董明

山東省棗莊市嶧城區(qū)公路事業(yè)發(fā)展中心，中國·山東 棗莊 277300

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，公路橋梁工程的日益擴(kuò)大，在公路橋梁工程施工中會(huì)出現(xiàn)不同地質(zhì)現(xiàn)象，包括軟土地基等比較普遍的地面結(jié)構(gòu)，如果是不能對(duì)軟土地基加以有效管理，將會(huì)給公路橋梁工程造成不良影響，如下陷和裂縫，進(jìn)而對(duì)人員、交通工具產(chǎn)生危害。由此，對(duì)公路橋梁工程軟土地基的處理工藝加以歸納，以便在具體工程建設(shè)中結(jié)合具體情況選用的處理工藝，保障公路橋梁工程的質(zhì)量。

公路橋梁工程；軟土地基施工技術(shù)；應(yīng)用

1 引言

地基的處理對(duì)于公路橋梁的安全性和可靠性至關(guān)重要，在公路橋梁施工中，需要精確的檢查和控制，確保地基的牢實(shí)和安全。軟土地基的施工尤其困難，因此，必須對(duì)其進(jìn)行全面的土壤檢查，確定其土壤類型，進(jìn)行土壤結(jié)構(gòu)的分析，從而確定地基的安全和可靠。

2 軟土地基施工的特點(diǎn)

目前，隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)節(jié)奏不斷加快，世界各地間的經(jīng)濟(jì)貿(mào)易往來也更加緊密，對(duì)公路橋梁工程的科學(xué)建設(shè)提出了更高的技術(shù)要求。長期以來，中國政府高度重視公路橋梁工程行業(yè)的科學(xué)發(fā)展，相繼提出并進(jìn)行了許多重要戰(zhàn)略方針研究，在建設(shè)公路橋梁工程方面作出了可喜的成績，并積累了大量而重要的工程建設(shè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為經(jīng)濟(jì)持續(xù)高質(zhì)量的增長打下了扎實(shí)的技術(shù)根基。但公路橋梁建設(shè)的軟土地基工程對(duì)施工技術(shù)人員要求很高，如果對(duì)軟泥基管理不善，就非常容易發(fā)生路面建設(shè)病害現(xiàn)象。所以總的來說，軟土地基工程建設(shè)主要存在著以下特點(diǎn)：①地面變化較大。軟土地基抗剪切能力較弱，其承載能力比較薄弱，在外部應(yīng)力的影響下更易產(chǎn)生巨大變化，不利于建立穩(wěn)固的地基[1]。②下沉不均勻。軟土地基形成較為復(fù)雜性，軟土層中含有的礫石或粉土孔隙不一，凝結(jié)作用的差異明顯，時(shí)常會(huì)產(chǎn)生不均勻沉降，使公路工程地基存在著很大的潛在安全隱患。③壓縮性很高。經(jīng)科學(xué)研究證實(shí)，由于軟弱土壤的含水率很大，一般土壤的最多孔隙度也很大，因此單位軟土地基的最大壓縮系數(shù)是一般土壤的2～5 倍以上，在內(nèi)部荷載的影響下，非常容易產(chǎn)生很大的變化，從而產(chǎn)生了重大安全事故。

3 公路橋梁施工中軟土地基施工的必要性

公路橋梁對(duì)國家交通運(yùn)輸?shù)闹匾饬x也是不言而喻的，因?yàn)槲ㄓ斜ＷC了公路橋梁的工程質(zhì)量安全，才能使得后面的工作能夠有條不紊地進(jìn)行。所以當(dāng)施工人員在對(duì)路面進(jìn)行澆筑工作時(shí)，面對(duì)軟土地基時(shí)就必須要做出準(zhǔn)確的處理，稍有疏漏就將會(huì)對(duì)施工的速度產(chǎn)生障礙，進(jìn)而使得工程質(zhì)量無法得以保證。同時(shí)公路橋梁密實(shí)性、公路的表面都可能由此損壞，從而導(dǎo)致路面變硬并且下陷，從而減少了公路橋梁的使用壽命。由于軟土地基的組成材料大都由疏松沙，大孔隙泥炭，細(xì)疏松土等所構(gòu)成，而這些物料通常都是有著高含水率、強(qiáng)壓縮性的特點(diǎn)，因此將在一定程度上制約著公路橋梁的總體壓實(shí)率。也就是壓實(shí)程度并沒有達(dá)到相應(yīng)的水平，這樣造成在軟土地基的含水率與通透性方面也有著嚴(yán)重的缺陷，公路橋梁上的排水體制也有著突出的問題，如果出現(xiàn)了降雨天氣也將導(dǎo)致項(xiàng)目建設(shè)的進(jìn)行影響到了路面的正常工作，進(jìn)而也會(huì)導(dǎo)致了工程質(zhì)量出現(xiàn)轉(zhuǎn)變，質(zhì)量的優(yōu)劣也直接決定了公路橋梁的使用壽命，如果不能很好地對(duì)地面進(jìn)行雨水滲透和沖刷的保護(hù)，將會(huì)給工程質(zhì)量埋下了隱患，對(duì)交通安全也有著極大的危險(xiǎn)性。

