論道路橋梁施工中的軟弱地基處理

陳玲

（四川公路橋梁集團(tuán)有限公司公路二分公司　四川　成都　610000）

論道路橋梁施工中的軟弱地基處理

陳玲

（四川公路橋梁集團(tuán)有限公司公路二分公司四川成都610000）

在道路橋梁工程施工過程中，對于軟弱地基的處理一直是工程質(zhì)量控制和管理的重點(diǎn)方向，軟土和松軟的土質(zhì)都比較容易出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，如果對這類軟弱地基處理不當(dāng)就會嚴(yán)重影響到路基的承載能力，所以采取科學(xué)合理的方法有效處理軟弱地基對于道路橋梁的施工質(zhì)量有著重要的意義。本文在對道路橋梁軟弱地基處理順序和影響因素進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，對軟弱地基的幾種常見處理措施做了深入探討。

道路橋梁；軟地基；處理；措施

1　引言

隨著我國道路橋梁工程建設(shè)的不斷增加，針對橋梁軟弱地基的處理和施工也逐漸增多。在道路橋梁施工過程中，一旦發(fā)現(xiàn)存在軟弱地基，必須采取科學(xué)有效的措施對其進(jìn)行處理，提高地基的強(qiáng)度，從而為橋梁工程的施工提供重要保障。所以，在道路橋梁施工實(shí)施前，必須嚴(yán)格勘察施工地的土質(zhì)情況，如果遇到軟弱地基，就必須根據(jù)實(shí)際施工情況采取合理的措施加以處理。

2　軟弱地基施工的影響因素及處理方法選擇

在對軟弱地基進(jìn)行分析和選擇處理方法之前，必須先根據(jù)相關(guān)施工影響因素對軟弱地基的處理設(shè)計(jì)順序進(jìn)行考慮。一般情況下，道路橋梁軟弱地基的處理設(shè)計(jì)順序建議按照圖1所示的順序進(jìn)行。首先根據(jù)橋梁施工對地基條件和對地基的要求確定是否要對其進(jìn)行處理，然后對地基處理的目的、范圍和指標(biāo)進(jìn)行詳細(xì)考慮，將地基條件、道路特性和施工條件以及一些其他影響因素綜合考慮在內(nèi)，最后制定切實(shí)可行的地基處理方案研究，并對提出的各種方案進(jìn)行對比選擇。在對可行性方案進(jìn)行選擇時，同樣也要考慮各種可能的影響因素，例如經(jīng)濟(jì)性、施工可行性和施工安全性等，綜合考慮施工對周圍影響、地基變形和施工強(qiáng)度等因素后，初步選定一兩個可行方案，在根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)查和補(bǔ)充后即可進(jìn)行相應(yīng)的施工設(shè)計(jì)。

圖1　軟弱地基處理設(shè)計(jì)順序

具體的地質(zhì)條件變化和工程施工情況都很復(fù)雜，施工材料、設(shè)備和機(jī)具等也具有很大的不確定性，道路特性更是不盡相同。所以，針對不同的橋梁施工點(diǎn)都要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行細(xì)致分析，要在對地基條件、道路特性、施工條件和其他一些影響因素等方面進(jìn)行綜合考慮后，再根據(jù)工程費(fèi)用等條件確定切實(shí)可行的地基處理方法。下面從這四個方面，結(jié)合以往的經(jīng)驗(yàn)簡述在選擇地基處理方法時應(yīng)當(dāng)如何考慮這些影響因素∶

2.1地基條件

地基條件主要指的是地基的構(gòu)成和土質(zhì)情況，具體可以用各層土性指標(biāo)、排水條件、成層狀態(tài)和軟弱地基的生成類別來反映。對于泥炭質(zhì)土、淤泥質(zhì)土和淤泥，可以采用碎石樁和水泥攪拌樁等復(fù)合地基處理方法，對于一些靈敏度高、透水性較小的土質(zhì)，在受到擾動后其強(qiáng)度就會大幅度降低，所以在針對這類軟土的原狀土進(jìn)行處理時應(yīng)當(dāng)盡量減小擾動。對于一些無機(jī)質(zhì)軟粘土，采用含塑料排水帶的砂井進(jìn)行處理是最合適的，而且一般都配合堆載預(yù)壓結(jié)合施工，考慮到預(yù)壓和施工都要耗費(fèi)好幾個月的時間，所以要盡量加快施工進(jìn)度。在軟土層淺而薄的情況下，直接對表層土進(jìn)行處理的效果是比較好的，對于軟弱層比較厚的土層，通常都采用碎石樁、粉體攪拌、砂井和堆載等方法配合表層處理、對于一些局部的軟弱層，比如泥炭質(zhì)土等，可以直接進(jìn)行開挖換填，這樣做不僅簡單有效，處理效果也比較可靠。在軟土層基底存在傾斜現(xiàn)象時，可以在土層較厚的一側(cè)減少樁距，增大各種樁的密度，在條件允許的情況下還可以使用水泥攪拌連續(xù)墻等結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步處理。

