道路橋梁工程中軟土地基施工處理措施

張 建 中

(山西省公路局忻州分局，山西 忻州 034000)

公路是國家交通運(yùn)輸?shù)幕A(chǔ)設(shè)施，國家和地區(qū)要想得到長(zhǎng)遠(yuǎn)持續(xù)發(fā)展就必須完善道路交通建設(shè)，在實(shí)際建設(shè)過程中，軟土地基是經(jīng)常遇見的地質(zhì)問題，對(duì)道路橋梁的建設(shè)質(zhì)量有較大程度的影響，因此施工單位必須對(duì)軟土地質(zhì)進(jìn)行加固處理。

1 軟土地基的概念及特征

1.1 軟土地基的概念

所謂軟土指的是組成中含有一定量泥砂或是泥砂成分的土的全稱，軟土的壓縮量和含水量都較高，透水性和剪切強(qiáng)度較低，因此導(dǎo)致軟土地基的承載能力較差。

1.2 軟土地基的主要特征

軟土地基主要有以下幾點(diǎn)特征：第一，孔隙比較大，軟土地基的土質(zhì)通常十分松散，土粒與土粒之間有較大的空隙，因此它的空隙較正常土質(zhì)地基來說更大一些。第二，含水率高，一些靠近河流湖泊的土體，它們的地下水含量較高，導(dǎo)致土地內(nèi)部含有大量的水分，久而久之形成軟土地基。第三，壓縮性高，軟土地基相對(duì)于正常地基來說承載能力較差，因此在受到外界負(fù)荷的時(shí)候，中間的大孔隙會(huì)受到壓縮，且土體內(nèi)部的水分會(huì)被擠出，導(dǎo)致土體體積迅速變小，如果此類地基出現(xiàn)在道路橋梁建設(shè)中，就會(huì)導(dǎo)致道路內(nèi)部結(jié)構(gòu)變形甚至出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。第四，透水性弱，由于軟土地基本身的含水量已經(jīng)很大，當(dāng)遇到多雨天氣時(shí)，下部無法吸收水分，水源會(huì)長(zhǎng)期積累在道路上部無法排走。第五，變動(dòng)靈敏性高，軟土地基由于內(nèi)部存在大量的水分和氣泡，導(dǎo)致地基體積十分不穩(wěn)定，當(dāng)受到一定荷載力時(shí)，極可能由于受力不均造成其體積發(fā)生各種變化。

2 道路橋梁工程中軟土地基處理的準(zhǔn)備工作和控制原則

2.1 道路橋梁工程中軟土地基處理的準(zhǔn)備工作

首先要對(duì)道路橋梁施工地區(qū)的地質(zhì)進(jìn)行仔細(xì)認(rèn)真的勘察，對(duì)施工地區(qū)的地質(zhì)、地基、水文方面資料進(jìn)行收集和整理，通過對(duì)資料的分析為建筑施工提供一定的幫助。其次，要對(duì)施工方案進(jìn)行正確的選擇，根據(jù)施工地區(qū)的調(diào)查報(bào)告，篩選出幾套初選方案，而后根據(jù)施工具體情況對(duì)初選方案進(jìn)行集中分析對(duì)比，找到方案的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，再結(jié)合施工環(huán)境、施工工期、機(jī)械設(shè)備等方面選定最終施工方案。