由于軟土地基形式的差異，在基礎(chǔ)工程施工時(shí)所采用的特點(diǎn)也不盡相同，因此許多地面在實(shí)際應(yīng)用的流程中都會(huì)產(chǎn)生不同的道路硬化情況，這并不算最重要的缺陷，而最重要的問題便是在下雨天會(huì)導(dǎo)致公路橋梁表面產(chǎn)生水土流失的情況，進(jìn)而削弱了軟土地基的硬度，使公路橋梁的表面產(chǎn)生了大量的下陷，工程品質(zhì)也沒有保證。公路橋梁工程施工時(shí)普遍采用的施工材料為水泥與混凝土，雖然這種施工材質(zhì)較能增加工程的施工效果與利用功能，但是比較容易產(chǎn)生問題的材料，其穩(wěn)定性也就相對(duì)地較為脆弱，會(huì)導(dǎo)致所采用的工程產(chǎn)生斷裂和硬化的情況，而一旦公路橋梁采用了軟土地基技術(shù)，則將會(huì)提高此類問題的嚴(yán)重性[2]。

4 公路橋梁施工中軟土地基施工技術(shù)的應(yīng)用

4.1 軟土表面處理

一般來說，軟土地不是太厚的土壤，可通過墊板、預(yù)壓型或排水的方式加以解決。墊板方法一般是處理了原來的軟弱土壤，再用硬度較好、耐腐蝕和安全性較好的建筑材料加以回填，保證土壤硬度達(dá)標(biāo)。墊層技術(shù)通常應(yīng)用在軟化后土層不大于3m 的土壤，但是如果土層過厚，使用這個(gè)技術(shù)將影響到開挖效果；預(yù)壓法主要是利用將高壓力填土堆放在軟土上，從而提前下沉土層，使得土壤下沉的深度達(dá)到了施工需要；排水方法則主要是針對(duì)含水率相對(duì)較高的軟弱土壤，通過地表進(jìn)行沖刷等方法，對(duì)土壤的水分進(jìn)行排出，從而使得土壤含水率滿足需要并完成了回填。

4.2 敷料施工技術(shù)

針對(duì)那些存在變形裂縫、不均勻下沉等特征的軟弱地層，敷料施工技術(shù)具有較大的耐壓性和穩(wěn)定性能，能保證填土負(fù)荷和設(shè)備的作用，也可以解決土壤不均勻下沉和側(cè)向變形等特殊情況，從而提高了地基的保障力。敷料的選擇，通?？梢赃x擇玻璃纖維格柵等條帶型加筋材質(zhì)，以提高與土壤摩擦力，然后再對(duì)表面進(jìn)行瀝青浸漬，鎖定將土石料層固化于柵極內(nèi)，以保證其不會(huì)出現(xiàn)側(cè)向變形等現(xiàn)象，從而增加了土壤的整體穩(wěn)定性。

4.3 化學(xué)加固施工技術(shù)

對(duì)軟粘土含量較大的土壤，使用單純的敷料法無法有效改善土壤的硬度，因此也可以添加某些化學(xué)制劑改善軟土層的特性，通常可以使用富含化學(xué)物質(zhì)的混凝土、硅灰等和水玻璃混合液法?；炷涟韬头?，主要是通過對(duì)軟黏土和水泥矽灰等進(jìn)行拌和，混凝土和矽灰能夠吸附土壤中的水分，進(jìn)而產(chǎn)生穩(wěn)定土壤的效果，最后再將巖石與地層軟土膠結(jié)，通過這種方式可以產(chǎn)生硬度較高、穩(wěn)定性較強(qiáng)的土地，進(jìn)而改善土壤地層強(qiáng)度。另外，也可使用旋噴土法強(qiáng)化土壤，利用干粉劑噴灑機(jī)械，或高壓噴灑注漿的器具等噴灑成灰土樁，最后產(chǎn)生復(fù)合地基，從而改善土壤的強(qiáng)度，保證在橋上時(shí)與路基保持平衡，從而減輕了地面的下陷問題。這種方式在土壤含水率相對(duì)很大，而又無法直接去除的軟弱土質(zhì)施工中也比較適合。另外，還可通過硅化法加固，利用水玻璃混合液固定以軟化土壤。該種固定方式的施工成本也相對(duì)較高，但通常適合于水滲透系數(shù)較大的軟弱土質(zhì)[3]。

