橋梁施工中軟土地基的處理技術(shù)研究

劉德平

（宜春市交通公路工程建設(shè)有限公司，江西 宜春 336000）

0 引言

地基處理在橋梁工程的施工中有著極為重要的作用，直接關(guān)系著工程的施工質(zhì)量以及施工的安全性。如果處理不當(dāng)或出現(xiàn)一些不規(guī)范的情況，會(huì)影響基礎(chǔ)性施工的質(zhì)量，甚至出現(xiàn)嚴(yán)重的安全事故。由于軟土地基抗剪強(qiáng)度較低且土質(zhì)孔隙率較大，因此施工難度很大。鑒于此，就應(yīng)做好相關(guān)處理技術(shù)的應(yīng)用，以期為高質(zhì)量的工程建設(shè)提供切實(shí)的保障。

1 軟土地基危害分析

市政道路工程建設(shè)施工中，地基承載著上部結(jié)構(gòu)中各個(gè)部分的重量，受到車輛持續(xù)碾壓，所以地基的質(zhì)量關(guān)系著道路的穩(wěn)定性、安全性。在目前道路工程施工中，軟土地基有較多的缺陷和隱患，容易引發(fā)地面損壞的問題，甚至造成塌陷。經(jīng)過總結(jié)以往工程經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，軟土地基存在的危害主要有兩點(diǎn)：其一，軟土地基的抗剪強(qiáng)度比較小，難以承受外部作用力的影響。如果地基施工后發(fā)現(xiàn)強(qiáng)度不合格，長期受到車輛碾壓、自然侵蝕，就會(huì)發(fā)生軟土地基變形、損壞的問題，甚至造成整個(gè)路段的損毀與坍塌，產(chǎn)生巨大的危害。其二，流動(dòng)性比較強(qiáng)。軟土地基在上部荷載不斷增大的情況下，會(huì)出現(xiàn)較大的沉降反應(yīng)，結(jié)構(gòu)裂縫、損壞，從而導(dǎo)致路面的嚴(yán)重沉降反應(yīng)，在銜接部位也會(huì)有沉降差異出現(xiàn)，且隨著時(shí)間推移，沉降縫不斷增大，開始滲水，路面橫坡受到影響，結(jié)構(gòu)損壞嚴(yán)重，整個(gè)路面都會(huì)出現(xiàn)失穩(wěn)、損壞的問題,不利于項(xiàng)目的開展[1]。

2 橋梁工程軟土地基處理技術(shù)實(shí)踐

2.1 項(xiàng)目概況

2.1.1 工程概況

某公路工程項(xiàng)目為東西走向，項(xiàng)目其中一段建設(shè)長度為3.34km，寬為30m。

2.1.2 項(xiàng)目地形、地質(zhì)情況

現(xiàn)場地質(zhì)勘查后發(fā)現(xiàn)該項(xiàng)目所處的路段是丘陵地貌，且項(xiàng)目處于空地中，周邊的山坡、崩塌堆積體、池塘等都會(huì)對項(xiàng)目產(chǎn)生影響，所以地勢變化比較明顯。經(jīng)過對現(xiàn)場的地質(zhì)勘查，得出各層結(jié)構(gòu)的信息見表1。

表1 各類地層信息統(tǒng)計(jì)表

2.2 水泥攪拌樁設(shè)計(jì)方案

2.2.1 水泥攪拌樁概述

目前，軟土地基處理方式以水泥攪拌樁為主。該方式的施工工期短、建設(shè)成本低，且不會(huì)對周邊的建筑物造成過大影響，具備較高的安全性與穩(wěn)定性；缺陷是現(xiàn)場管理難度大，施工人員技術(shù)水平較低容易導(dǎo)致施工質(zhì)量問題。水泥攪拌樁工藝方案雖然有劣勢，但仍廣泛應(yīng)用于軟土地基處理，并且取得了非常好的效果。在進(jìn)行水泥攪拌樁施工前應(yīng)做好工藝分析，選擇合適的施工技術(shù)，加強(qiáng)現(xiàn)場分析與管理，可以提高施工水平，為軟土地基處理效果提升奠定基礎(chǔ)。

2.2.2 軟土地基處理設(shè)計(jì)方案

該工程中軟土地基處理方式選用的是水泥攪拌樁，樁體直徑為600mm，間隔1.3m 布置，采取梅花形的設(shè)置方式。水泥攪拌樁的長度根據(jù)地質(zhì)情況定，以穿越軟土層為宜，制作材料為P·O42.5 級(jí)水泥，水灰比為0.5～0.55，加強(qiáng)材料控制，以滿足工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 水泥漿配合比

