路橋工程施工過程中軟土地基處理探討

劉 超 魏 磊

（1.東營(yíng)市公路管理局 墾利公路局，山東 墾利 257500；2.山東中咨公路咨詢?cè)O(shè)計(jì)有限公司，山東 東營(yíng) 257091）

1 現(xiàn)狀

近年來，隨著國(guó)家對(duì)公路建設(shè)投資力度的加大，東營(yíng)市公路事業(yè)迅速發(fā)展，在軟土地基地區(qū)進(jìn)行路橋施工，如何對(duì)軟土地基進(jìn)行合理的施工處理，越來越受到重視。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展，地基處理的途徑越來越多，考慮的問題逐漸深入，老的辦法不斷改進(jìn)，新的辦法不斷涌現(xiàn)，從古到今，地基處理的方法是十分豐富的，常用的就有十多種。這些方法都有明確的針對(duì)性和特殊性，即針對(duì)某一種土類和某一類工程的處理方法，沒有一種方法是萬能的，普遍適用的。

軟土路基上進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工過程中，易造成下列問題：

勘測(cè)設(shè)計(jì)不詳細(xì)或者不準(zhǔn)確，導(dǎo)致應(yīng)做地基處理的地段未做處理；在已知軟土地基的情況下，計(jì)算不準(zhǔn)確，造成路堤失穩(wěn)。

出現(xiàn)大量的差異或者整體沉降，會(huì)使建筑物功能受到影響；開挖基坑，基坑周邊地面產(chǎn)生附加沉降而坑底回彈隆起；由于軟土層分布不一、厚度不均或荷載偏心造成沉降不均勻；擋土結(jié)構(gòu)物壓力增加；大面積填土或欠固結(jié)土產(chǎn)生負(fù)摩擦力引起附加沉降。

淺層降水會(huì)引起建筑物開裂與沉降，深層抽汲地下水會(huì)引起大面積地面沉降。

由于臺(tái)背填土使地基對(duì)結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生負(fù)摩擦力和縱向推擠作用，引起橋臺(tái)發(fā)生變位以至損壞。

2 軟土地基施工處理

地基處理的內(nèi)容與方法來自工程實(shí)踐，來自各種土類中出現(xiàn)的地基問題。在考慮基底處理的設(shè)計(jì)與施工時(shí)，要認(rèn)真了解天然地基土層的分布及其工程性質(zhì)，同時(shí)也要了解道路與橋梁的特點(diǎn)、荷載大小與分布，基礎(chǔ)的類型等，選擇一種或者多種地基處理方法，分析其作用機(jī)理，比較其可靠性、施工的可行性和合理性等，最后選擇一個(gè)優(yōu)化的地基處理方案。

2.1 墊層法

當(dāng)路橋基礎(chǔ)下持力土層比較軟弱，不能滿足設(shè)計(jì)荷載或變形的要求時(shí)，場(chǎng)采用在地基表層鋪設(shè)一定厚度的墊層，或者把表面的部分軟弱土層挖去，置換強(qiáng)度較大的砂石素土等，處理地基表層，這類方法稱為墊層法。墊層的材料一般使用強(qiáng)度較高，透水性強(qiáng)的砂、碎石、石渣、灰土和素土等。這種施工技術(shù)較為容易，多數(shù)情況下能在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到所要求的目的。在設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)既要滿足路橋?qū)Φ鼗冃魏统休d力與穩(wěn)定性的要求，又要符合經(jīng)濟(jì)技術(shù)的合理性。

2.2 表層排水法

對(duì)土質(zhì)較好因含水量過大而導(dǎo)致的軟土地基，在填土之前，地表面開挖溝槽，排除地表水，同時(shí)降低地基表層部分的含水率，以保障施工機(jī)械通行。為了發(fā)揮開挖出的溝槽在施工的過程中達(dá)到盲溝的作用，應(yīng)回填透水性好的砂礫或碎石。

2.3 添加劑法

對(duì)于表層為粘性土?xí)r，在表層粘性土內(nèi)滲入添加劑，改善地基的壓縮性和強(qiáng)度特性，以保施工機(jī)械的行駛。同時(shí)也可以達(dá)到提高填土穩(wěn)定和固結(jié)的效果。常用的添加材料是生石灰、熟石灰和水泥。

2.4 敷墊材料法

對(duì)于地基土層不均勻，可能發(fā)生局部不均勻沉降與側(cè)向變位，可以利用所敷墊的材料的抗拉與抗剪力，來增加施工機(jī)械的通行，均勻地支承填土荷載，減少地基局部沉降與側(cè)向變位，以提高地基的支承能力。設(shè)計(jì)施工時(shí)要注意地基表層強(qiáng)度，填土荷載大小與寬度，施工機(jī)械重量等，選擇合適的敷墊材料。常用的敷墊材料主要有化纖無紡布、土工布、玻璃纖維格柵等被廣為采用。