4.4 真空預(yù)壓法

一是在軟土結(jié)構(gòu)上鋪設(shè)砂漿墊板，成為水平排放體；二是在水平排水墊層中鋪設(shè)過濾管，并將過濾管成條狀布置，過濾管材質(zhì)一般為塑料或鋼材，孔徑尺寸選擇在8～10mm，過濾孔寬度尺寸一般為5cm；三是鋪上密封性良好且數(shù)量較多的聚氯乙烯薄膜，以確保操作密封性，通常情況下可在上鋪一層；四是真空管道設(shè)計(jì)，確保管道連接條件較好，密封性也較強(qiáng)；五是啟動(dòng)離心式水泵并開始真空喘氣，以增加在密閉層中的最大真空度壓力中，促進(jìn)建筑物排水膠結(jié)，具體而言，可控制密閉層的真空度達(dá)到73kPa，使用時(shí)限一般限制在五天之內(nèi)；六是全部作業(yè)時(shí)，對(duì)于離心式泵、密閉層和真空管道狀況的有效觀察，準(zhǔn)確了解土壤不同深度下的真空量、土壤地表下沉量、土壤下沉的狀況。真空預(yù)壓法作業(yè)時(shí)限短，技術(shù)簡(jiǎn)便，適合大規(guī)模作業(yè)施工。這一方法使用于飽和軟黏土地基，一旦施工現(xiàn)場(chǎng)的透水層過厚，將無法用真空預(yù)壓法加以解決。

4.5 換填法技術(shù)

現(xiàn)階段的軟土地基施工技術(shù)運(yùn)用，已經(jīng)告別了過去粗放、極端的管理模式，而可以根據(jù)地基的特性，來運(yùn)用各種的技術(shù)方案、手段，這就對(duì)公路橋梁的施工技術(shù)水平提高，做出了更多的保證。換填法工藝也是較為常見的技術(shù)手段，但同樣在本身的科學(xué)技術(shù)濃度上也相當(dāng)高。而這個(gè)方法的運(yùn)用，重點(diǎn)就是對(duì)軟弱土進(jìn)行更有效的處理，并且選擇了一種非常穩(wěn)固的土層進(jìn)行填處理，這不但可以在換填處理的效率上提高，而且同樣也對(duì)軟土地基的特性進(jìn)行了良好的轉(zhuǎn)變。通常，都會(huì)采用隨時(shí)的應(yīng)用來換填處理，而這種運(yùn)用的最大優(yōu)點(diǎn)就是既可以對(duì)軟土地基的穩(wěn)定性進(jìn)行改善，又同樣可以在鞏固基層的功效上不斷加強(qiáng)。不過，對(duì)于換填處理技術(shù)的運(yùn)用，多數(shù)情形下都是在軟土地基施工還缺乏顯著效果的地方才會(huì)運(yùn)用。因此換填管理工作的實(shí)施十分關(guān)鍵，必須借助硅灰粉末、粉煤灰等的有效應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)，而且還要在排水的能力方面提高。換填處理技術(shù)針對(duì)各種形式的軟土地基有很大的適應(yīng)癥，因此可以在對(duì)軟土地基施工的具體功效實(shí)現(xiàn)上，提供比較多的保證[4]。

4.6 注漿技術(shù)

