謝丹

摘 要：在公路橋梁等工程建設(shè)中，軟土地基的處理直接關(guān)系到工程的質(zhì)量。不同的施工技術(shù)存在著各自的應(yīng)用領(lǐng)域、各自的局限性和相互關(guān)系。為了達(dá)到設(shè)計要求、保證路面交通安全、合理進(jìn)行路基基礎(chǔ)建設(shè)，必須采取行之有效、合理的技術(shù)措施。

關(guān)鍵詞：公路橋梁；軟土地基；技術(shù)研究

中圖分類號：U416.1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2023）01-0027-03

0 引言

在我國市政公路橋梁工程建設(shè)中，軟土地基是一個備受關(guān)注的內(nèi)容。軟土地基情況存在著較為凸顯的復(fù)雜性和特殊性，需要進(jìn)行科學(xué)合理的加固處理，才能滿足工程建設(shè)需求。近年來，公路橋梁工程得到了快速發(fā)展，并取得了良好的效果。我國公路橋梁工程的建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，為城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。在施工過程中，尤其是在軟土基礎(chǔ)上，必須進(jìn)行有效的治理，方能進(jìn)入下一階段的施工。

1 公路橋梁工程中軟土地基的施工原則

1.1 經(jīng)濟(jì)性原則

在公路橋梁工程中，軟土地基處理必須遵循經(jīng)濟(jì)原則。工程設(shè)計人員和管理人員必須合理規(guī)劃，注重經(jīng)濟(jì)因素，減少人力、物力、財力和時間的投入，以全面提高工程效果。在軟土地基處理中，工程建設(shè)單位要盡可能以更低的工程建設(shè)投入來增強(qiáng)軟土地基的強(qiáng)化效果。同時，建筑企業(yè)還要從環(huán)境污染角度出發(fā)，選用對自然環(huán)境影響不大的工程技術(shù)和施工材料，以達(dá)到保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境的目的[1]。

1.2 因地制宜原則

在公路橋梁工程中，軟土地基必須按照因地制宜的原則進(jìn)行，設(shè)計單位應(yīng)根據(jù)場地的地質(zhì)、水文情況，采取科學(xué)、合理的方法進(jìn)行地基處理。在實際工作中，現(xiàn)場勘測人員要對工程區(qū)域的軟土基礎(chǔ)進(jìn)行調(diào)查，確定其分布區(qū)域和深度，選擇合適的施工方法，以提高工程的技術(shù)效果。同時，要樹立“以防為主、防治并舉”的建設(shè)觀念，在工程建設(shè)中要做好風(fēng)險預(yù)測，并制定相應(yīng)的對策。

2 公路橋梁工程施工中軟土地基處理存在的問題

2.1 工程設(shè)施陳舊

目前，在我國城市建設(shè)中，由于地質(zhì)條件的復(fù)雜性，在公路橋梁工程中，往往會產(chǎn)生大量的軟土地層。目前軟土地基處理技術(shù)已有一定的發(fā)展，但相關(guān)的施工設(shè)備還不完善，部分工程機(jī)械不能進(jìn)行定向施工，或在施工過程中會受軟土地基制約，影響公路橋梁的正常建設(shè)。

2.2 處理措施不合理

軟土地基的基本特征是壓力小，壓縮性能小。在進(jìn)行地基處理時，應(yīng)充分認(rèn)識地基的真實特性，并依據(jù)土壤含水率、有機(jī)質(zhì)含量采取適當(dāng)?shù)闹卫泶胧?。但部分單位在軟基路段施工中，往往會盲目地采用不同的填筑方法，從而對軟土地基的治理產(chǎn)生不利影響。

2.3 土層結(jié)構(gòu)變化

在軟土地基工程中，土層結(jié)構(gòu)也會對其穩(wěn)定性產(chǎn)生一定影響。例如，在高速公路施工中出現(xiàn)松散、壓實系數(shù)偏小的情況。在施工期間遇到雨季，土層含水量過大，導(dǎo)致土質(zhì)松軟、地基下沉，會對施工進(jìn)度產(chǎn)生較大影響。在公路橋梁工程中，軟土地基的處理是非常關(guān)鍵的，其施工質(zhì)量直接影響到整個工程的工期，所以必須根據(jù)具體的施工條件選擇最適合的方法，來控制軟土地基對橋梁工程施工質(zhì)量產(chǎn)生的影響[2]。