2.2 道路橋梁工程中軟土地基處理的控制原則

在處理道路橋梁軟土地基時(shí)，應(yīng)該遵循防治結(jié)合的控制原則。首先軟土地基的預(yù)防性控制的目的是盡量保證路基路面的完整性，及時(shí)進(jìn)行預(yù)防性控制一方面能夠有效延長(zhǎng)道路橋梁的施工壽命，另一方面能夠節(jié)省道路的施工資金。一旦道路的預(yù)防性控制工作沒有做好，就會(huì)使道路橋梁的受損程度增加，同時(shí)增加公路修建的補(bǔ)救費(fèi)用。而修復(fù)性控制則主要針對(duì)的是軟土地基破壞較嚴(yán)重的區(qū)域，技術(shù)施工人員應(yīng)該根據(jù)路面受損程度和受損類型及時(shí)選擇恰當(dāng)?shù)难a(bǔ)救方法，這樣才能避免道路進(jìn)一步受損，如果道路的修復(fù)性控制沒有做好，不但會(huì)增加后續(xù)修復(fù)工作量和修復(fù)費(fèi)用，甚至還會(huì)導(dǎo)致一系列不必要的安全事故，給人們帶來財(cái)產(chǎn)生命威脅。總之，在道路橋梁施工建設(shè)過程中，只有對(duì)軟土地基進(jìn)行嚴(yán)格的預(yù)防和控制，才能保證整個(gè)施工工程的質(zhì)量和安全。

3 道路橋梁工程中軟土地基處理方法

3.1 加載換填法

加載換填法是處理軟土地基的一個(gè)重要方法，就是在對(duì)原有數(shù)據(jù)進(jìn)行充分考量的基礎(chǔ)上，對(duì)一定固定深度范圍內(nèi)的軟土進(jìn)行替換，替換材料通常采用高強(qiáng)度、高穩(wěn)定性的物理材料。替換過后應(yīng)在地基上施加壓力以減少填充物之間的空隙。另外，填土加載也可以采取豎井加壓的方法降低地下水量，通過降低土壤中的水分增強(qiáng)土質(zhì)的強(qiáng)度。在進(jìn)行換填時(shí)需要對(duì)道路橋梁的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行充分考慮，使軟土地基能夠長(zhǎng)久的保持承載能力。

3.2 拋石擠淤法

在處理河流湖泊處的地基時(shí)，軟土地基位于水下，很難做到對(duì)土壤進(jìn)行更換，對(duì)于這種情況，我們可以采取拋石擠淤法，在路基上面填充石片，然后采取一定的外力對(duì)石片進(jìn)行擠壓，這樣路基中的淤泥就會(huì)被擠出，擠出淤泥后在路基表面上鋪上一層厚沙。在拋石過程中，當(dāng)片石浮出水面后應(yīng)該用顆粒較小的石塊對(duì)縫隙進(jìn)行填充，最后再進(jìn)行碾壓夯實(shí)。

3.3 灌漿法

灌漿法通常用在軟土地質(zhì)特別嚴(yán)重的路段，技術(shù)施工人員利用粉噴法和電化學(xué)原理等方法將水泥砂漿灌入地基的細(xì)縫中，從而改變地基土層的性質(zhì)，提高地基土質(zhì)的強(qiáng)度。灌漿法施工相對(duì)來說比較簡(jiǎn)單，施工人員在具體操作過程中應(yīng)選用性能較好的電鉆，按照預(yù)先設(shè)計(jì)的灌漿位置進(jìn)行固定，對(duì)于噴粉量、停粉時(shí)間以及灌入水泥漿的量都要進(jìn)行嚴(yán)格控制，另外在工程實(shí)施前應(yīng)該進(jìn)行實(shí)際勘察，確保制定的計(jì)劃行之有效。

4 案例分析

4.1 工程概況

某地區(qū)公路為一級(jí)雙向四車道公路，公路全長(zhǎng)12 km，路基寬度22 m，公路規(guī)定行車速度為100 km/h。該公路所在地區(qū)為沿河平原地區(qū)，地勢(shì)低洼平坦，氣候四季都較為濕潤(rùn)，四季溫度溫差較大。公路所在地區(qū)有豐富的地下水資源，水位埋深較淺，經(jīng)實(shí)地勘察該地區(qū)地下水以及地表水對(duì)混凝土有一定的腐蝕作用。

