公路橋梁工程中軟土地基施工技術(shù)分析

康亞飛

摘 要：近幾年，各地公路橋梁建設(shè)步伐不斷加快，軟土地基在公路橋梁建設(shè)中有著重要的作用，由于軟土地基會(huì)影響公路橋梁的質(zhì)量，因此，在公路橋梁工程中，必須密切關(guān)注對(duì)軟土地基的處理，合理選擇軟土地基的施工技術(shù)。主要分析對(duì)軟土地基的施工處理技術(shù)，希望對(duì)公路橋梁建設(shè)的相關(guān)部門有一定的借鑒作用。

關(guān)鍵詞：公路橋梁工程;軟土地基;施工技術(shù)

中圖分類號(hào)：U416 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：2096-6903（2022）05-0016-03

0 引言

在公路橋梁的建設(shè)中，軟土地基對(duì)工程建設(shè)影響很大。因此在修建公路橋梁前，需要對(duì)軟土地基進(jìn)行有效的處理，以提高地基的可靠性，從而保證了公路橋梁工程的順利開展。

1 公路橋梁施工中軟土地基的特點(diǎn)

1.1 滲透性差

公路橋梁的軟土地基上有大量的沙土，這使粘土更容易硬化。此外，如果軟土地基處于高壓下，會(huì)形成一些氣泡并堵塞排水管，由此，導(dǎo)致土壤滲透性降低[1]。

1.2 強(qiáng)壓縮

公路橋梁對(duì)軟土地基的壓實(shí)性要求很高。一般來說，軟土地基的可壓縮性隨著流體極限的增加而增加。另外，由于各個(gè)地區(qū)的地質(zhì)條件不同，因此，施工單位需要研究不同硬化程度的粘土的性質(zhì)，以確保公路、橋梁工程順利運(yùn)行。

1.3 低剪切強(qiáng)度

在公路橋梁的軟土地基中，軟土地基的抗剪強(qiáng)度較低。這對(duì)路面的排水效率有很大影響，也在一定程度上影響公路橋梁的工程質(zhì)量。因此，必須妥善處理軟土地基的抗剪強(qiáng)度，避免影響公路橋梁工程質(zhì)量。

2 公路橋梁施工中影響軟土地基的因素及風(fēng)險(xiǎn)

2.1 公路橋梁施工中影響軟土地基的因素

2.1.1 土壤質(zhì)量

土壤具有不同的特性，必須在施工中結(jié)合當(dāng)前在建的土壤特性，改進(jìn)施工方法。土壤質(zhì)量是影響軟土地基的重要原因。例如，粘土和沙土需要根據(jù)在建土壤的類型進(jìn)行不同的處理。粘土顆粒又小又細(xì)，和更多滲透性差的軟土地基一樣，需要對(duì)其進(jìn)行壓縮。沙土中含有大量沙土顆粒，沙土自然疏松，壓實(shí)面積大，需要多次壓實(shí)。而土壤中的孔隙大小和強(qiáng)度等級(jí)直接決定了軟土地基的穩(wěn)定性。因此，在施工過程中需要首先加入沙子和礫石，其中礫石厚度約15 cm，將礫石遍布其上，總厚度約為40 cm。

2.1.2 道路邊坡設(shè)計(jì)要求

根據(jù)《公路路基施工工技術(shù)規(guī)范2019版》設(shè)計(jì)的要求，在滑體范圍內(nèi)和外進(jìn)行漿砌圈形截水溝用來減少地下水的下滲。在抗滑樁施工的范圍內(nèi)，應(yīng)平整地面并填平夯實(shí)，避免對(duì)樁身產(chǎn)生側(cè)壓。樁孔開挖的時(shí)候，要根據(jù)下滑力的大小，滑體的土石結(jié)構(gòu)破壞的程度和地下水等情況的不同，采用全面同時(shí)開挖或者跳躍式間隔開挖。根據(jù)地質(zhì)條件，護(hù)壁可以采用混凝土、鋼筋混凝土的以及噴護(hù)等方法。如果在地質(zhì)條件許可的情況下，且開挖不深時(shí)，能確保施工安全時(shí)，可以不支護(hù)，一般控到設(shè)計(jì)標(biāo)高，符合樁基已經(jīng)設(shè)置在較好的基巖上，井孔就保持垂直且不小于設(shè)計(jì)的尺寸和己達(dá)最底下一層滑動(dòng)面下5 m以上時(shí)，應(yīng)立即綁扎鋼筋（或下預(yù)制鋼筋籠），灌注桃身混凝土，不能拖延時(shí)間[2]。

