高戰(zhàn)博

摘要：隨著我國(guó)交通業(yè)的不斷發(fā)展，高等級(jí)公路建設(shè)也得到很大的提高。然而對(duì)于公路、橋梁等工程施工技術(shù)當(dāng)中，路橋過渡段的軟土地基問題變得越來(lái)越嚴(yán)重。很多路橋過渡段的軟土地基由于路基不均勻而產(chǎn)生沉降的危險(xiǎn)。本文將通過對(duì)路橋工程軟土地基的路基問題進(jìn)行原因分析，從而提出施工技術(shù)的設(shè)計(jì)方案以及詳細(xì)的施工工藝流程，進(jìn)一步改善路橋軟土地基路段的沉降問題。

關(guān)鍵詞：路橋施工；軟土地基；沉降；方案改進(jìn)；技術(shù)探討

中圖分類號(hào)：U416.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1674-3954（2013）21-0305-02

1 引言

所謂軟土地基就是指強(qiáng)度低、壓縮量較高的軟弱土層。由于軟土地基的土質(zhì)較為疏松，含有的粘土和粉土微粒過多，所以這些路基會(huì)較為松散。盡管大多數(shù)的軟土地基層都含有豐富的有機(jī)物質(zhì)，但是一旦路橋的地下水位升高，該路段所填的地基及路面就會(huì)由于穩(wěn)定性薄弱而發(fā)生沉降的可能。近年來(lái)，我國(guó)路橋的軟土地基沉降問題越來(lái)越嚴(yán)重，為了提高路橋的公路路基的穩(wěn)定性和承載能力，對(duì)軟土地基進(jìn)行處理刻不容緩。

2 路橋軟土地基沉降的原因分析

2.1 施工圖設(shè)計(jì)不標(biāo)準(zhǔn)

軟基路段由于地基沉降常常會(huì)引起橋頭跳車現(xiàn)象。其原因主要是施工圖設(shè)計(jì)不標(biāo)準(zhǔn)，采用的軟基處治理論計(jì)算方法和選用的計(jì)算參數(shù)與軟基實(shí)際情況存在一定差距，導(dǎo)致地質(zhì)鉆探布孔過少，對(duì)應(yīng)該作軟基處理的地段未作處理設(shè)計(jì)。另外，雨水侵蝕造成路堤填土流失和強(qiáng)度降低，而軟土地基的鉆探深度不夠，未能準(zhǔn)確探明軟基范圍和深度以及軟土的物理力學(xué)性質(zhì)，造成路橋過渡段路堤沉降。

2.2 軟土地基處理不合理。路堤失穩(wěn)

路基路面在車輛荷載以及自然因素的長(zhǎng)期作用下，會(huì)形成土基塑性變形的積累，但是對(duì)軟土地基的處理未夠充分，常常伴隨安全隱患，甚至導(dǎo)致路堤失穩(wěn)。就如海南的屏橋引道，雖然軟土采用砂并結(jié)合分級(jí)加裁預(yù)壓處理，路堤填土高度7m，南岸砂井施工完成后，僅填土到2.5m高（第一級(jí)加載）時(shí)就發(fā)生破壞，北岸在第三級(jí)填土完成時(shí)發(fā)生破壞。這就是由于軟土地基處理得不夠合理而使道路堤失穩(wěn)。

2.3 軟土地基路段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不周密

在臺(tái)背填土的情況下，地基對(duì)結(jié)構(gòu)物會(huì)有負(fù)摩阻力和縱向推擠作用的產(chǎn)生，導(dǎo)致橋臺(tái)變位引致?lián)p壞。對(duì)于一些軟土地基路段的過渡段工程處治措施有粗粒料填筑法、鋼筋混凝土過渡板（即搭板）和加筋土法等。有的甚至建議在有“硬殼層”的軟土地基的情況下，應(yīng)該利用好“硬殼層”的擴(kuò)散應(yīng)力效果，采用預(yù)壓措施，而不需對(duì)軟土地基進(jìn)行特殊處理，以保持填筑路堤的穩(wěn)定。末作加固處理但按規(guī)定施工的路段，雖然后來(lái)沉降較大，這些處理措施的主要目的是通過提高路基的整體強(qiáng)度，從而降低路橋問的剛度變化以及沉降差異，以減少路橋問的不平順，從而防治或避免路橋間跳車現(xiàn)象。

3 路橋軟土地基處理的施工方法

3.1 堆載預(yù)壓法

通過對(duì)路橋過渡段的路基路面的施工經(jīng)驗(yàn)可以分析出，要控制路橋過渡段的變形首先要嚴(yán)格控制過渡段內(nèi)路基的工后沉降量，所以，控制路基工后沉降以及路橋間差異沉降是變形控制主要目的。該法是在工程建設(shè)之前用大于或等于設(shè)計(jì)荷載的填土荷載，促使地基提前固結(jié)沉降以提高地基的強(qiáng)度，減少工后沉降。加固土樁是用某種專用機(jī)械將軟土地基的局部范圍（某一深度、某一直徑）內(nèi)的軟土。柱體用加固材料改良、加固而形成與樁問軟土的復(fù)合地基，當(dāng)強(qiáng)度指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求數(shù)值后，卸去荷載，再修建路面。路面設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)，由于道路下沉引起路面縱坡變化，要求搭板隨路堤沉降后傾角在1/200～1/300范圍內(nèi)變化。堆壓預(yù)處理之后，地基不會(huì)有大的固結(jié)沉降發(fā)生，可以利用路堤填土降低堆載的成本。施工填筑時(shí)，為了控制加荷速率應(yīng)采用分層分級(jí)施加荷載的方法，以避免地基發(fā)生剪切破壞，達(dá)到慢慢提高地基強(qiáng)度的效果。這個(gè)方法比較成熟，施工簡(jiǎn)單，對(duì)施工機(jī)械和材料沒有特殊要求。但因施工地軟土固結(jié)系數(shù)小，故軟土的排水固結(jié)時(shí)間較長(zhǎng)，工期也相應(yīng)較長(zhǎng)。如工期允許，可單獨(dú)使用；如工期緊，可結(jié)合其它方法一起使用。