水泥漿液的制作要參照實(shí)驗(yàn)室確定的配合比進(jìn)行，使得樁體符合現(xiàn)場施工的要求，以達(dá)到工程的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。此外，在制作樁體時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對水泥漿液配比的控制，以免影響工程質(zhì)量。

3 水泥攪拌樁施工

3.1 施工參數(shù)選擇

施工參數(shù)見表2。

表2 施工參數(shù)

3.2 施工準(zhǔn)備

3.2.1 施工技術(shù)準(zhǔn)備

組織各級(jí)施工單位進(jìn)行現(xiàn)場設(shè)計(jì)方案會(huì)審工作，項(xiàng)目總工總體負(fù)責(zé)，各個(gè)單位技術(shù)人員共同參與會(huì)審工作，查找設(shè)計(jì)方案的不足，并及時(shí)調(diào)整，以免因?yàn)樵O(shè)計(jì)方案存在問題而影響工程的質(zhì)量。根據(jù)設(shè)計(jì)方案確定修改方向，上報(bào)相關(guān)單位解決和處理。加強(qiáng)施工技術(shù)交底，總工程師、技術(shù)部門制定交底方案，做好現(xiàn)場交底記錄工作，使施工人員明確設(shè)計(jì)方案、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和施工工藝要求，每項(xiàng)工作都按標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行[2]。

3.2.2 施工材料準(zhǔn)備

選擇合格廠家供應(yīng)的水泥材料，成批量進(jìn)行供應(yīng)與質(zhì)量檢查，禁止使用散裝水泥材料，水泥加入比例設(shè)定為17%～19%，水泥用量不少于90kg/m。外加劑的性能和質(zhì)量應(yīng)符合要求，加入比例要嚴(yán)格控制。落實(shí)材料存儲(chǔ)管理制度，避免材料因存儲(chǔ)不當(dāng)發(fā)生變質(zhì)。

3.3 施工工藝

3.3.1 工藝流程

水泥攪拌樁現(xiàn)場施工時(shí)，用鉆頭進(jìn)行鉆進(jìn)作業(yè)，使水泥和土體充分混合發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而形成整體結(jié)構(gòu)。具體工藝如下：定位、鉆進(jìn)、噴漿、原位鉆進(jìn)、原位提升、樁體形成，具體按照圖1中的序號(hào)進(jìn)行施工。

圖1 工藝圖

3.3.2 樁位放樣

先對現(xiàn)場的樁位控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核，達(dá)到精度后在現(xiàn)場設(shè)置控制網(wǎng)，并按照設(shè)計(jì)圖紙中的要求進(jìn)行樁位放樣。每次放樣工作結(jié)束后，使用竹片或者鋼筋進(jìn)行標(biāo)記，為后續(xù)施工提供基礎(chǔ)。

3.3.3 鉆機(jī)就位

鉆機(jī)在投入使用前應(yīng)進(jìn)行全面檢查，確保各個(gè)部位運(yùn)行正常，性能符合要求，樁機(jī)安裝到規(guī)定部位不會(huì)損壞標(biāo)識(shí)，且進(jìn)行鉆機(jī)垂直度檢查，偏差不超過1%。

3.3.4 漿液制作

水泥漿液制作環(huán)節(jié)加強(qiáng)配合比參數(shù)的控制，經(jīng)過試驗(yàn)檢測各方面性能指標(biāo)符合要求，且具備較高的流動(dòng)性，開始鉆進(jìn)前必須配置完成，以免施工無法順利進(jìn)行。水泥漿投入使用前進(jìn)行過篩處理，達(dá)到工程的使用要求。在制作完成后禁止長期閑置，通常在制作完成后2h 內(nèi)使用完畢。泵送漿液的環(huán)節(jié)，應(yīng)做好攪拌處理，預(yù)防發(fā)生離析的問題，保證漿液均勻。

3.3.5 攪拌下沉

攪拌機(jī)正式開展工作前，應(yīng)檢查系統(tǒng)循環(huán)水是否正常，在正常循環(huán)后即可開啟攪拌設(shè)備，并且要噴入空氣，在鉆到500mm 深度后開啟開關(guān)。鉆進(jìn)環(huán)節(jié)應(yīng)加強(qiáng)速度的控制，且做好地下管網(wǎng)的檢查和控制工作，預(yù)防管網(wǎng)損壞[3]。

3.3.6 提升噴漿攪拌

鉆入規(guī)定深度后，達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高的要求，才能開始提鉆或者注漿，但是應(yīng)在該部位上停留30s 時(shí)間，檢查現(xiàn)場符合要求后才能提升注漿，并做好高程控制。