2.2 公路橋梁建設(shè)中軟土地基所帶來的風(fēng)險(xiǎn)

軟土地基的內(nèi)部結(jié)構(gòu)孔隙較大，因此，更容易出現(xiàn)路面下沉的問題。道路沉降的主要原因是軟土地基在施工過程中受到地下水的影響，再加上其經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的侵蝕，一些土壤就會(huì)被沖刷而流失，導(dǎo)致地基的穩(wěn)定性大幅度降低，進(jìn)而使其在受到壓力時(shí)，導(dǎo)致路面變得不平整。由以上分析可知，軟土地基的基本穩(wěn)定性較差，道路的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)難以承受長(zhǎng)期的雨水影響，所以必須使其具有較強(qiáng)的抗荷載沖擊能力，否則會(huì)影響路面質(zhì)量。我國(guó)建筑企業(yè)根據(jù)目前的情況，在修建高速公路時(shí)，往往選擇瀝青混凝土或水泥混凝土作為建筑材料。工程師需要充分考慮公路工程的實(shí)際要求和施工特點(diǎn)，避免路基材料選擇的不合理。因此，工程師必須靈活選擇建筑材料和施工工藝，確保公路質(zhì)量。

3 公路橋梁工程中軟土地基施工存在的問題

3.1 沒有充分重視軟土地基施工技術(shù)

施工企業(yè)沒有綜合考慮軟土地基的施工工藝，在施工過程中沒有給予足夠的重視，所以部分軟土地基施工無法達(dá)到預(yù)期的工藝要求和建設(shè)目標(biāo)。另外，為了降低施工成本，一些建筑企業(yè)即使意識(shí)到軟土地基施工的必要性，但還會(huì)繼續(xù)采用傳統(tǒng)的基礎(chǔ)施工方法，雖然很多這種施工方法是無害的，但由于施工企業(yè)的片面認(rèn)識(shí)，往往會(huì)造成地面沉降、不平整等嚴(yán)重后果。這不僅延長(zhǎng)了建設(shè)工期，而且增加了建設(shè)成本，同時(shí)也帶來了不必要的交通危險(xiǎn)。

3.2 地質(zhì)勘察不當(dāng)

公路橋梁施工前施工單位沒有詳細(xì)的地質(zhì)調(diào)查資料，缺乏對(duì)地質(zhì)條件的全面了解，導(dǎo)致在公路橋梁施工方案設(shè)計(jì)過程中缺乏參與性和合理性。在實(shí)際施工的施工技術(shù)中，施工技術(shù)與現(xiàn)場(chǎng)條件不一致的問題嚴(yán)重影響了施工效果和施工進(jìn)度，這都是由于建筑企業(yè)對(duì)地質(zhì)勘探工作的不重視而引起的，并且施工所需的地質(zhì)調(diào)查必須包含完整的信息。如果缺乏相關(guān)的建設(shè)信息，施工會(huì)很困難，而且很難開展后續(xù)的建設(shè)和設(shè)計(jì)工作。從本質(zhì)上講，軟土地基的建設(shè)人員大部分都靠自身經(jīng)驗(yàn)施工，導(dǎo)致給施工帶來了更大的風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 不合理的施工問題