3 排水固結(jié)設(shè)計(jì)施工

排水固結(jié)法是在軟土地基工程實(shí)踐中，應(yīng)用排水固結(jié)原理發(fā)展起來的一種地基處理方法。主要應(yīng)用有以下方面：應(yīng)用于提高建筑物軟土地基的承載力與穩(wěn)定性，一般利用堆載或自重荷載作為預(yù)壓荷載，并在地基中增設(shè)豎向排水體，通過分級(jí)逐漸加載的方法，并嚴(yán)格控制加荷速率，使地基在前一級(jí)荷載作用下排水固結(jié)，地基的強(qiáng)度或承載力增長(zhǎng)后，再施加下一級(jí)荷載，逐步達(dá)到滿足荷載要求為止；應(yīng)用于消除或減少建筑基礎(chǔ)的沉降，在擬建場(chǎng)地上，先施加預(yù)壓荷載，使地基土層充分排水固結(jié)壓密，然后卸去預(yù)壓荷載，再建造橋梁或鋪設(shè)路面等。這樣進(jìn)過預(yù)壓后再加載，路橋的沉降就明顯減少了。

在進(jìn)行排水固結(jié)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)合理確定預(yù)壓荷載的類型與大??；合理選擇豎向排水體的類型、布置與打入深度；分析地基的固結(jié)，地基強(qiáng)度的增長(zhǎng)和地基沉降的發(fā)展，擬定分級(jí)逐級(jí)加載的進(jìn)程，控制加荷速率，保證地基始終在穩(wěn)定條件下施工，達(dá)到預(yù)期目的。常用的排水體有三種：普通砂井、袋裝砂井和塑料排水帶。工程應(yīng)用證明這三種類型的豎向排水體在工程上都能取得良好的排水固結(jié)效果，只是在井阻、涂抹作用對(duì)固結(jié)度得影響程度、排水體的滲透性能的強(qiáng)弱、施工積水的難易、工程量及工程造價(jià)等方面有所差異。因此，在選擇豎向排水體時(shí)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，地基土的性質(zhì)，打入深度，材料來源和施工條件等，通過比較后選用。

4 粉體噴射設(shè)計(jì)施工

在軟土地基中，通過粉噴機(jī)械把加固材料的粉料，用氣體噴射到地基中并與土攪拌混和，使粉噴料與地基土發(fā)生化學(xué)作用，形成具有一定強(qiáng)度、水穩(wěn)性的加固體，應(yīng)用于地基加固。最早是使用生石灰粉末作為加固材料，利用石灰在地基中吸水、發(fā)熱、膨脹，促進(jìn)離子交換與土粒凝聚和化學(xué)硬化，使之獲得較高強(qiáng)度的加固體。近年來使用水泥粉末作為加固材料也獲得較好的效果。

粉噴樁施工前應(yīng)準(zhǔn)備好各項(xiàng)技術(shù)材料，平整場(chǎng)地，清除障礙。如場(chǎng)地低洼，應(yīng)回填粘性土；施工場(chǎng)地不滿足機(jī)械行駛要求時(shí)，應(yīng)鋪設(shè)砂土或者碎石墊層。粉噴樁的施工工藝根據(jù)設(shè)計(jì)要求的配比和實(shí)測(cè)的各項(xiàng)施工參數(shù)通過試樁來確定。通過試樁來確定鉆進(jìn)速度、提升速度、攪拌速度、噴氣壓力、單位時(shí)間噴粉量等。

施工過程中應(yīng)注意以下事項(xiàng)：控制鉆機(jī)下鉆深度、粉噴高程及?；颐?，確定粉噴樁的長(zhǎng)度；嚴(yán)禁沒有粉體計(jì)量裝置的噴粉機(jī)投入使用；當(dāng)粉噴成樁過程中遇到故障而停止噴粉，在第二次接樁時(shí)，其噴粉重疊長(zhǎng)度不得小于1m；定時(shí)檢查粉噴樁的成樁直徑和攪拌均勻程度。

5 結(jié)論

如上所述，地基處理是一項(xiàng)技術(shù)性的工作，在實(shí)際的路橋施工過程中，合理的技術(shù)方案還需落實(shí)到技術(shù)措施和施工質(zhì)量的保證上，才能獲得地基處理預(yù)期的效果，這不僅要求認(rèn)真制定技術(shù)措施和技術(shù)要求，保證施工質(zhì)量，還要進(jìn)行施工質(zhì)量檢驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)與控制，監(jiān)視地基加固動(dòng)態(tài)的變化，控制地基的穩(wěn)定性和變形的發(fā)展，檢驗(yàn)加過的效果，確保地基處理方案順利實(shí)施。

［1］馬愛芳，呂榮春.議道路軟基處理方法[J].2009（04）.

［2］《地基處理手冊(cè)》編委會(huì).地基處理手冊(cè)[M].2 版.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2001.

［3］孫更生，鄭大同，主編.軟土地基與地下工程[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1984.

［4］GB 50007-2002 中國(guó)建筑科學(xué)研究院 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002.