2.4 軟土地基施工問題

2.4.1路面侵蝕問題

軟土地基以軟土為主，其含水量大，內(nèi)部孔隙率高，導(dǎo)致其抗壓強(qiáng)度較低，壓縮變形較大，對工程建設(shè)有較大影響。現(xiàn)在很多的高架橋工程，都采用了經(jīng)過特殊工藝處理的水泥和砂礫，但長期暴露在空氣中仍會對路面造成一定的腐蝕，從而對橋梁的施工和工程的整體質(zhì)量造成很大的影響。

2.4.2 路面沉降問題

在路基工程中，地面沉降是一個非常常見的問題，在施工過程中，由于各種原因，如果不能按照施工計劃進(jìn)行，就會導(dǎo)致路基的沉降。針對上述問題，施工單位要采取行之有效的措施，避免工程質(zhì)量受到影響。但由于工作人員的專業(yè)水平存在差異，在處理路基基礎(chǔ)壓實問題時，不能保證施工質(zhì)量和穩(wěn)定性，導(dǎo)致對軟土地基的處理不符合要求，從而使公路橋梁出現(xiàn)垮塌、斷裂等問題。

3 公路橋梁施工中軟土地基處理技術(shù)應(yīng)用

3.1 換填技術(shù)

在公路橋梁工程中，一些地區(qū)的軟土地基分布比較稀疏，軟土厚度比較淺，采用換填技術(shù)，將原有的軟土層全部清理干凈，再進(jìn)行基礎(chǔ)材料的置換，能增加基礎(chǔ)的承載力。

3.1.1 開挖換填法

開挖換填法是利用淤泥清理軟土地基，將原有含水量低的軟土改作水泥土、灰土和砂土。在完成土層置換后，施工方要進(jìn)行壓實工作，對土層的壓實度進(jìn)行檢查，以全面改善工程質(zhì)量。采用開挖換填法，可從根本上解決軟土地基問題，全面提升其承載力。一般采用開挖換填法，先用天然砂礫代替軟粘土，然后進(jìn)行試驗，分層填筑，分層壓實，以防止路基塌陷等問題。

3.1.2 拋石擠淤法

在軟土地基上，可以采取拋石法進(jìn)行碾砂。此方法適用于低洼軟土施工區(qū)，可解決施工區(qū)機(jī)械設(shè)備難以到達(dá)的難題，加速排水，全面改善軟土地基的施工質(zhì)量。在采用此方法時，要利用建筑機(jī)械把路基中央的碎石往兩邊推，以擠壓淤泥，增強(qiáng)基礎(chǔ)的強(qiáng)度。在拋石法中，選用不容易風(fēng)化的砂礫，碎石的尺寸應(yīng)該在0.15 m以上，以便擠壓淤泥，增強(qiáng)基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。在采用該技術(shù)時，施工機(jī)械要加強(qiáng)對現(xiàn)場環(huán)境的調(diào)查，并對采用拋石法進(jìn)行壓實的可行性進(jìn)行深入的分析，防止對周邊建筑物造成不良影響。

3.1.3 爆破排淤法

采用爆破排淤法可以將淤泥排出，從而達(dá)到治理軟土地基的目的。為了進(jìn)一步增強(qiáng)爆破強(qiáng)度，可以通過加大碎石的堆壓，使其在工程中得到最大程度利用。在工程建設(shè)中，采用爆破排泥法進(jìn)行多次開挖，避免一次開挖。爆破排泥法會對周邊環(huán)境造成一定的影響，因此，應(yīng)當(dāng)事先做好相應(yīng)的防范措施。

3.2 排水施工處理技術(shù)應(yīng)用

在公路橋梁軟土地基工程中，排水工程處理技術(shù)，可按工程需要選用中砂或粗砂。將埋設(shè)于軟土地基中的鋼管按自上而下的原則分層壓實，并將全部樁孔填入砂石。如果在道路橋梁建設(shè)過程中，遇到了粘質(zhì)土壤，可以通過打樁的方法來形成壓實土層，將砂粒充分填滿，就可以形成砂樁。由于軟土地基中水分含量高，如果排水措施不當(dāng)，將會對橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定產(chǎn)生不利影響，從而導(dǎo)致路基崩塌。對此可以采取豎向排水法，即在軟土地基上施加重力，從而壓縮土壤中的水分，增強(qiáng)其強(qiáng)度，達(dá)到更好的加固效果。在安裝排水管道時，要確保它正常運(yùn)行，防止砂石阻塞排水管道[3]。