在軟土地基上修建公路橋梁，通常都會(huì)采用許多復(fù)雜的工藝和程序進(jìn)一步提高土地的柔韌性，進(jìn)而增強(qiáng)地面的穩(wěn)定性。注漿技術(shù)是一種常常在施工過程中所使用的技術(shù)手段，通常是應(yīng)用于某些基礎(chǔ)堅(jiān)硬性能不好的地段，尤其是在銜接地段，可以透過使用大量較硬的膠凝形式的試樣加以施工，可以在總體上提升基礎(chǔ)水平，以便于達(dá)到穩(wěn)定基礎(chǔ)質(zhì)量的目的。而采用此方法便可以改變軟土地基的自身狀態(tài)，另外還可設(shè)置出一些隔水層，將地下水和泥土之間加以隔離，以保證公路橋梁在施工過程中或在剛投入使用時(shí)擁有相應(yīng)的安全保護(hù)，因而降低了出現(xiàn)坍塌等風(fēng)險(xiǎn)情況的概率。

4.7 深層石灰攪拌樁技術(shù)

公路橋梁施工中軟土地基一旦具備較優(yōu)異的塑性特征指數(shù)，則應(yīng)該運(yùn)用深層石灰攪拌樁技術(shù)，通過使用石灰固化劑，利用石灰和軟泥在拌和過程中產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)，以獲得較有效的塑性平衡效應(yīng)。而運(yùn)用此技術(shù)還能夠?yàn)樘嵘A(chǔ)剛度和整體承載能力提供了有力保證，從而避免了公路橋梁施工中因?yàn)橥寥绬栴}所產(chǎn)生的沉降現(xiàn)象。此外，通過運(yùn)用深層石灰攪拌樁技術(shù)，還能夠在一定程度上大大降低公路橋梁施工生產(chǎn)成本，同時(shí)此應(yīng)用技術(shù)的操作也較為簡(jiǎn)便。在實(shí)際操作深層石灰攪拌樁技術(shù)時(shí)需要注意以下幾點(diǎn)：首先，空氣壓縮機(jī)、攪拌樁機(jī)等主要施工器具均為施工單位所需要配備的重要機(jī)具；其次，施工企業(yè)必須在軟土地基中鋪設(shè)礫石材料，而在路面或橋梁施工過程中，一旦地面表殼偏薄，那么為防止軟土地基工程質(zhì)量問題，就必須在軟土地基中摻入砂礫等原材料，以保證地面強(qiáng)度；最后，施工企業(yè)還必須科學(xué)調(diào)整摻灰用量，以保證該項(xiàng)工程技術(shù)的使用效果，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)土樣進(jìn)行了收集分析，以達(dá)到對(duì)石灰摻入用量的合理限制[5]。

4.8 加載技術(shù)

為了防止軟土地基發(fā)生沉降情況，可以通過使用加載法來提高地面基礎(chǔ)的硬度與承載力，以便降低由于路基沉降所產(chǎn)生的影響。在通常情況下，解決地面膠結(jié)與下沉問題的方法主要包括了提升地基總壓、減少地面間隙與用水壓力等方法，在其中，提升地基總壓主要依托提升了地面的水壓力，并通過大氣壓的變化進(jìn)行逐漸增加，從而實(shí)現(xiàn)了地面膠結(jié)的目的。如果在軟土地基的上部還存在著混凝土土層時(shí)，則可以使用地下水排斥法，來降低對(duì)周圍環(huán)境的沖擊。由于加載法的運(yùn)用與荷承載能力和沉降能力等因素有著緊密聯(lián)系，當(dāng)進(jìn)行路基鋪設(shè)作業(yè)時(shí)，通過采用加載法可以有效減少路基下沉的情況發(fā)生。為了逐步改善，地基承載力以及安全性方面，應(yīng)將加載法和緩速裝載方法進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合。另外，在公路橋梁施工的過程中，為全面了解路基沉降的各種因素之間的相互作用關(guān)系，可通過觀測(cè)工程施工狀態(tài)，以便于對(duì)基礎(chǔ)預(yù)載后的剩余沉降量加以確定，從而避免了由于基礎(chǔ)的破壞所導(dǎo)致引發(fā)風(fēng)險(xiǎn)[6]。

5 結(jié)語

綜上所述，軟土地基施工技術(shù)是公路橋梁建設(shè)進(jìn)程中不可缺少的環(huán)節(jié)之一，不僅是對(duì)公路橋梁工程質(zhì)量產(chǎn)生直接的作用，更是對(duì)施工企業(yè)技能與水平的嚴(yán)峻考驗(yàn)。所以在公路橋梁建設(shè)中要加大對(duì)軟土地基施工技術(shù)的研究與運(yùn)用，這可以在一定程度上減少路基硬化與下沉，從而有效提高了軟土地基的硬度，并提高了公路橋梁工程的使用壽命。