路交通安全事故的發(fā)生概率。

1.3 在道橋工程中應(yīng)用軟基加固技術(shù)的重要作用

1.3.1 降低道橋工程的安全隱患

由于軟土地基的含水量高，且土壤壓縮性強，所以軟土地基出現(xiàn)沉降問題的概率較高，對車輛及行人的安全都具有嚴(yán)重的影響。應(yīng)用軟土地基加固技術(shù)，能夠提升地基結(jié)構(gòu)的整體性能，增強地基結(jié)構(gòu)的承載力，從而降低道橋工程的危險指數(shù)，提升路道橋工程的綜合使用效益。

1.3.2 促進(jìn)道橋事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展

將軟基加固技術(shù)科學(xué)應(yīng)用在道橋施工中，能夠提升軟土地基加固效果，增強地基結(jié)構(gòu)的承載力，從源頭上提高道橋工程的施工效率與施工質(zhì)量，為道橋事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供有力的促進(jìn)和推動作用。

2.道橋施工中軟基加固技術(shù)的應(yīng)用體現(xiàn)

2.1 土工合成材料加固技術(shù)的應(yīng)用

雖然土工合成材料加固技術(shù)起步相對較晚，但以其顯著的優(yōu)勢得到了廣泛的應(yīng)用，所以現(xiàn)階段該類加固技術(shù)已經(jīng)具有較多類型的產(chǎn)品。該類型加固技術(shù)主要是應(yīng)用土工合成材料而制作的復(fù)合體，能夠有效提升土體結(jié)構(gòu)的承載性。

2.1.1 軟基排水墊層方面

由于土工合成材料的滲透性較強，所以在道橋工程施工中通常將其作為路基結(jié)構(gòu)的排水墊層。當(dāng)路基結(jié)構(gòu)的填土荷載壓力不斷增大時，軟土結(jié)構(gòu)中的水分也會隨之而流出，進(jìn)而達(dá)到加固路基結(jié)構(gòu)，提升路基承載力的根本目標(biāo)。

2.1.2 地基位移方面

在道橋工程軟基施工過程中，路堤會在施工中被不斷填高，加上其他因素的共同影響，地基會出現(xiàn)不同程度的下沉現(xiàn)象和位移現(xiàn)象。將土工合成材料應(yīng)用在軟基施工中，能夠使得土工合成材料與地基直接形成較強的摩擦力，在摩擦力的作用下達(dá)到約束地基位移問題的目的，從而提升道橋工程的安全性與穩(wěn)定性。

2.1.3 不均勻沉降方面

應(yīng)用土工合成材料處理軟土地基，能夠直接提升路基結(jié)構(gòu)基底應(yīng)力分布的均勻性。換而言之，土工合成材料加固技術(shù)能夠使道橋工程的軸豎向應(yīng)力得到明顯降低，而兩側(cè)的豎向應(yīng)力卻能得到增加，由此確保工程的中心軸沉降量得到降低，進(jìn)而降低不均勻沉降現(xiàn)象的發(fā)生概率。

2.1.4 拉力破壞方面

在拉力破壞區(qū)域應(yīng)用土工合成材料加固技術(shù)，能夠有效分隔拉力破壞區(qū)域和地基剪切破壞區(qū)域，確保工程項目的地基結(jié)構(gòu)與軟基結(jié)構(gòu)得到科學(xué)分隔。減小軟基變形，避免因拉力過大引發(fā)破壞問題，并通過縮小塑性范圍而達(dá)到提升道橋工程整體安全性的目標(biāo)。

2.2 水泥攪拌固化加固技術(shù)的應(yīng)用

同其他類型的軟基加固技術(shù)相比，水泥攪拌固化加固技術(shù)具有顯著的應(yīng)用優(yōu)勢，例如操作簡單便捷，成本投入低，加固效果理想等等。但是該技術(shù)在具體的應(yīng)用過程中，需要重點注意以下方面的內(nèi)容：

2.2.1 現(xiàn)場勘察方面

落實道橋工程施工現(xiàn)場的全面勘察，系統(tǒng)分析軟土地基的土質(zhì)情況，并結(jié)合試驗分析科學(xué)確定各項參數(shù)，由此為水泥攪拌固化加固技術(shù)的實際應(yīng)用提供良好的基礎(chǔ)條件。

技術(shù)人員要以道橋工程施工圖紙為依據(jù)開展測量放線操作，明確實際施工區(qū)域，增強邊樁定位的精準(zhǔn)性。同時，落實場地平整工作，優(yōu)化標(biāo)高設(shè)計，科學(xué)設(shè)置施工區(qū)域兩側(cè)的排水溝，避免因此而造成積水現(xiàn)象影響軟土地基的加固效果。

