公路橋梁軟基的施工技術(shù)及處理方法

蔡建華

摘 要：不同于一般的路基，軟土路基主要由粉土與粘土組成，因此，這一路基具有較好的透水性和較大的土壤孔隙，易引起地下水位的提升。路基原本的結(jié)構(gòu)會(huì)受水分作用影響，導(dǎo)致公路病害、沉降等問題，因此，探討其施工技術(shù)與處理方法具有重要意義。

關(guān)鍵詞：沉降；路橋工程；軟土路基

作為線狀工程，公路建設(shè)所遇地質(zhì)單元各式各樣，而橋梁建設(shè)中所遇地質(zhì)結(jié)構(gòu)也多種多樣，建設(shè)公路橋梁的一大重要前提就是妥善處理軟土路基，如此才能避免出現(xiàn)不均勻下沉問題，為安全行車提供保障。文章以云南省境內(nèi)某高速公路為例進(jìn)行軟基施工技術(shù)與處理方法的探討。該高速公路包含12座橋梁，共計(jì)102公里全長，靠近沿海，某段抗剪強(qiáng)度低、壓縮性高、土質(zhì)疏松，以其施工條件和軟土狀態(tài)為依據(jù)確定處理技術(shù)與方法。

一、深層性軟基

該工程第五合同段中處理沉積軟土層主要采用粉噴樁法與擠密法。

（一）粉噴樁法

確保場(chǎng)地平整，應(yīng)將障礙清除，在機(jī)械行走難以進(jìn)行的時(shí)候?qū)⑸巴僚c碎石墊層鋪設(shè)于施工的場(chǎng)地；應(yīng)用回填粘性土方式處理低洼施工場(chǎng)地。先完成粉噴樁設(shè)計(jì)樁位圖、原地面高程測(cè)量數(shù)據(jù)與資料表、土工試驗(yàn)報(bào)告、場(chǎng)地工程地質(zhì)報(bào)告等的準(zhǔn)備后再開展粉噴樁施工處理。以設(shè)計(jì)要求配比與實(shí)測(cè)為依據(jù)進(jìn)行粉噴樁施工工藝的應(yīng)用，通過試樁確定工藝各項(xiàng)參數(shù)，此外，單位時(shí)間噴粉量、攪拌與鉆進(jìn)速度以及提升速度等均可通過試樁確定。

（二）擠密法

在樁孔形成過程中，對(duì)側(cè)向擠壓作用加以利用來對(duì)樁間土進(jìn)行擠密，再分層密實(shí)夯填樁孔，夯填所用為素土或灰土，這樣的處理方法就是灰土和土擠密法。可根據(jù)夯填材料的不同將擠密法分為兩種，即土樁擠密法與灰土樁擠密法。土與灰土樁擠密法的特點(diǎn)主要是原位處理、深層擠密以及就地取材，因此，這一方法在濕陷性黃土、厚度大的填土地基處理中較為常用。石灰樁法是將一定比例的石灰塊、粉煤灰、爐渣、火山灰等灌入機(jī)械地基與人工地基成孔，經(jīng)振密、夯實(shí)得出樁體，生石灰與含有摻合料的石灰體拌合會(huì)產(chǎn)生反應(yīng)，水分反應(yīng)易引起生石灰膨脹導(dǎo)致堵管問題。在該高速公路施工中采取的是灰土樁擠密法，效果良好。

二、淺層性軟弱地基

通常情況下，可應(yīng)用換填法、土工格柵、強(qiáng)夯法、綜合性淺層處理等方法處理淺層性軟弱地基，因該工程第五合同段施工具有復(fù)雜的地基情況，為了節(jié)約造價(jià)、保證工程質(zhì)量，施工以實(shí)際地質(zhì)情況為依據(jù)進(jìn)行處理方法的選擇，綜合多種方法進(jìn)行處理。

（一）換填

挖除路基范圍中的軟土后進(jìn)行回填，回填所用材料為穩(wěn)定性好的石、土，這一方法即為換填法。若淺層性軟弱地基與地面距離較近，地面上有稻田、蝦池或魚塘，且厚度薄的情況下，其表面通常會(huì)有腐泥，把這些軟土、腐泥直接挖掉，再以適宜的選料或優(yōu)質(zhì)砂礫進(jìn)行換填則可達(dá)到將隱患徹底消除的目的。在處理該工程某一標(biāo)段時(shí)就采取了開挖換填方法，開挖前首先需對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際進(jìn)行勘測(cè)，在勘測(cè)后以機(jī)械或人工的方式挖除會(huì)對(duì)路基穩(wěn)定性造成影響的軟土，置換材料為低壓縮性散體材料且無侵蝕作用，最后進(jìn)行分層夯實(shí)。以軟土層的開挖部位與分布形態(tài)為依據(jù)可分為局部與全面開挖換填，一般情況下以2米以內(nèi)作為開挖換填的深度。應(yīng)以土的抗剪強(qiáng)度、深度為依據(jù)確定開挖邊坡，通常約為1：1。工業(yè)廢渣、碎石、砂卵石以及灰土等是主要的開挖換填材料，該工程應(yīng)用換填法時(shí)所選材料為三七灰土。