4.2 公路軟土地基處理施工工藝

由于該公路施工主要路段屬于沿河地段，因此在設(shè)計(jì)上采取排水、清淤、片石填筑、換填改良土鋪設(shè)土工格柵等工序進(jìn)行處理。

1)排水清淤處理。

對(duì)于積水量不多的路段，可以直接使用抽水設(shè)備將積水處理干凈，等表面技術(shù)處理完畢后，用挖掘機(jī)在積水區(qū)進(jìn)行挖除，待出現(xiàn)原狀土壤后即可停止清理。清理出的淤泥應(yīng)由專業(yè)人員進(jìn)行檢測(cè)，并配置一定比例的填充材料填充至原積水區(qū)。

2)片石填筑。

在片石選擇上應(yīng)該選擇抗壓強(qiáng)度較強(qiáng)的材料進(jìn)行填筑，一般選擇抗壓強(qiáng)度大于30 MPa，中部厚度大于15 cm的片石進(jìn)行填筑。在正式填筑施工前，應(yīng)該在公路施工區(qū)抽取200 m路段進(jìn)行試驗(yàn)填筑，通過試驗(yàn)?zāi)軌驒z驗(yàn)施工工藝的合理性，施工工藝和施工機(jī)械設(shè)備的配置組合度以及各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的穩(wěn)定性。試驗(yàn)路段施工完畢后由檢測(cè)人員進(jìn)行工程檢測(cè)，審核無問題后可以展開大面積施工。首先施工人員將選好的片石用車輛運(yùn)輸至施工地點(diǎn)，將施工地用推土機(jī)和平地機(jī)進(jìn)行推平處理，保證地基的厚度和平整度，待平整后采用壓路機(jī)進(jìn)行反復(fù)碾壓，增強(qiáng)土壤的壓實(shí)度。其次，在進(jìn)行分層填筑時(shí)，應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，先低后高，先中央后兩邊進(jìn)行材料卸載，同時(shí)用推土機(jī)和壓路機(jī)進(jìn)行后續(xù)處理，保證碾壓層平整且厚度不超過0.5 m。將片石填筑好后對(duì)片石的頂部再次進(jìn)行碾壓，對(duì)于欠缺平整的縫隙應(yīng)該用碎石屑等細(xì)料找平，當(dāng)輪跡小于8 mm時(shí)停止碾壓，并在其上方填筑一定量的路基土。

3)換填改良土。

改良土的主要配置材料為土和石灰，將一定量的土和石灰按配比配合后運(yùn)用攪拌機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)攪拌處理。攪拌完成后同樣選取200 m路段進(jìn)行試驗(yàn)段施工，試驗(yàn)施工完成后經(jīng)檢測(cè)，如果符合施工標(biāo)準(zhǔn)則可以進(jìn)行大面積施工。在換填改良土?xí)r原則上應(yīng)該采用分層攤鋪的方法進(jìn)行，如果土壤中的含水量較大則應(yīng)該先進(jìn)行翻曬，然后再攤鋪，最后用推土機(jī)推平；如果土壤中的含水量較少，則應(yīng)該先在土壤中加入預(yù)定量的水分進(jìn)行悶土處理，待土壤水分符合要求再進(jìn)行攤鋪和推平。

4.3 公路軟土地基處理質(zhì)量檢測(cè)

施工完畢后應(yīng)該對(duì)軟土地基的處理情況進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，避免由于施工過程中管理和操作流程的不完善導(dǎo)致地基處理不符合既定處理要求。因此在軟土地基處理施工后必須科學(xué)的進(jìn)行組織工作，加強(qiáng)技術(shù)管理，嚴(yán)格按照質(zhì)量流程操作，做好質(zhì)檢驗(yàn)收工作。

5 結(jié)語

在道路橋梁施工中，施工人員要加強(qiáng)對(duì)軟土地基的處理，提升道路的強(qiáng)度和承載能力，進(jìn)而提升道路橋梁的穩(wěn)定性和安全性，延長(zhǎng)道路橋梁的使用壽命。