3.3 砂墊層

在處理軟土地基施工時，應(yīng)嚴(yán)格控制墊層的處理，確保墊層厚度在合理范圍內(nèi)。要加強(qiáng)土壤的排水，防止雨水長期侵蝕。在進(jìn)行砂墊處理時，必須嚴(yán)格地控制機(jī)械設(shè)備的工作性能和使用效果。機(jī)械與地面的接觸力要保持在合理的水平，并對設(shè)備的操作進(jìn)行實時監(jiān)測，以保證各接線均能滿足要求。對設(shè)備的偏心狀態(tài)進(jìn)行檢驗，以保證軟土地基的表面強(qiáng)度得到明顯的改善。為了避免因材料的浪費(fèi)，造成工程造價的上升，應(yīng)確保砂墊層的工作質(zhì)量。在選擇砂墊材料時，選用化纖無紡布為宜，以防止基礎(chǔ)，達(dá)到控制軟基沉降的目的。從而達(dá)到更好的工程效果。

3.4 化學(xué)加固處理技術(shù)

所謂化學(xué)加固技術(shù)，就是利用特殊的機(jī)械設(shè)備，將石灰、水泥等化學(xué)物質(zhì)與軟質(zhì)土壤進(jìn)行混合，通過化學(xué)反應(yīng)，使土壤中的水分得到有效地吸收，從而增強(qiáng)地基的抗壓強(qiáng)度。在軟土中摻入化學(xué)物質(zhì)，能有效地阻止?jié)駳獾臐B入和地基的沉陷，為以后的高速橋梁施工打下了堅實的基礎(chǔ)。

常見的化學(xué)加固處理工藝在含有高有機(jī)質(zhì)和高含硫量的土壤中，其加固效果并不理想。

常用的化學(xué)強(qiáng)化處理技術(shù)有三種：一是硅化加固處理技術(shù)。即用金屬澆筑管道向基礎(chǔ)上注入硅酸鈉溶液，或依次向基礎(chǔ)上注入硅酸鈉和氯化鈣。二是堿液加固處理技術(shù)，即將堿性溶液注射到地基中，與土壤發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使它自身粘合，達(dá)到穩(wěn)定效果。通過在軟土地基中加入堿溶液，使其溫度達(dá)到一定程度，從而改善處理效果。三是電化學(xué)技術(shù)，即在軟土地基上插上幾根金屬電極棒，通過引入直流電，將濕氣從陰極中排出，從而改善土壤的固結(jié)性。不過，這種技術(shù)成本太高，需要經(jīng)過大量的實驗，才能大規(guī)模應(yīng)用。另外，在采用上述方法進(jìn)行強(qiáng)化處理時，要注意不能有大石塊、樹根、管道等障礙，否則會影響工程施工。

3.5 擠密法

在采用擠密法時，需通過在軟土中添加一定數(shù)量的砂石粉末，以彌補(bǔ)松軟土層中的土粒間距，再利用壓路機(jī)壓實。通過對軟土進(jìn)行長期粉碎、壓縮，可以使其與土壤粒子充分粘合，從而改善軟土的平整度和穩(wěn)定性。通過對工程實踐分析發(fā)現(xiàn)，采用壓縮方法可以改善軟土地基的整體承載能力，改善道路的穩(wěn)定性，并可以減少后期的養(yǎng)護(hù)，減少整體維修費(fèi)用，防止重復(fù)建設(shè)。但它對壓實機(jī)的應(yīng)用要求較高，砂礫與碎石的混合工藝十分復(fù)雜。在混砂過程中，一旦發(fā)生裂縫，路面就會發(fā)生沉降。

3.6 水泥攪拌軟基施工技術(shù)

在水泥建筑攪拌過程中噴泥時，水泥與土壤會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而增加混凝土的硬度。高速公路橋梁工程施工時，應(yīng)嚴(yán)格按照有關(guān)技術(shù)規(guī)程進(jìn)行混凝土配制?；炷翑嚢铇兜淖冃我凑找?guī)范要求進(jìn)行合理的調(diào)整。在施工前，必須對場地的基本情況進(jìn)行分析，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐耐寥罓顩r，選擇合適的混凝土攪拌樁的施工方案。根據(jù)相關(guān)資料，確定、匯總進(jìn)度，并對總體建設(shè)方案進(jìn)行調(diào)整。在淤泥和土壤中，水泥混合工藝應(yīng)僅限于對泥炭和淤泥的加固。

