公路橋梁工程施工中軟弱地基處理施工組織探討

■胡丙偉，朱昌喜

■1．中國(guó)河南國(guó)際合作集團(tuán)有限公司，河南 鄭州 450000;2．河南新縣宏大建設(shè)工程有限責(zé)任公司，河南 新縣 465500

1 軟弱地基的特點(diǎn)

按照一般的定義來(lái)看，軟弱地基就是指由淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土或其它高壓縮性土層構(gòu)成的地基。它的突出特點(diǎn)是水分含量大，土壤中存在較大的空隙率。我們?cè)诠こ痰慕ㄔO(shè)中常會(huì)遇到這樣的地基，它有獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，總結(jié)而言，主要包括以下內(nèi)容:

1．1 具有較高的含水量

一般的軟土往往會(huì)包含30%-70%的含水量，換言之，軟土層是流動(dòng)于水體上的，所以，如果施工組織的現(xiàn)場(chǎng)存在較多的路面淤泥，就會(huì)導(dǎo)致施工組織機(jī)械無(wú)處放置，直接影響到工程的施工組織。

1．2 滲水能力不強(qiáng)

因?yàn)檐浫醯鼗旧砭哂休^高的含水量，所以對(duì)于外部的水分吸收相當(dāng)少，會(huì)導(dǎo)致下滲的水速度逐漸變慢直至停止。施工組織時(shí)，軟土的凝固速度也需要較久的時(shí)間，并且土中的某些有機(jī)質(zhì)會(huì)造成通水管堵塞，如果不采取排水措施，水流就會(huì)匯聚到一千，時(shí)間一久，水會(huì)流至土中深處，進(jìn)一步加大軟土面積。

1．3 具有較強(qiáng)的壓縮性

在施工組織軟弱地基前，常會(huì)借助壓力排除土中的水分，這時(shí)因?yàn)檐浲辆哂懈吆浚趬毫Φ淖饔孟拢蜆O容易擠出水分，這時(shí)就會(huì)導(dǎo)致土層下陷，甚至某些地區(qū)出現(xiàn)較多的漏洞，一旦發(fā)現(xiàn)這種情況時(shí)，可以采取使用別的土來(lái)對(duì)下陷及漏洞部分進(jìn)行填充的方法。

1．4 具有較低的抗剪強(qiáng)度

在快剪時(shí)，軟土的粘聚力大約為10kPa左右，由于軟土的抗剪能力會(huì)跟排水能力有著密切的關(guān)系，因此，要有效增強(qiáng)軟土的抗剪強(qiáng)度，必須對(duì)排水管道進(jìn)行特殊處理，將排水管道中的雜質(zhì)進(jìn)行大清理，保證排水的流暢。再者，抗剪強(qiáng)度還會(huì)跟軟土地深直接相關(guān)，深度越大，抗剪強(qiáng)度越強(qiáng)，它們之間的關(guān)系大致是:軟弱地基每加深1m，抗剪強(qiáng)度會(huì)加多1——2kPa。所以，如果在此類地基上面修建公路橋梁工程，往往會(huì)出現(xiàn)地基的沉陷和失穩(wěn)等眾多問(wèn)題，嚴(yán)重影響到工程的質(zhì)量和試驗(yàn)功能。

2 軟弱地基的危害

2．1 施工組織時(shí)不夠安全

因?yàn)槿藗儫o(wú)法預(yù)見軟弱地基的實(shí)際情況，要是施工組織時(shí)并沒(méi)有高度重視軟弱地基的性質(zhì)，就極有可能會(huì)導(dǎo)致施工組織存在安全隱患。在對(duì)路基進(jìn)行施工組織時(shí)，常會(huì)發(fā)生各類問(wèn)題，施工組織人員進(jìn)行地質(zhì)勘測(cè)時(shí)，要是沒(méi)有控制好勘測(cè)結(jié)果，導(dǎo)致與實(shí)際情況存在較大的誤差，可能就漏掉一些本該進(jìn)行處理的軟土，最終使得工程施工組織無(wú)法順利開展。在進(jìn)行施工組織時(shí)，若是加固不夠或者沒(méi)有進(jìn)行軟土的加固，或者填筑沒(méi)有分層進(jìn)行，結(jié)果就極有可能會(huì)導(dǎo)致路堤失穩(wěn)。

2．2 施工組織后會(huì)造成路面侵蝕，發(fā)生沉降，甚至導(dǎo)致路面硬化

公路橋梁工程一般的施工組織材料為混泥土物質(zhì)，這類的材料對(duì)于雨水的抗侵蝕性較強(qiáng)，容易發(fā)生路面侵蝕問(wèn)題，最終影響材料的緊密度。在降雨量較多的月份，易導(dǎo)致大面積的路面破損，甚至使得路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)松散與材料的脫落，長(zhǎng)期下去就會(huì)影響整體安全。因?yàn)槁窐蜍浲翆邮艿介L(zhǎng)時(shí)間的地下水沖刷，造成嚴(yán)重的水土流失，大大降低了軟弱地基的強(qiáng)度;或者因?yàn)槭┕そM織不當(dāng)，導(dǎo)致施工組織質(zhì)量下降。導(dǎo)致公路在施工組織的過(guò)程中出現(xiàn)路面沉降，最終威脅到使用壽命與行車安全。

3 軟弱地基施工組織技術(shù)分析

上述軟弱地基的特性和施工組織的不當(dāng)?shù)纫蛩兀瑫?huì)嚴(yán)重影響到公路橋梁工程的本來(lái)功能，必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚恚拍苡行岣吖窐蛄汗こ痰氖褂脡勖桶踩?/p>