在施工中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些不合理的情況，比如公路、橋梁軟土地基施工壓縮不足、硬地殼層處理不當(dāng)?shù)?。硬地殼層位于軟土層的頂部，硬地殼層可以承受更大的壓力，如果能夠加?qiáng)這部分建設(shè)，可以很大程度上提高地基的承載能力。因此，施工過程中應(yīng)注意對(duì)硬地殼層的施工。許多建筑公司沒有意識(shí)到這部分的重要性，并且在施工過程中可能會(huì)忽略相關(guān)的監(jiān)督工作，導(dǎo)致建設(shè)過程不符合嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)果導(dǎo)致硬地殼層被破壞。隨之而來的，施工難度和施工成本將會(huì)進(jìn)一步增加。軟土地基的構(gòu)成比其他地基復(fù)雜，上層土和下層土的特征差異較大。處理軟土地基時(shí)，要根據(jù)各級(jí)軟土地基的特點(diǎn)，調(diào)整施工工藝，防止因施工不當(dāng)造成地基下陷。而實(shí)際施工中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)軟土地基處理不當(dāng)?shù)那闆r，這惡化了軟土地基的承載能力，使軟土地基處理工作出現(xiàn)問題的可能性進(jìn)一步增加，甚至還會(huì)造成嚴(yán)重后果。E19B0AF6-8299-42FC-A669-1A3563D4FA1A

4 道路橋梁工程中軟土地基施工技術(shù)及作業(yè)要點(diǎn)

4.1 施工準(zhǔn)備

在開始處理軟土地基之前，需要進(jìn)行以下安排：各類工程機(jī)械設(shè)備進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)，并有專人負(fù)責(zé)檢查機(jī)器設(shè)備的性能。確認(rèn)無誤后，報(bào)告現(xiàn)場(chǎng)控制工程師驗(yàn)收[3]。同時(shí)，所有水電線路均應(yīng)連接到指定地點(diǎn)，及時(shí)清除工程現(xiàn)場(chǎng)的地下障礙物，例如泥土雜物。所有操作必須嚴(yán)格遵守施工圖紙，混樁的樁位線由樁號(hào)和樁控側(cè)線確定，必須讓現(xiàn)場(chǎng)控制工程師進(jìn)行再次檢查。確定軌距和水平距離。嚴(yán)格控制所選攪拌樁設(shè)備，保證導(dǎo)軌的平整、筆直，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行施工。相鄰兩軌之間的平行度誤差應(yīng)控制在兩厘米以內(nèi)，同樣兩軌之間的高度差也應(yīng)控制在2 cm以內(nèi)，以消除設(shè)置誤差，保證當(dāng)打樁機(jī)垂直和水平移動(dòng)時(shí)能夠清除下沉問題[4]。

4.2 水泥土樁施工的技術(shù)要點(diǎn)

4.2.1 水泥混合樁施工

施工前需平整地面，將地面清理至樁施工面同樣高度處，同時(shí)去除不符合路面性能的雜物，并清除樁位的根土。在場(chǎng)地平坦的地區(qū)，開挖泥沙后，可以填入優(yōu)質(zhì)土壤，切忌添加任何其他土壤。水泥土攪拌機(jī)和樁距、樁尺寸必須嚴(yán)格按照?qǐng)D紙要求設(shè)置。必要時(shí)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，對(duì)建筑物內(nèi)的水泥樁進(jìn)行試驗(yàn)。在施工開始時(shí)，檢查和測(cè)試樁成型過程。具體的試驗(yàn)結(jié)果決定了成樁工藝和鉆孔深度等技術(shù)參數(shù)。在樁施工過程中必須使鉆桿混合深度準(zhǔn)確達(dá)到設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)，施工過快、斷電等因素都會(huì)影響工作質(zhì)量，需要采取高效的補(bǔ)救措施。對(duì)一天內(nèi)的輔助噴霧工作需要特別注意。輔助噴劑與原樁體之間的最小重疊長(zhǎng)度必須至少為50 cm。如果不滿足此要求，則需要重新挖掘。新樁間距應(yīng)小于樁間距的0.15，在保證施工安全的同時(shí)，提高施工質(zhì)量。當(dāng)鉆頭上升到50 cm的高度時(shí)，要停止注入溶液，只進(jìn)行攪拌。在第二次攪拌時(shí)，需要反復(fù)攪拌，雙鉆頭的速度和鉆頭的提升速度可以和第一次一樣，此時(shí)不注入泥漿，然后利用石灰土墊層。在打樁后，需要專業(yè)人員對(duì)樁的質(zhì)量進(jìn)行確認(rèn)和驗(yàn)收。28 d后可檢查樁的形成情況，如樁強(qiáng)度。檢查的隨機(jī)數(shù)應(yīng)至少為總樁數(shù)的3%。如果在檢查中樁不合格，應(yīng)采取有效的修復(fù)措施。