3.2 真空預(yù)壓法

由于軟土地基路段含有較多的粉塵、微粒等松散有機(jī)物質(zhì)，需要用真空預(yù)壓法來(lái)進(jìn)行路橋軟土地基的加固，然后在地面鋪設(shè)砂墊層。因?yàn)槁坊Y(jié)構(gòu)型式不同，采用的橋臺(tái)剛度大的混凝土結(jié)構(gòu)也不同。常用的方法都會(huì)過渡到柔性的填土路基結(jié)構(gòu)和瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)，其強(qiáng)度不一致。因此，軟土地基處治時(shí)，各段不同強(qiáng)度之間需設(shè)置強(qiáng)度過渡段。并在其上覆蓋不透氣的密封膜使其與大氣隔絕，通過用真空裝置進(jìn)行抽氣，運(yùn)用物理學(xué)中的大氣壓強(qiáng)差的原理，把不透氣的密封膜里面的所有空氣排出，從而作用于軟土地基，這個(gè)方法并不會(huì)對(duì)軟土地基產(chǎn)生剪切的破壞，反而是有利于軟土地基的加固的。只有當(dāng)?shù)鼗哂凶銐虻某休d力，在路堤填土自重荷載與車輛荷載的聯(lián)合作用下不致破壞而產(chǎn)生較大的沉降時(shí)，土工合成材料的加筋才會(huì)產(chǎn)生明顯效果。僅僅是通過抽氣而不需要任何材料的堆砌，省去了加載和卸荷工序，縮短了預(yù)壓時(shí)間，省去了大量堆載材料所使用的設(shè)備，施工工藝均比較簡(jiǎn)單，無(wú)需大量的大型設(shè)備，便于大面積施工。

3.3 臺(tái)背路堤加鋪法

在路橋過渡段路基施工設(shè)計(jì)中，必須采用土工格柵技術(shù)，采用土工合成材料加筋路堤并不能提高地基承載力，也不能有效阻止地基沉降。因?yàn)樵诼窐蜻^渡段進(jìn)行土工格柵鋪設(shè)會(huì)有比較明顯的工程效果，因而在路橋過渡段地方路堤填高可以采用橋臺(tái)臺(tái)背回填再加上鋪設(shè)土工格柵的結(jié)構(gòu)形式。當(dāng)土工格柵與土一起承受車輛荷載和土體自身荷載的同時(shí)，土工格柵能使土體的抗剪強(qiáng)度得到充分發(fā)揮，約束土體的側(cè)向變形，地基條件應(yīng)保證路基的工后沉降≤10cm，沉降差小于5cm，沉降坡差≤0.4%的控制標(biāo)準(zhǔn)。通過控制路基填土的側(cè)向位移，增強(qiáng)路基的整體穩(wěn)定性，從而增大了路基的變形模量。橋頭引道路基工程中，常用的過渡段工程處治措施有粗粒料填筑法、鋼筋混凝土過渡板（即搭板）和加筋土法等。土工格柵跟路基填土之間會(huì)有摩擦作用，使得上部荷載可以在路基中再分配，因而橋臺(tái)臺(tái)背局部范圍土中的垂直應(yīng)力降低了，提高路基土體的承載力，從而沉降將會(huì)減少；由于水平鋪設(shè)的土工格柵具有彈性，在車輛荷載反復(fù)作用情況下，變形的累積不會(huì)產(chǎn)生或減少。土工格柵的設(shè)置間距和長(zhǎng)度應(yīng)滿足規(guī)范要求，通過計(jì)算確定。

3.4 換填墊層法

由于一些路橋的軟土地基層的路基并不是十分厚，在施工處理的過程中，可將路基面需要處理的范圍以下的部分軟弱、松散土層部分或全部挖除，若橋頭引道沒有軟土地基的情況存在，如果路橋過渡段的差異沉降以5cm作為控制標(biāo)準(zhǔn)，沉降坡差控制在0.4%，那么強(qiáng)度漸變段的長(zhǎng)度應(yīng)該要大于13m。然后換填強(qiáng)度較大的土或其它穩(wěn)定性能好、無(wú)侵蝕性的材料（通常是滲水性好的礫料）稱為換填或墊層法。又或者可以將路橋交界處的錯(cuò)落式沉降變成連續(xù)的斜坡式沉降。此法處理的經(jīng)濟(jì)實(shí)用高度一般為2～3m，如果軟弱土層厚度過大，則采用換填法會(huì)增加棄方與取土方量而增大工程成本。通過配置一些碎石墊層，大概是厚10cm，然后采用路拌法施工，其具體措施如圖1所示。

4 結(jié)束語(yǔ)

總的來(lái)說，對(duì)于路橋的軟土地基工程技術(shù)，應(yīng)該要保持定期和不定期相結(jié)合的安全檢查制度。建立登記、整改制度，在查出的隱患沒有排除前必須有可靠的防護(hù)措施，如有危及人身安全的情況，應(yīng)立即下令停止作業(yè)，待整改完成并經(jīng)驗(yàn)收合格后方能恢復(fù)施工，制定科學(xué)管理流程，保障每道工序質(zhì)量，就能避免或減輕路橋過渡段的不均勻沉降的問題，從而減輕甚至避免路橋軟土地基的沉降現(xiàn)象，提高路橋使用性能和使用壽命。

參考文獻(xiàn)

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