3．1 表層處理方法

這種方法一般被用在地基表面相當(dāng)軟弱的情況下。主要是借助排水、敷設(shè)與材料增添等辦法來(lái)提升地表的強(qiáng)度，避免地基局部出現(xiàn)剪切變形的情況，確保施工組織機(jī)械能正常運(yùn)作;還可確保填土荷載在地基上均勻分布。

(1)表層排水法:對(duì)于那些土質(zhì)不錯(cuò)但是因?yàn)楹刻喽兂绍浫醯鼗那闆r，填土前應(yīng)該對(duì)地表面進(jìn)行開挖溝槽，排除地表水，減少地基表層土的含水量，以確保施工組織機(jī)械能順利通行。為了將開挖出的溝槽運(yùn)用在盲溝的施工組織中，應(yīng)當(dāng)回填一些透水性好的砂礫碎石。

(2)砂墊層法:這種方法常用于軟土層不太厚，排水性能好，砂礫資源充足，工程工期不緊張的情況中。一般當(dāng)砂墊層厚12—24cm時(shí)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合提升排水面理論，利用軟弱地基在構(gòu)造物荷載下能有效加速排水固結(jié)凝結(jié)的作用，來(lái)強(qiáng)化軟土層的強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定要求。在選擇砂礫墊層施工組織材料時(shí)，應(yīng)當(dāng)控制好潔凈中、粗砂，確保5%以下的含泥量，還應(yīng)注意選擇那些粒徑在5cm之內(nèi)的天然級(jí)配砂礫。為了確保顯著的排水效果，應(yīng)當(dāng)在施工組織時(shí)做好灑水壓實(shí)工作，施工組織前要檢查好砂礫表層，表層濕潤(rùn)時(shí)則可采取施工組織處理。

(3)敷墊材料法:對(duì)于地基土層不均勻，可能發(fā)生局部不均勻沉降和側(cè)向變位，可利用所敷墊材料的抗剪和拉抗力來(lái)增強(qiáng)施工組織機(jī)械的通行能力。均勻地支承填土荷載、減少地基局部沉降和側(cè)向變位，提高了地基的支承能力。

(4)添加劑法:當(dāng)表層為粘性土?xí)r，在其內(nèi)滲入添加劑，以改善地基的壓縮性能和強(qiáng)度特性，確保施工組織機(jī)械的正常行駛，也提高了固結(jié)的效果。工程上常用生石灰、水泥及熟石灰作為添加材料。石灰類添加材料通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)拌和或廠拌，能產(chǎn)生團(tuán)粒效果，降低土壤含水量，被固結(jié)的土也會(huì)發(fā)生化學(xué)性固結(jié)，確保土體的穩(wěn)定。

3．2 粉噴樁加固法

粉噴樁主要適合用在深層地基加固中。這是以水泥、石灰等材料作為固化劑的主劑，用攪拌機(jī)械將軟土和固化劑強(qiáng)制攪拌，通過(guò)固化劑與軟土發(fā)生的物理化學(xué)反應(yīng)，將軟土硬結(jié)成強(qiáng)度較高的優(yōu)質(zhì)地基。這種方法就是使用粉體狀固化劑來(lái)攪拌處理軟基，常用在淤泥及粉土等粘性土的加固中。

3．3 水泥攪拌樁法

此法以石灰、水泥等材料為固化劑，通過(guò)深層攪拌機(jī)械的作用，將軟土與粉體或漿液樁的固化劑在地基深處進(jìn)行強(qiáng)制攪拌，經(jīng)過(guò)一系列的物理化學(xué)反應(yīng)，形成強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好的復(fù)合地基。水泥攪拌樁法常用于對(duì)粉土、松散砂土等地基的加固，其優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在施工組織過(guò)程中對(duì)路堤的干擾較小，非常適合擴(kuò)建工程施工組織。在施工組織之前，首先要保證場(chǎng)地平整，如果有低洼下陷的區(qū)域要用粘土填平，同時(shí)需要清除場(chǎng)地內(nèi)的一切雜物，如砂墊層和生活垃圾等。

3．4 豎向排水同結(jié)法

將垂直的排水柱設(shè)置在粘性土地基中，縮短了排水距離，促進(jìn)了地基排水固結(jié)，增加了抗剪強(qiáng)度。垂直排水柱所用的材料分為砂井和紙板排水兩種。根據(jù)砂井的施工組織方法不同砂井排水法可分為水射式、螺旋鉆式、打入式、振動(dòng)式及袋裝式等。此法很少單獨(dú)使用，多與加載法或緩速填土法并用，對(duì)層厚大，均質(zhì)的粘土地質(zhì)最為有效;對(duì)泥炭質(zhì)地基效果稍差。

4 結(jié)語(yǔ)

軟弱地基在建設(shè)中分布廣泛，并且對(duì)于行車的安全性有很大的影響。在進(jìn)行軟弱地基建設(shè)過(guò)程中，首先要對(duì)軟弱地基有一個(gè)準(zhǔn)確的判定，其次在設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)地質(zhì)勘查實(shí)際情況采取相應(yīng)處理措施。在施工中要嚴(yán)格按照施工方案進(jìn)行處理，保證軟弱地基處理后達(dá)到營(yíng)運(yùn)階段所需要的強(qiáng)度及穩(wěn)定性，以保證在運(yùn)營(yíng)階段的使用壽命。

［1］王偉．沖擊壓實(shí)在重慶“三環(huán)”高速公路中的應(yīng)用［J］．長(zhǎng)江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2014(04)．

［2］王翔，陳文建．論道路路基工程施工質(zhì)量控制［J］．四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2014(06)．

［3］崔玉慶．鉆孔灌注樁用于公路軟土地基施工研究［J］．佳木斯職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2015(03)．