3.7 粉體攪拌施工處理技術(shù)應(yīng)用

在公路橋梁工程中，采用粉體攪拌是解決軟土地基問題的有效方法。這就要求采用專用的機(jī)械對粉狀物質(zhì)進(jìn)行強(qiáng)化，同時采用輸送和擠壓的方式，使地基中的土壤發(fā)生化學(xué)和物理反應(yīng)，提高樁基的強(qiáng)度，并改善地基的力學(xué)性能。粉體攪拌技術(shù)所需建設(shè)費(fèi)用低，無需大型設(shè)備，建筑操作相對來說比較簡單，而且不會產(chǎn)生更多的環(huán)境污染。該方法能有效增強(qiáng)路基的穩(wěn)定性，為以后的工程建設(shè)打下良好的基礎(chǔ)。另外，在工程實踐中，采用粉體材料進(jìn)行粉體攪拌，能有效地控制土體的側(cè)向壓力，保證工程質(zhì)量。

3.8 碎石樁施工處理技術(shù)應(yīng)用

軟土地基的碎石樁法基本原理是利用沖擊與振動來提高軟土地基的力學(xué)性能。在軟土地基的表層及內(nèi)側(cè)，應(yīng)先設(shè)孔洞，再填入砂礫，加入合適的膠結(jié)劑，以提升軟土地基的承載力，增強(qiáng)軟土地基的穩(wěn)定性。在這個工藝過程中，柱體的粘度比較高。當(dāng)整體硬化后，在軟土地基上形成一層墊層，以保證其穩(wěn)定性。

3.9 強(qiáng)夯技術(shù)

強(qiáng)夯技術(shù)是通過對軟土地基進(jìn)行外力改造，從而使軟土地基的整體性能得到改善。強(qiáng)夯法具有操作簡單、實用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。在施工前，先測量軟土地基的含水率和空氣含量，使兩者達(dá)到設(shè)計要求后，方能采用強(qiáng)夯法。施工中，施工人員需要平整場地，墊層鋪設(shè)，夯點(diǎn)放線定位，進(jìn)行高程測量。在采用強(qiáng)夯工藝時，要先選用小型機(jī)械，將土壤中的濕氣擠出，再采用中等強(qiáng)度的機(jī)械，將土壤中的殘余氣體和濕氣全部排出。強(qiáng)夯施工必須遵循“先深后淺”的施工次序，即先進(jìn)行深層土的加固，再進(jìn)行表層土的加固。

4 公路橋梁施工中軟土地基的勘測

4.1 軟土地基的監(jiān)測

在進(jìn)行路基填筑過程中，需對軟土地基段的沉降、變形情況、地面、土壤垂直位移情況進(jìn)行監(jiān)測。在軟土地基的監(jiān)測中，應(yīng)盡量采用分層沉降標(biāo)記，采用測斜儀進(jìn)行橫向位移監(jiān)測，以保證路基的施工質(zhì)量。

在土質(zhì)路塹區(qū)設(shè)置2～3個沉降觀測段，橫截面間距為50 m，若工程建設(shè)條件較好，則可將其提高至100 ?m。將基礎(chǔ)床設(shè)置為上層，底層為預(yù)應(yīng)力路基，在總路線中央設(shè)置一個沉降觀察樁，采用半球型鋼頭觀察站，專門處理裸露在5 mm以上的混凝土表面，防止鋼筋表面生銹。

4.2 沉降形變觀測

在監(jiān)測期間，要嚴(yán)格按照相關(guān)的公路橋梁檢驗規(guī)范，把測量結(jié)果錄入計算機(jī)，進(jìn)行數(shù)據(jù)備份和存儲，完善監(jiān)測記錄。一旦發(fā)現(xiàn)異常，要立即通知相關(guān)部門，盡早采取相應(yīng)的處理措施。我國公路橋梁軟土地基工程施工管理規(guī)范規(guī)定，沉降值不得超過300 mm。

5 結(jié)語

隨著城市化進(jìn)程的加快，公路橋梁建設(shè)技術(shù)得到了飛速發(fā)展，各類新技術(shù)得到了飛速發(fā)展，同時也使公路橋梁建設(shè)的質(zhì)量得到了極大的改善。若土壤含水量大、滲水性差、穩(wěn)定性差，將導(dǎo)致地面塌陷。工程建設(shè)單位要加強(qiáng)對軟土地基的分布范圍的調(diào)查，了解其土體結(jié)構(gòu)，合理地選用相應(yīng)的處理措施。為確保不同工藝的施工效果，需要現(xiàn)場測試各種工藝的效果，并根據(jù)實際情況選用合適的施工工藝，以提高軟土地基的承載能力。

參考文獻(xiàn)

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