2.2道路特性

在對道路橋梁軟弱地基進(jìn)行處理時，還需要對道路所處情況、路堤高矮和道路等級等因素進(jìn)行充分考慮，處理好地基沉降問題。在一些地路堤路段，宜用超載預(yù)壓法進(jìn)行減小沉降處理，而當(dāng)路堤較高時，則不能采用超載法，否則很容易由于路堤不穩(wěn)定而產(chǎn)生危險。對于一些與橋涵構(gòu)造物相連的路堤地基處理，要在保證地基穩(wěn)定的前提下采用超載預(yù)壓進(jìn)行處理，如果工期條件允許的話，可以適當(dāng)增加預(yù)壓時間，可以采用粉體攪拌樁或者碎石樁進(jìn)行處理，也可以用粉煤灰等材質(zhì)較輕的填料進(jìn)行處理。

2.3施工條件

在工期較長的情況下，確保各個施工設(shè)備的作業(yè)條件是道路橋梁軟弱地基處理時所必須考慮的。一般情況下，對地基表層進(jìn)行處理往往都是為了后續(xù)的機(jī)械作業(yè)創(chuàng)造有利條件。道路橋梁地基處理方法有時還會受到施工深度的限制，根據(jù)我國公路施工經(jīng)驗(yàn)，在對軟弱地基進(jìn)行開挖換填時最深一般也不會超過3m，砂井等垂直排水施工深度一般也是在20m之內(nèi)的范圍內(nèi)。施工深度的限制一方面來源于施工技術(shù)，另一方面也受限于施工經(jīng)費(fèi)，所以在選擇軟弱地基處理方法時要將這些施工條件限制考慮在內(nèi)，通過對比分析，選出一種或幾種最適處理方案。在施工過程中，還要對水質(zhì)產(chǎn)生污染、對周圍環(huán)境的影響和地基處理振動等幾種環(huán)境保護(hù)因素進(jìn)行綜合考慮。

2.4其他不確定因素

由于道路橋梁軟弱地基的深度方向、水平和復(fù)雜性都不均勻，使得實(shí)際的地基條件比設(shè)計(jì)假設(shè)中的要粗略的多，加上在進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算時的近似性，導(dǎo)致在對地基處理施工進(jìn)行設(shè)計(jì)時，其所求得的結(jié)果還存在很大的誤差。這就要求相關(guān)設(shè)計(jì)人員要在設(shè)計(jì)和施工階段做到動態(tài)觀測，時刻注意施工地的地基變化情況，對將來可能會出現(xiàn)的影響因素和一些條件變化提前做出預(yù)測。

3　道路橋梁施工中軟弱地基的幾種常見處理措施

3.1換填法

換填法顧名思義就是將原本的軟弱土地基置換成能夠滿足橋梁地基承載力要求的材料，但是前提是軟弱土層的厚度不能太大。將施工要求范圍內(nèi)的軟弱土層全部開挖去除后，分層換填成粉煤灰、高爐干渣、灰土、素、碎石和砂等透水性、強(qiáng)度和穩(wěn)定性都比較高的材料。為了保證換填后的地基能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求的密實(shí)度，要求在分層換填施工時，同時進(jìn)行分層壓實(shí)作業(yè)。另一方面，在換填施工時要根據(jù)工程的實(shí)際施工情況，采取平板振動、重錘夯實(shí)和機(jī)械碾壓等不同的施工方法，這些方法不僅能夠有效處理分層回填土，還能夠在一定程度上提高地基表層土的固結(jié)程度。

