關(guān)于道路橋梁施工中軟土地基處理技術(shù)的應(yīng)用探討

李朝陽

【摘要】在一定程度上，道路和橋梁的建設(shè)代表了一個城市的發(fā)展歷程。因此，許多城市都在積極推進(jìn)路橋建設(shè)，而軟土地基施工是整個路橋建設(shè)過程的核心。軟土路基主要是指道路和橋梁上含有大量水分的土壤，在地表形成吸附水體，這個吸附水層可以擠出現(xiàn)有的水分，確保道路橋梁工程的整體質(zhì)量。軟土具有天然空隙大、滲透性低、含水率高的特點，這些特點給地基施工增加了一定的復(fù)雜性。如果初期沒有相應(yīng)的勘察設(shè)計和應(yīng)對方案，地下水位上升、持續(xù)降雨、地震等外部因素會造成地基質(zhì)量問題，造成路堤失穩(wěn)，使周圍環(huán)境和建筑物處于危險之中。加之我國南部沿海城市軟土層分布廣泛，數(shù)量眾多。進(jìn)一步提高路橋工程項目軟土地基施工的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化水平，是提高我國目前路橋工程施工質(zhì)量和安全系數(shù)偏低的有效措施。因此，在特殊道路橋梁施工中，應(yīng)高度重視軟土地基施工技術(shù)的管理，合理控制各環(huán)節(jié)之間的配合。道路橋梁基礎(chǔ)施工技術(shù)對促進(jìn)城市建設(shè)的發(fā)展具有十分重要的意義。本文根據(jù)軟土地基的基本特點、施工問題及實際影響，探討了相應(yīng)的處理措施，依次介紹了表層處理技術(shù)、安裝樁基技術(shù)等多種軟土地基處理技術(shù)的有效應(yīng)用。旨在提高路橋工程的穩(wěn)定性和安全性，促進(jìn)我國路橋建設(shè)業(yè)和交通運(yùn)輸業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】道路橋梁施工;軟土地基;處理技術(shù)

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

20.

緒論

隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，路橋建設(shè)的規(guī)模與數(shù)量不斷擴(kuò)大，但軟土地基的出現(xiàn)將在一定程度上限制路橋項目的順利建設(shè)，并給項目帶來一定的建設(shè)風(fēng)險。由于軟土路基具有一定的柔軟性，施工時會出現(xiàn)下沉等問題，給路橋施工帶來困難。

一、道路橋梁工程項目中軟土地基的特征

1.疏松多孔的結(jié)構(gòu)

與建設(shè)工程一般的地基結(jié)構(gòu)相比，構(gòu)成軟土地基的土體多為松散顆粒狀粘土和粉砂，土質(zhì)松軟，形成松散多孔的軟土基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。一方面，軟土地基松散多孔的性質(zhì)造成土壤中電荷分布不均，嚴(yán)重影響地基結(jié)構(gòu)性能。還有的軟土地基不僅由黏土組成，還混合有松散的沙子等雜質(zhì)，進(jìn)一步增加軟土地基中的空位量和孔隙的大小。雨水通過土層滲透到這些空隙中，進(jìn)一步增加了軟土地基內(nèi)部的含水量，顯著降低了地基結(jié)構(gòu)的密實度和硬度，嚴(yán)重影響了路橋工程整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。對此，采用科學(xué)的軟土地基處理方法，有效改善土壤結(jié)構(gòu)，確保軟土地基上的建筑物的穩(wěn)定性和安全性可以達(dá)到相關(guān)的要求和標(biāo)準(zhǔn)。

2.流動性能較強(qiáng)