3.3.7 復(fù)攪（噴）

上述工作結(jié)束后，重復(fù)各個(gè)步驟，達(dá)到復(fù)攪的效果，以符合工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

3.4 施工驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)設(shè)計(jì)方案和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行現(xiàn)場驗(yàn)收，采取鉆芯取樣的檢測方式，數(shù)量比例為0.5%且不少于3 根；進(jìn)行荷載試驗(yàn)檢測，確定樁體結(jié)構(gòu)的承載性能符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.5 成樁質(zhì)量檢測

樁體齡期達(dá)到28d 之后，組織第三方檢測機(jī)構(gòu)展開鉆芯取樣與荷載試驗(yàn)工作，此次檢驗(yàn)結(jié)果如下：

3.5.1 鉆芯取樣檢測

樁身強(qiáng)度檢驗(yàn)結(jié)果及評定見表3。

表3 鉆芯取樣綜合評價(jià)表

3.5.2 復(fù)合地基載荷試驗(yàn)

載荷試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 平板荷載試驗(yàn)結(jié)果

4 施工管理分析

4.1 科學(xué)處理石灰原料

道路工程建設(shè)施工中，石灰粉是極為重要的施工材料，但是要加強(qiáng)處理和控制，才能保證施工質(zhì)量。軟土地基施工中，應(yīng)加強(qiáng)石灰粉清理工作，如果沒能及時(shí)清理，一般在降水后會(huì)出現(xiàn)石灰粉自動(dòng)清理，極易導(dǎo)致路基膨脹，造成路面平整度不合格。因此，應(yīng)加強(qiáng)石灰粉的存儲(chǔ)和管理，預(yù)防霉變，及時(shí)覆蓋、化解處理，確保石灰粉的性能符合要求，以促進(jìn)軟土地基施工效果的提升。

4.2 控制好過濕土的含水量

濕土在含水量較高的情況下，軟土地基極易產(chǎn)生較大的危害，尤其是濕土含水率超過30%時(shí)會(huì)威脅路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性?，F(xiàn)場施工環(huán)境溫度較高的情況下，濕土的表面干燥度高，而降雨導(dǎo)致內(nèi)部含水量較高，所以應(yīng)該加強(qiáng)現(xiàn)場材料的處理工作，以確保濕土含水率在合理范圍內(nèi)，保證工程建設(shè)質(zhì)量合格[4]。

4.3 加強(qiáng)填土厚度控制

在軟土地基施工中，填筑是重要的環(huán)節(jié)，所以要落實(shí)填土厚度的控制，以確保結(jié)構(gòu)性能合格，符合道路工程的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。填充物厚度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，并執(zhí)行施工工藝方案的要求，以確保結(jié)構(gòu)性能合格[5]。如果填筑的厚度較大，填充、碾壓施工難度較高，還會(huì)造成項(xiàng)目建設(shè)成本升高、工期延誤，所以要控制好填土的厚度，滿足工程質(zhì)量的需求，也會(huì)降低項(xiàng)目的建設(shè)成本，提升綜合效益。

5 結(jié)語

綜合以上分析，在橋梁工程項(xiàng)目施工時(shí)難免會(huì)遇到軟土地基。軟土地基的處理效果不好會(huì)對工程的穩(wěn)定性造成一定影響。通過對軟土地基施工技術(shù)的有效應(yīng)用，能極大程度地提升軟土地基的穩(wěn)定性和整體性。在項(xiàng)目開展的過程中，技術(shù)人員需要了解施工方案的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)軟土地基處理要求，有針對性地選擇技術(shù)方式，最大程度地保障軟土地基處理效果的合理。另外，還應(yīng)密切關(guān)注影響路橋工程施工的相關(guān)因素，并根據(jù)實(shí)際情況做好防控和布置，從而為相關(guān)施工技術(shù)的規(guī)范化操作提供有利條件。工程施工中所用到的各類技術(shù)以及材料和機(jī)械設(shè)備，都應(yīng)最大程度地保障質(zhì)量和性能，其對工程施工的影響都極為重要，因此要保證細(xì)節(jié)處理得科學(xué)合理，每個(gè)部分的布置都不可疏忽。與此同時(shí)，還應(yīng)密切關(guān)注后續(xù)的養(yǎng)護(hù)，這直接影響著路橋的長效穩(wěn)定運(yùn)行。只有做好各個(gè)部分的精細(xì)處理，路橋工程中對軟土地基的處理才能最大程度地保證科學(xué)性和規(guī)范性，最終所呈現(xiàn)出的施工效果以及整個(gè)的施工推進(jìn)也會(huì)更為理想。