3.2堆載預(yù)壓法和排水固結(jié)法

堆載預(yù)壓法的目的是為了減少地基土體的含水量，進(jìn)一步降低土體顆粒之間的空隙，從而實(shí)現(xiàn)提高地基土體整體強(qiáng)度和密實(shí)度的目的。堆載預(yù)壓法一般都是在軟弱地基上堆填路基材料，土體中的水分受到路基材料的重力擠壓而排出。排水固結(jié)法和堆載預(yù)壓法的基本理念大致相同，都是利用外界的荷載將軟弱地基中的水分排出，使土體固結(jié)，從而縮小土壤顆粒間的孔隙，提高土體的抗剪強(qiáng)度。排水固結(jié)法一方面能夠提高土體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和承載力，另一方面也減小了土體由于孔隙較大而發(fā)生沉降的幾率。

3.3管樁加固法

3.3.1碎石樁加固法

碎石樁加固法主要是對軟弱地基進(jìn)行打孔操作，借助相關(guān)機(jī)械進(jìn)行沖擊和震動，把一些固結(jié)性和穩(wěn)定性較強(qiáng)的砂石、碎砂等建筑材料填充、擠壓到原有的軟弱地基土體中，從而實(shí)現(xiàn)加固地基的效果。碎石樁加固法能夠形成密實(shí)性高、直徑大的碎石樁，通過與原有的軟弱地基相互作用形成密實(shí)的地基，在提高地基承載力的同時也減少了地基受擠壓影響的變形。

3.3.2夯實(shí)水泥土樁法

夯實(shí)水泥土樁法的操作技術(shù)與碎石樁加固法差別不大，只是在填充物上用的是粉煤灰和水泥這類建筑材料，通過這些建筑材料形成高強(qiáng)度的水泥樁對原有的軟弱地基進(jìn)行加固處理，提升地基的承載能力。相比較碎石樁加固法，水泥土樁施工具有施工成本低、施工周期短和施工工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)，所以在很多地區(qū)都得到了廣泛運(yùn)用。

3.4孔內(nèi)深層強(qiáng)夯法

孔內(nèi)深層強(qiáng)夯法就是先借助打孔機(jī)在地基上打孔，再在孔內(nèi)放入重錘，按照填料、強(qiáng)夯的步驟分層進(jìn)行作業(yè)，充分保證地基土體的密實(shí)度和強(qiáng)度，填充材料一般沒有特殊的要求，出于節(jié)約成本考慮可以采用卵石、煤灰、工業(yè)廢料或者建筑垃圾等材料?？變?nèi)深層強(qiáng)夯法不同于上述幾種地基處理方法的地方就在于其是借助孔道來對深層的地基進(jìn)行處理的，而且一般都是按照由深到淺、自下而上的順序進(jìn)行施工的。為了能夠盡可能的增加樁體與地基土體之間的摩擦阻力，要根據(jù)實(shí)際施工地的土質(zhì)情況合理選用不同的處理工藝，盡可能的使樁體能夠呈現(xiàn)串珠、擴(kuò)大頭以及托盤狀的形狀，從而增加樁體與地基土體之間的咬合度和緊密度，進(jìn)一步提升地基的承載能力。這種地基處理方法主要適用于一些濕陷性較大、膨脹較嚴(yán)重以及土質(zhì)粘性較高的橋梁軟弱地基處理，孔內(nèi)深層強(qiáng)夯法不僅可以大幅度降低施工對周圍環(huán)境的污染，還能夠有效節(jié)省工程施工成本，是目前較為先進(jìn)的一種地基處理技術(shù)。

4　結(jié)束語

隨著我國橋梁工程建設(shè)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，對于一些軟弱地基的處理方法和應(yīng)用也在不斷增多。在實(shí)際工程施工過程中，應(yīng)當(dāng)充分考慮各項(xiàng)影響因素，結(jié)合工程自身的施工要求和特點(diǎn)，選擇切實(shí)可行的軟弱地基處理方法，避免出現(xiàn)因處理技術(shù)選擇不當(dāng)而造成施工質(zhì)量問題。

[1]蔡恩捷，譯.軟土地基處理技術(shù)指南.日本道路學(xué)會，1989.

[2]曾國熙，等.地基處理手冊.建筑工業(yè)出版社，1989.

[3]何福林.減少工后沉降的有效措施———用攪拌法處理高速公路的軟基.公路工程地質(zhì)，1992（2）.

U445.55

A

1673-0038（2015）11-0164-02

∶2015-2-28

∶陳玲（1987-），女，助理工程師，本科，從事工程內(nèi)業(yè)管理工作。