（二）土工格柵法

若路堤沉降量較小，可適當(dāng)將土工格柵墊隔應(yīng)用于高路堤填土，對(duì)路基與軟基的側(cè)向移位進(jìn)行限制，使側(cè)向約束增加來對(duì)應(yīng)力水平降低，使路基穩(wěn)定性與剛度增強(qiáng)，對(duì)路基水平橫向排水進(jìn)行提升，達(dá)到荷載均布效果。施工時(shí)，土工格柵的攤鋪覆蓋可維護(hù)邊坡，對(duì)排水有利，能夠使地基穩(wěn)定性以及路基剛度提升。這一方法對(duì)于設(shè)備并無特殊要求，工藝較為簡(jiǎn)單，但存在較大的性能差異，其影響因素主要有實(shí)驗(yàn)方法、編織方式以及材料等。應(yīng)用這一方法時(shí)，其施工速度與加筋效果為正相關(guān)關(guān)系。

（三）強(qiáng)夯法

以重錘強(qiáng)夯或夯實(shí)處理的軟弱粘性土地基主要是含水量在一定范圍內(nèi)的和砂土地基。對(duì)地基進(jìn)行強(qiáng)夯可達(dá)到優(yōu)化承載力的效果，通?？蓪?shí)現(xiàn)3～4倍的提升以及200%～1000%的壓縮性降低。適用土層范圍廣、無需預(yù)壓、節(jié)省材料、費(fèi)用較少、速度快、效果好、工藝較為簡(jiǎn)單是強(qiáng)夯法的特點(diǎn)，但需慎用于淤泥與飽和淤泥質(zhì)黏土，應(yīng)用于這類土層易引起不良現(xiàn)象如橡皮土等。這一方法在該高速公路施工中非常常用，會(huì)在其他方法應(yīng)用之后實(shí)施，這樣的鞏固效果非常好。

（四）綜合性處理

綜合性處理主要應(yīng)用于部分地段中，其應(yīng)用主要是對(duì)軟基處理質(zhì)量進(jìn)行鞏固，應(yīng)用前需充分考察現(xiàn)場(chǎng)具體地質(zhì)情況，并進(jìn)行驗(yàn)算，若預(yù)期目標(biāo)難以通過應(yīng)用某一處理方法實(shí)現(xiàn)則采取綜合性處理，結(jié)合多種處理方法進(jìn)行鞏固。該工程施工時(shí)，以綜合性處理方法處理了某一標(biāo)段，主要結(jié)合了強(qiáng)夯法與換填法兩種方法，若某一路段填土厚度較高，在以其他方法進(jìn)行處理后，填土，然后應(yīng)用強(qiáng)夯法，多種方法綜合之下取得了顯著的加固效果。

三、實(shí)例分析

以該工程第四標(biāo)段第2#橋?yàn)槔摌蛄核幍貐^(qū)具有較嚴(yán)重的沿海軟土路基，軟弱層為淤泥質(zhì)且較為深厚，橋梁基礎(chǔ)均處其中，墩柱與橋臺(tái)在此條件下施工或建成后易出現(xiàn)沉降與位移問題。因整體下沉大規(guī)模存在于后臺(tái)路面，導(dǎo)致嚴(yán)重的橋頭跳車問題，病害已經(jīng)出現(xiàn)于橋臺(tái)，需采取相應(yīng)的措施處理軟土路基橋臺(tái)。

結(jié)合所選原材料以及當(dāng)?shù)貙?shí)際情況進(jìn)行處理措施的確定，以斜樁法、塑料排水板地基加固法進(jìn)行處理，將塑料板設(shè)置于原有軟土地基，將排水砂礫層設(shè)于其上，通過填土預(yù)壓排出其中的水分，將軟基強(qiáng)度以及橋臺(tái)路基抗滑性增強(qiáng)。實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，以設(shè)計(jì)值為準(zhǔn)檢查固結(jié)度，達(dá)標(biāo)后去除填土，實(shí)施管樁、鉆孔灌注樁施工。

注意事項(xiàng)：（1）沉樁實(shí)施于軟粘土?xí)r，土的隆起可能會(huì)造成先沉下樁的涌起，其涌起會(huì)造成承載力的下降，沖擊試驗(yàn)應(yīng)以涌起量較大樁為對(duì)象，試驗(yàn)不合格則需采取復(fù)打措施，同時(shí)將沖擊試驗(yàn)應(yīng)用于其他涌起的樁，并采取必要的復(fù)打處理。（2）在軟土層中，樁群密集會(huì)引起超孔隙水壓力消散，因此，需注意把握打樁順序，梅花狀或跳打均為合理的打樁順序。（3）摩擦樁與鉆孔樁同時(shí)被應(yīng)用于本工程中，若在同一基礎(chǔ)下布置這兩種樁型易造成不均勻沉降。因此，在完成樁基后半年需對(duì)沉降進(jìn)行為期20個(gè)月的持續(xù)觀測(cè)。（4）對(duì)橋臺(tái)路基填筑速率進(jìn)行控制。在條件允許的情況下，應(yīng)將橋臺(tái)樁基礎(chǔ)的修建安排在超載預(yù)壓排水固結(jié)之后，即在路基水平位移、沉降穩(wěn)定后進(jìn)行橋臺(tái)樁基礎(chǔ)的修建。若順序相反，在修建對(duì)填筑速率非常敏感的橋臺(tái)樁基時(shí)需注意對(duì)速率進(jìn)行嚴(yán)格控制，具體需以現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)來確定填筑速率。

四、結(jié)語

在公路橋梁施工過程中，軟土地基處理方法不同其針對(duì)性、適用范圍、局限性也不同，因此，應(yīng)以實(shí)際條件為依據(jù)進(jìn)行處理方法的選擇，確保其處理能夠達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，保證施工處理能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)地基工程性質(zhì)的改善。

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