2.2.3 材料質(zhì)量控制方面

施工單位要嚴(yán)格落實各項施工材料的進(jìn)場檢驗要求，增強材料檢驗效果。尤其是針對水泥材料的檢驗，要保障水泥強度，具體凝結(jié)時間等參數(shù)都得到精準(zhǔn)檢驗，確保其符合施工標(biāo)準(zhǔn)以后再進(jìn)行使用。另外，在開展材料保存管理時，要結(jié)合材料的性能特點，避免因保管不合理而影響材料的使用性能。

2.2.4 樁位布置方面

通常情況下，水泥攪拌樁施工的樁位均設(shè)計成梅花形狀，同時結(jié)合鋼尺與經(jīng)緯儀設(shè)備開展放樁操作，由此提升樁位設(shè)計的精準(zhǔn)性與科學(xué)性。

2.2.5 試驗樁施工方面

在開展水泥攪拌樁施工之前，技術(shù)人員需要通過試驗樁確定實際施工過程中的各項參數(shù)，保障漿液比重設(shè)置的合理性，才能提升水泥攪拌固化加固技術(shù)的應(yīng)用效果。

2.2.6 試驗樁檢測方面

2) 除塵、除雜效果差。由于梗來料時裝于麻袋中，投料時梗中摻雜有大量麻繩。除塵、除雜效果不明顯，造成浸梗時水中漂浮的麻繩量大。在風(fēng)選剔除與浸梗過程中未被剔除的麻繩進(jìn)入梗處理后段，存在工藝隱患。

在試驗樁施工結(jié)束后的3 天內(nèi)要對樁身的均勻性進(jìn)行檢查。而在施工結(jié)束7 天后則要檢測水泥樁的外觀情況與直徑。樁身的承載力檢測通常是在施工28 天以后，同時還要對各項工藝參數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)確定。

2.3 粉煤灰碎石樁加固技術(shù)的應(yīng)用

2.3.1 骨料配置方面

粉煤灰碎石樁加固技術(shù)在具體的應(yīng)用過程中主要使用的原材料為水泥和粉煤灰，所以保障骨料配置的合理性尤為重要。為此，技術(shù)人員要嚴(yán)格按照施工要求把控骨料的配合比，并保障攪拌的均勻性，由此提升骨料的使用性能。

2.3.2 樁體結(jié)構(gòu)制作方面

依托專業(yè)的機械設(shè)備將樁體結(jié)構(gòu)和軟土進(jìn)行混合，同時對地基進(jìn)行復(fù)合墊層施工處理，由此提升軟土地基的承載力。在具體施工過程中需要重點保障粉煤灰骨料配比的科學(xué)性與合理性，避免因骨料配比不合理而引發(fā)安全事故。

2.4 強夯加固技術(shù)的應(yīng)用

在非飽和類的軟土地基加固中常用強夯加固技術(shù)進(jìn)行處理。主要是因為該技術(shù)能夠?qū)υ械耐馏w結(jié)構(gòu)進(jìn)行夯擊加固，如果出現(xiàn)列縫，那么吸附水則能轉(zhuǎn)換為自由水，由此對孔隙內(nèi)的水壓力進(jìn)行有效控制，土體結(jié)構(gòu)的抗剪性能也會隨之增強，從而達(dá)到改變土體結(jié)構(gòu)變形模量，增強其穩(wěn)定性的根本目標(biāo)。由于強夯技術(shù)在應(yīng)用時土體結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)不規(guī)則開裂現(xiàn)象，不利于土體結(jié)構(gòu)內(nèi)部氣體與水分的有效排出，所以在實際施工過程中要加強同排水措施的合理應(yīng)用，由此提升軟土地基的加固效果。此外，在應(yīng)用強夯加固技術(shù)時，技術(shù)人員還要全面落實施工區(qū)域的地質(zhì)勘察工作，提升加固處理的針對性與有效性。如果加固區(qū)域存在的軟黏土較多，必將直接影響強夯加固效果。此時則需要技術(shù)人員精準(zhǔn)確定夯擊施工的深度值，確保土體結(jié)構(gòu)能夠獲取最佳夯擊能量，在此基礎(chǔ)之上結(jié)合固結(jié)沉降法對整個土體性質(zhì)進(jìn)行科學(xué)改善。同時，在整個施工過程中，都要嚴(yán)格遵循“先輕后重、少擊多遍”的夯擊原則，提升強夯施工的質(zhì)量，增強軟土地基的安全性與穩(wěn)定性。