流動性也是軟土地基的一個重要特征。流動性的主要原因是軟土基礎(chǔ)松散，含有大量孔隙和水分。隨著外界壓力的增加，軟土地基中的空氣在壓實過程中不斷消散，致使軟土層不斷運(yùn)動，表現(xiàn)出一定的流動性。再者，在軟土地基內(nèi)部，飽含自然水，水分在溫度影響下，蒸發(fā)和擴(kuò)散會導(dǎo)致周圍土壤不斷運(yùn)動。在路橋工程中，由于車輛通行，外力作用于橋面或路面的外部壓力不斷增加，進(jìn)一步加劇了軟土地基的不均勻沉降。這一問題的出現(xiàn)將導(dǎo)致更嚴(yán)重的地基坍塌和結(jié)構(gòu)破壞。

3.抗剪強(qiáng)度相對較低

軟土地基松散多孔的結(jié)構(gòu)使其在高強(qiáng)度外荷載作用下難以保持相對完整的結(jié)構(gòu)和良好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。因此，軟土地基的抗剪強(qiáng)度模量一般較低。同時，由于這種地基結(jié)構(gòu)本身的壓縮性比較高，以這種軟土地基為主要地基結(jié)構(gòu)的路橋工程在承載力和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性方面存在很大的安全隱患。例如，實際路橋施工中常見的地基塌陷、下沉等問題，多是由于施工現(xiàn)場地基中存在未被發(fā)現(xiàn)的軟土地基結(jié)構(gòu)[1]。在這種情況下，因為地基的承載力不足以抵消上層建筑的重力和下沉趨勢，會出現(xiàn)質(zhì)量和安全問題。

二、軟土地基在道路橋梁工程中的危害性

在路橋工程項目中，軟土基層的較為常見，其處理不當(dāng)，是造成許多路橋在實際使用中出現(xiàn)質(zhì)量問題和滲水的主要原因之一。一般情況下，道路橋梁的軟土地基由于自身結(jié)構(gòu)的孔隙和松散結(jié)構(gòu)，難以與上層建筑形成整體穩(wěn)定。通常軟土地基的強(qiáng)度和承載力較低，會出現(xiàn)地基局部變形或不均勻下沉等現(xiàn)象。同樣在路橋工程中，路面和橋面的松軟度也會受到軟土地基的影響，其存在的不均勻下沉?xí)葑兂筛嗟牧芽p或剝落。嚴(yán)重時，部分主體結(jié)構(gòu)可能會偏離路橋工程主體結(jié)構(gòu)，嚴(yán)重影響路橋工程結(jié)構(gòu)的完整性和穩(wěn)定性?？梢?，路橋工程中軟土地基所呈現(xiàn)的危害和安全隱患值得相關(guān)建設(shè)單位重視。檢查地基土質(zhì)及圍巖結(jié)構(gòu)分布時，應(yīng)遵循實事求是的原則，結(jié)合路橋工程的氣候條件和水文特點，對其進(jìn)行深入分析。針對軟土地基存在問題，可以采取科學(xué)有效的措施，不斷引用新方法，提高軟土地基的強(qiáng)度和承載力，保證道路橋梁的安全使用和公眾出行的方便暢通。

三、軟土地基處理技術(shù)的主要措施

1.表層處理技術(shù)