4.2.2 水泥土拌合

完成樁的質(zhì)量檢查后，方可繼續(xù)施工，在達(dá)到可以鋪路的設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，利用鈣質(zhì)土墊層，完成后必須對(duì)樁按規(guī)范要求硬化。

4.3 路基加固技術(shù)的應(yīng)用

4.3.1 礫石樁施工技術(shù)要點(diǎn)

礫石樁的施工可以通過鉆孔或敲碎礫石，在注入灌漿的同時(shí)繪制灌漿線來完成。樁的抗壓強(qiáng)度等級(jí)必須在一定范圍內(nèi)或更高。一般使用的工程水泥含水率、溶液、灰分比以及注漿壓力都是確定的。當(dāng)碎石樁達(dá)到規(guī)定齡期時(shí)，可用低應(yīng)力法確認(rèn)樁的質(zhì)量，并檢查樁的完整性，應(yīng)檢查總樁數(shù)的1/10。

4.3.2 粉噴樁加固技術(shù)

粉噴樁加固是一種常用的加工工藝。但是，使用前必須清除軟土地基上的所有障礙物。切記現(xiàn)場(chǎng)必須與機(jī)械檢修區(qū)相適應(yīng)，必須保持施工現(xiàn)場(chǎng)的暢通。如果現(xiàn)場(chǎng)沒有經(jīng)過認(rèn)證，則需要采取必要的措施，例如鋪設(shè)砂石和多層壓縮。在該地區(qū)的低地，接下來進(jìn)行噴樁的施工準(zhǔn)備工作，在檢查現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)、測(cè)量數(shù)據(jù)的排序 時(shí)特別要注意理解和執(zhí)行相關(guān)要求，保證所有設(shè)計(jì)都應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)，并及時(shí)更新設(shè)計(jì)圖以匹配現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況[5]。如果施工中涉及到某些參數(shù)，可以用樁試驗(yàn)法檢查。測(cè)試部門可以優(yōu)化鉆孔速度、混合速度和噴粉率等參數(shù)，獲得更加合理有效的建設(shè)方案。

4.3.3 表面處理技術(shù)

在軟土地基處理中，可以采用表面處理技術(shù)對(duì)軟土地基進(jìn)行處理。使用這種技術(shù)可以防止局部軟地變形。需要通過排水來增加軟土地基的表面強(qiáng)度，確保施工順利進(jìn)行。實(shí)際中的一些表層土壤也含有大量水分，為便于軟土地基的處理，施工前需挖溝排水。

4.3.4 擠密壓實(shí)法

擠密壓實(shí)法是目前使用最廣泛的軟土地基維護(hù)方法之一。這種壓實(shí)技術(shù)于1971年中期引入并得到廣泛應(yīng)用。該技術(shù)利用砂漿與水接觸時(shí)膨脹的原理，使土壤結(jié)構(gòu)更堅(jiān)固、穩(wěn)定，進(jìn)而加強(qiáng)了公路橋梁的基礎(chǔ)強(qiáng)度。

4.3.5 樁基處理技術(shù)

所謂樁基加工工藝，是一種主要利用外力將樁基推入松軟地層的加工工藝。該技術(shù)保持了樁基的穩(wěn)固性，可以大大提高軟地墊層的強(qiáng)度。在樁基加工技術(shù)的應(yīng)用中，樁基的制造和打樁工位是該技術(shù)的重要工作。