2.5 現(xiàn)澆混凝土管樁技術(shù)的應(yīng)用

由于現(xiàn)澆混凝土管樁加固技術(shù)融合了多種技術(shù)的優(yōu)勢，如預(yù)應(yīng)力混凝土管樁技術(shù)，振動沉管樁技術(shù)，以及振動沉模薄壁防滲墻技術(shù)等等，所以該類型的加固技術(shù)具有較強的綜合性特點，能夠取得理想的軟土地基加固效果。利用該技術(shù)進(jìn)行軟土地基加固處理，能夠在土層深度設(shè)計過程中，借用管腔上部錘頭的振動作用引導(dǎo)腔體順利打入土層結(jié)構(gòu)中，再結(jié)合混凝土澆筑的方式提升腔體與周邊土層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。在該技術(shù)的具體應(yīng)用過程中需要重點保障土層結(jié)構(gòu)橫向與豎向荷載情況，確保管樁與樁間土對整個荷載力都能夠進(jìn)行合理承擔(dān)，以理想的平衡效果降低基礎(chǔ)底面預(yù)應(yīng)力集中過度現(xiàn)象的發(fā)生概率。同時，還能將褥墊層設(shè)置在樁頂，確?；炷敛牧系膹姸确显O(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合土工格柵與樁間土的作用獲得理想的現(xiàn)澆管樁地基，從而提升整個軟土地基的承載力和穩(wěn)定性。

2.6 預(yù)壓加固技術(shù)的應(yīng)用

預(yù)壓加固技術(shù)具有成本低，效果好等優(yōu)勢，所以在道橋工程軟土地基加固處理中具有較高的應(yīng)用頻率。應(yīng)用預(yù)壓法進(jìn)行軟土地基加固處理，技術(shù)人員要科學(xué)利用軟土地基自身所具有透水性強的特點，借助專業(yè)的排水設(shè)備與排水設(shè)施對軟土地基進(jìn)行及時有效的排水處理。進(jìn)而增強軟土地基土質(zhì)結(jié)構(gòu)的整體密實性，提升整個土體結(jié)構(gòu)的緊密性和穩(wěn)固性。同時，在實際施工過程中，技術(shù)人員需要對施工材料的實際用量進(jìn)行科學(xué)精準(zhǔn)的控制，保障整個預(yù)壓處理的標(biāo)準(zhǔn)性與規(guī)范性，避免因此增大施工成本，影響施工效果。

2.7 排水固結(jié)加固技術(shù)的應(yīng)用

利用排水固結(jié)加固技術(shù)進(jìn)行軟土地基加固處理，能夠明顯提升地基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性。尤其是在淤泥土質(zhì)或填充土質(zhì)的軟土層中，該技術(shù)具有理想的應(yīng)用效果。在該技術(shù)的具體應(yīng)用過程中，首先，要保障垂直排水體系設(shè)計的合理性，由此促進(jìn)軟土地基自身承載性能的有效提升。其次，技術(shù)人員要結(jié)合實際情況將排水加固技術(shù)與其他類型的軟土地基加固技術(shù)進(jìn)行融合應(yīng)用，增強排水加固技術(shù)的應(yīng)用效果。例如，利用排水固結(jié)加固技術(shù)處理道橋工程軟土地基結(jié)構(gòu)，技術(shù)人員需要重點保障排水體間距設(shè)置的合理性，并且排水體要穿透土層結(jié)構(gòu)，如果應(yīng)用塑料排水板，要保障塑料排水板的埋設(shè)深度符合相關(guān)要求。如果地基結(jié)構(gòu)的排水板穩(wěn)定性較差，則應(yīng)當(dāng)借助土工格柵實現(xiàn)排水目標(biāo)。在施工過程中還應(yīng)當(dāng)借助大型設(shè)備對軟土地基進(jìn)行有效碾壓，及時排除路基結(jié)構(gòu)中的水分，提升路基固結(jié)效果。另外，技術(shù)人員開展施工情況的記錄統(tǒng)計時，要科學(xué)借助自動記錄儀設(shè)備，針對實際記錄分析的相關(guān)內(nèi)容要及時上交至相關(guān)部門進(jìn)行簽字確認(rèn)，從而增強各部門施工人員及管理人員的責(zé)任意識，提升施工效果。當(dāng)排水施工結(jié)束之后，技術(shù)人員要重點監(jiān)測施工沉降問題，確保地基結(jié)構(gòu)的實際沉降值符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，提升軟土地基的加固效果。