軟土地基表面處理技術(shù)是加強(qiáng)土體強(qiáng)度和加強(qiáng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的重要方法，分為五類，一是砂粒墊層技術(shù)，鋪設(shè)0.5至1.2m厚的沙墊層，加強(qiáng)軟土地基的滲透性，優(yōu)化排水和加固效果。同時，墊層可以保護(hù)一些機(jī)械設(shè)備和裝配部件的載荷，防止大面積的土層結(jié)構(gòu)破壞。第二種是表層排水法，利用軟土地基在附加荷載的作用下逐漸排出孔隙數(shù)量以降低孔隙率并誘發(fā)固結(jié)變形的原理。在此過程中，隨著土體超靜孔隙水壓力逐漸減弱，土層有效應(yīng)力增大，地基抗剪強(qiáng)度相對增大，沉降完成速度快于預(yù)定時間或沉降速度增加。土體強(qiáng)度變化趨于穩(wěn)定，土體結(jié)構(gòu)定型。三是排水固結(jié)法，主要由排水和增壓組成。排水可利用天然土層本身的滲透性，可設(shè)置砂井、塑料排水板等垂直排水，提高滲透性。四是加壓法，主要方法有地面堆載法、真空預(yù)壓法、井點降水法，在一定條件下可采用電滲排水井點對軟粘土進(jìn)行強(qiáng)化。五是粉噴樁加固技術(shù)，在道路橋梁軟基處理中，工程師在施工準(zhǔn)備階段對噴粉樁處理段進(jìn)行沉降觀察和數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)樁間土體沉降大于樁間土壤沉降。地基土孔隙水壓力和荷載增加，成正比，確定技術(shù)指標(biāo)：噴粉樁間距調(diào)整在1.3-1.6m，控制鉆機(jī)鉆孔速度在1.6-2.2m/min內(nèi)[2]。確保噴粉樁的混合均勻性和樁徑符合相關(guān)要求，還要重點檢查徑磨損情況。

2.安裝樁基技術(shù)

安裝樁基技術(shù)是針對一些軟土地基上的一些淤泥土層。由于施工過程中澆筑和備料造成泥漿對現(xiàn)場的污染，樁基底部沉積物較多，影響樁基的強(qiáng)度。因此，樁基技術(shù)的應(yīng)用需要將樁基插入硬質(zhì)的土層中，保持穩(wěn)定。樁加固處理方法，首先要施工場地平整，清除各種雜物，施工場地地勢低洼，可采用回填黏性土的方法。此外選擇合適的技術(shù)。強(qiáng)夯技術(shù)用于增加地面的承載力。重力機(jī)械設(shè)備可以從高空自由落體，與軟土地基結(jié)構(gòu)發(fā)生碰撞，使損壞的內(nèi)部土層相互擠壓。實現(xiàn)快速凝縮、互力，增加有效承載力，便于樁基安裝。

3.高強(qiáng)度的夯實技術(shù)

針對路橋施工過程中軟土地基軟土質(zhì)量造成的不利影響，建設(shè)單位可采用物理壓實手段，改變軟土地基內(nèi)部結(jié)構(gòu)的密實度。從宏觀上看，可極大地改善了內(nèi)部組織的分布，從而提高了軟土地基內(nèi)部結(jié)構(gòu)的密實度和強(qiáng)度。施工方在采用強(qiáng)夯法加固軟土地基表面時，首先要準(zhǔn)確測量軟土地基的受力點和基體的內(nèi)壓，并結(jié)合測量數(shù)據(jù)合理設(shè)置強(qiáng)夯點，最大限度地提高軟土地基的強(qiáng)度。之后，需要用強(qiáng)化材料填充基礎(chǔ)以增加地基的整體密度[3]。在選擇填充材料時，要選擇耐用、結(jié)實、堅硬、可塑性強(qiáng)的材料，這樣有利于更好地適應(yīng)和填補(bǔ)軟土地基中的大量空隙。在實際施工過程中，采用強(qiáng)夯法應(yīng)遵循標(biāo)準(zhǔn)的壓實處理順序，根據(jù)壓實點的分布對軟土地基兩側(cè)的地基進(jìn)行壓實，并保持均勻的壓實速度。對夯實加固完成后的軟土地基結(jié)構(gòu)各部分及時取樣檢測，可以更好地保證軟土地基表面強(qiáng)化的均勻性和完整性。