4.3.6 水泥混樁法

水泥混樁法可用于增加軟土地基的強(qiáng)度。大多數(shù)水泥攪拌方法都是在攪拌機(jī)中加入石灰、軟土硬化劑等原料。然后，通過復(fù)雜的物理變換，制造出高強(qiáng)度復(fù)合基材。為保證施工現(xiàn)場(chǎng)的清潔，必須對(duì)現(xiàn)場(chǎng)雜物進(jìn)行清理，改善施工效果。

4.3.7 碎屑沉積物壓縮

碎屑沉積物壓縮結(jié)構(gòu)僅在某些特定的情況下使用，這種碎屑沉積物壓縮結(jié)構(gòu)可用于增加地基的強(qiáng)度，特別是在高速公路和橋梁的建設(shè)中，基礎(chǔ)區(qū)域經(jīng)常存在大量沉積物。由于軟土地基往往低于水位，因此很難按照規(guī)范設(shè)計(jì)應(yīng)用常規(guī)的軟土地基處理技術(shù)。該技術(shù)的具體用途是：首先，檢查地基所在的施工現(xiàn)場(chǎng)。然后將石頭鋪在該區(qū)域。通過機(jī)械裝置擠壓這些石頭。清除地基所在區(qū)域的所有沉積物，最后在擠壓區(qū)域放置頂層巖石，然后再鋪一層沙子，且砂石的厚度必須符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求。以上是在沙子鋪開后，使用碎屑沉積物壓縮結(jié)構(gòu)進(jìn)一步擴(kuò)大土層的過程。所有操作必須嚴(yán)格按照規(guī)定的要求進(jìn)行。注意不要使礫石過大。此外，粒徑也不應(yīng)太大。這種施工方法減少了礫石的使用量，增強(qiáng)了污泥壓縮效果。

4.3.8 壓實(shí)法

壓實(shí)法主要用于樁孔形成過程中，主要方法是充分利用具有側(cè)向壓縮作用的土層，然后用鈣質(zhì)土或普通土壓實(shí)，重要的壓實(shí)方法很多，主要如下所述。在樁上打一個(gè)洞，其中用石灰土填滿的方法稱為石灰土壓實(shí)法，對(duì)裸土進(jìn)行錘擊和填充的方法稱為土壤壓實(shí)。可以根據(jù)具體工程項(xiàng)目的實(shí)際情況選擇合理的填充方法。一般來說，需要就地取材和現(xiàn)場(chǎng)加工，這幾種方法最適用于軟土地基。另外，壓實(shí)方法中的石灰樁法采用的是普通壓實(shí)法的原理，在該方法中，將礦渣、火山灰、石灰、碎煤按一定比例加入樁孔中，通過擠壓和振動(dòng)使樁體形成完整的樁，使用時(shí)注意不要堵塞管道。這是因?yàn)槭遗c水會(huì)反應(yīng)，然后會(huì)生成各種混合物，在反應(yīng)中增加石灰的量，還會(huì)加劇阻塞問題。砂樁法不是很常見，但也是一種壓實(shí)方式，在這種方法中，主要通過沖擊或振動(dòng)將軟土地基刺穿，直接用沙子或礫石填充。

5 結(jié)語

公路和橋梁工程的質(zhì)量會(huì)直接影響我國(guó)的運(yùn)輸業(yè)務(wù)和交通安全性。因此，工程的建設(shè)單位必須符合公路橋梁工程有關(guān)部門的最新要求和標(biāo)準(zhǔn)，并加強(qiáng)對(duì)軟土地基處理措施的高效應(yīng)用，盡最大可能滿足項(xiàng)目施工要求。相關(guān)人員必須根據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)圖和具體建設(shè)環(huán)境靈活選擇施工方案，防止地面沉降、不平整等質(zhì)量問題的出現(xiàn)，有效提高公路橋梁工程的整體施工水平。

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