2.8 加載預(yù)壓處理法

路基設(shè)計中，需要對整個道橋使用時的最大承載范圍予以確認(rèn)，并基于這個承載范圍的最大值進(jìn)行路基強度設(shè)計。由于軟基無法達(dá)到相關(guān)要求，一般需要增加路基結(jié)構(gòu)，提高路基頂面性能。路基頂面與路面銜接，路面作用力會直接作用于路基頂面，軟基頂面無法承載負(fù)荷時，就會逐漸發(fā)生變形、偏移，造成沉降、塌陷等問題。在加載預(yù)壓處理技術(shù)中，可以通過對道路承載的科學(xué)合理計算，對路基需要承載的最大應(yīng)力做出準(zhǔn)確判斷，并以此為依據(jù)來增強路基頂面的性能。路基頂面施工時，按照最大承載力進(jìn)行預(yù)壓加載，也就是在路基施工中就考慮到后續(xù)的強度要求，從而模擬真實的道路壓力，檢測路基是否出現(xiàn)變形和沉降等現(xiàn)象。加載預(yù)壓技術(shù)，能夠在道路路基施工過程中，就隨時發(fā)現(xiàn)軟基問題并予以改進(jìn)。路基加載預(yù)壓時，軟基如果出現(xiàn)沉降，則要求施工單位對沉降后的路基進(jìn)行填充和夯實，然后再次進(jìn)行加載預(yù)壓，直至道路路基不再發(fā)生沉降和其他變形。由于這種技術(shù)可以較好防范軟基沉降對道路施工的影響，可以在路基施工中結(jié)合其他技術(shù)使用，提高軟基處理效果。

2.9 堆載或超載預(yù)壓施工

（1）預(yù)壓與超壓高度應(yīng)與圖紙要求相同；（2）預(yù)壓與超壓填筑都應(yīng)分層進(jìn)行，并逐層碾壓到要求的壓實度，使頂部達(dá)到平整，同時還應(yīng)設(shè)置2%左右的橫坡，以利于排水；（3）無論是路堤預(yù)壓還是橋梁超壓都需要確定適宜的預(yù)壓期，對預(yù)壓和超壓具體時間進(jìn)行適當(dāng)?shù)陌才?；?）嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)程的要求做好沉降觀測；（5）預(yù)壓過程中及時做好填筑補方，在填筑補方過程中注意不可一次性施加填補，每次補方實際填筑厚度不能超過規(guī)范要求的分層壓實厚度。實際施工中應(yīng)始終將重點放在如何保證砂墊層質(zhì)量上，嚴(yán)格按照圖紙進(jìn)行施工。

2.10 拋石擠淤

（1）因低洼地段的淤泥比較后，且這部分淤泥的含水量偏高，積水現(xiàn)場較為嚴(yán)重，排水難度大。針對這一情況，經(jīng)過研究后，決定采用片石拋填的方法處理，選用的片石直徑應(yīng)當(dāng)達(dá)到30 cm 以上。在軟土地基處理現(xiàn)場進(jìn)行片石拋填的過程中，應(yīng)當(dāng)依據(jù)現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求，從中間位置開始，逐步向兩側(cè)均勻攤鋪。若道路橫坡陡于1:10，則可從較低的位置處開始拋填片石。當(dāng)拋出的片石將大部分淤泥擠出后，可以用粒徑相對較小的石塊，對縫隙進(jìn)行填充，隨后通過重型壓路機碾壓，提高密實效果。壓實后，在其上鋪設(shè)反濾層，并填土。（2）按照設(shè)計好的拋石底腳，利用竹竿對坡腳位置進(jìn)一步明確，通過挖掘機沿著道路向開挖，配合推土機由淤泥的邊緣部位向深處逐級填筑。用于拋填的片石規(guī)格為30 cm 左右，不得使用尺寸過大的片石或腐殖石塊進(jìn)行填筑，當(dāng)拋石頂面比淤泥頂面高出20 cm 后，應(yīng)及時填筑石屑找平，再用振動壓路機碾壓密實，將淤泥從地基土體中徹底擠出。當(dāng)達(dá)到設(shè)計標(biāo)高后，再次填筑石屑，以刮板機找平。（3）當(dāng)待處理的地基全部用片石填筑完畢后，要對填筑高度、攤鋪寬度、夯擊壓實效果加以檢測，看是否達(dá)到設(shè)計和規(guī)范要求。所有檢查項目全部合格后，便可施工下道工序。（4）在拋石擠淤施工期間，為提高軟土地基處理效果，可采用相應(yīng)的技術(shù)措施降低地基內(nèi)部的含水率。由于待處理路段周圍積水的存在，導(dǎo)致該路段的土體受到長時間浸泡，從而加劇了軟土地基的惡化速度。處理時，受施工車輛荷載與夯擊設(shè)備的反復(fù)作用，導(dǎo)致土壤的力學(xué)性能下降。為解決這一問題，需要在其上加鋪土工格柵。

結(jié)語：

綜上所述，強化道橋施工中軟土地基加固效果，不僅能夠增強道橋工程地基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與承載力，還能提升道橋工程的施工質(zhì)量和綜合效益。為此，施工企業(yè)在開展道橋工程軟基加固處理時，要結(jié)合施工項目軟土地基的實際情況與具體施工要求，選擇最佳的軟基加固技術(shù)，優(yōu)化細(xì)節(jié)處理，強化施工監(jiān)管，從本質(zhì)上提升軟土地基加固處理的效果，增強道橋工程的安全性與穩(wěn)定性，保障道橋建設(shè)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的順利實現(xiàn)。