4.高壓噴射注漿處理法

在處理軟土地基的過程中，不僅要考慮提高質(zhì)量和處理效果的問題，還要考慮路橋建設(shè)工程的實際情況，合理選擇處理方法。高壓噴射注漿處理技術(shù)是一種對地基要求低、工程量小、造價相對合理的軟土地基處理方法。一般情況下，高壓噴射注漿處理技術(shù)可以很好地應(yīng)用于天然軟土地基條件。建筑工人使用鉆孔機(jī)在軟土地基中鉆出標(biāo)記的鉆孔位置。確定標(biāo)準(zhǔn)注漿深度后，用注漿管插入穿孔樁，用高壓泵將漿液注入軟土地基內(nèi)的土層。由于灌漿在高壓沖擊作用下能快速有效地與軟土地基內(nèi)部土壤結(jié)構(gòu)混合，固化后可形成整體穩(wěn)定性好、均勻性好的復(fù)合人工地基結(jié)構(gòu)，有效提高地基的壓縮性能和承載能力。

四、提高軟土地基處理技術(shù)強(qiáng)化效果的有效措施

1.注重施工前的勘測和準(zhǔn)備工作

道路橋梁施工過程中，應(yīng)根據(jù)軟土地基的施工要求進(jìn)行現(xiàn)場勘察，了解實際施工情況。工程地質(zhì)條件復(fù)雜的，相關(guān)人員應(yīng)根據(jù)適用地質(zhì)條件，分派現(xiàn)場勘察工作，采用針對性的施工技術(shù)。在應(yīng)用軟土地基施工技術(shù)時，要保證施工設(shè)備的數(shù)量和性能滿足工程要求，并在整個施工過程中達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。特別要狠抓軟土地基施工技術(shù)規(guī)范化，合理控制施工效率，減少路堤滑坡的發(fā)生[4]。另外，要能夠掌握軟土地基的特點，對各種突發(fā)事件做出預(yù)判和防范，科學(xué)部署現(xiàn)場人員和設(shè)備，做好工作場所的定期檢查和檢測工作。根據(jù)加固軟土地基的需要，選擇優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的建筑材料。

2.提高施工設(shè)計階段的全面性

軟土地基的施工有很多要點，與其他土基的施工相比，軟土地基對周圍環(huán)境的影響更為敏感。全面的施工設(shè)計對于保證后續(xù)施工的正常開展，提高基礎(chǔ)施工的整體質(zhì)量至關(guān)重要。在實際設(shè)計階段，設(shè)計者必須充分結(jié)合施工現(xiàn)場的環(huán)境因素，綜合全面的考慮軟土地基施工過程中可能出現(xiàn)的問題，對相關(guān)技術(shù)要點進(jìn)行控制和指導(dǎo)，以減少不利因素對施工的影響，確保施工正常進(jìn)行。

3.選擇合適的地基加固技術(shù)

在軟土地基加固過程中，技術(shù)人員要根據(jù)實際地基條件選擇科學(xué)合理的地基加固技術(shù)。對于一些淺而軟的土壤層，可以采用拋石擠淤或者換填法。同時，在選擇地基加固技術(shù)時，要綜合考慮工程的整體經(jīng)濟(jì)效益，根據(jù)施工現(xiàn)場的環(huán)境和氣候進(jìn)行選擇，以綜合提高地基的穩(wěn)定性和質(zhì)量。尤其要對軟土地基的承載力進(jìn)行嚴(yán)格的測試，測試不同維度的要求，最終對其整體質(zhì)量進(jìn)行評估，這也是軟土地基施工中最重要的一環(huán)[5]。

結(jié)論：

綜上所述，對于大多數(shù)道路橋梁工程，軟土地基處理是不可避免的。軟土地基處理效果不達(dá)標(biāo)，會造成諸多一系列的連鎖問題，影響整體施工進(jìn)度和質(zhì)量。因此，施工單位應(yīng)加強(qiáng)對該環(huán)節(jié)施工的監(jiān)督管理，在施工初期深入開展現(xiàn)場檢查，做好相應(yīng)的勘察設(shè)計，根據(jù)施工的具體情況，采取合理的施工方案。同時，結(jié)合軟土地基的實時施工情況，選擇合適、優(yōu)良的處理技術(shù)，及時調(diào)整和改進(jìn)施工方法。

參考文獻(xiàn)：

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