公路橋梁施工中的地基處理技術(shù)分析

文/姚鵬

1 前言

軟土地基是公路橋梁建設(shè)中較為常見的一種情形，其黏度低、穩(wěn)定性差，對公路橋梁承載力的負(fù)面影響極大。對此，施工單位必須予以有效處理，確保路基的安全穩(wěn)定性，提高公路橋梁的使用安全指數(shù)。特別是對當(dāng)下地基的不完善處理策略，相關(guān)部門必須要秉承“設(shè)計合理、施工最佳、決策最準(zhǔn)、經(jīng)濟(jì)可靠”的原則開展相關(guān)工作，確保工程成本最小化，效果最優(yōu)化。

2 公路橋梁施工中地基處理中存在的問題

2.1 方案與實際脫軌，缺乏有效理論指導(dǎo)

公路橋梁施工中，地基處理方案可選擇性較多，但卻并不存在可以生搬硬套的方案，特別是在施工地域與方案所適用地域不同的情況下，施工單位必須要量體裁衣，以適合性原則來設(shè)計方案，確保地基處理方法在適合范圍之內(nèi)。例如：施工過程中，施工人員需要根據(jù)實際施工現(xiàn)狀、具體工程地貌與地基來修改方案，以此真正解決軟土地基問題。但部分施工單位會脫離實際，以經(jīng)驗主義施工，最終導(dǎo)致施工失??；再比如：換填法是當(dāng)前地基處理技術(shù)中較為常用的一種方法，此方法極為簡單且直接，效果卻十分明顯。但如果所處理地基超過3m，工作量會大大增加，投入資金也會隨之增多，不符合經(jīng)濟(jì)性原則；排水固結(jié)法，即將軟土地基中的水分排出，效果顯著，但工期漫長，對工期緊的工程不適宜。另外，公路橋梁施工中地基處理技術(shù)的理論知識并不少，系統(tǒng)理論化指導(dǎo)卻并不多見，這也導(dǎo)致很多施工單位在實際處理過程中理論與實際脫節(jié)，最終造成施工效果不理想[1]。

2.2 設(shè)備落后，難以駕馭先進(jìn)地基處理技術(shù)

由于地質(zhì)環(huán)境的復(fù)雜，在公路橋梁施工中會遇到各種各樣的地基狀況，而雖然我國在此方面的研究有所進(jìn)步和突破，但因施工設(shè)備落后，很多地基問題依然沒有得到有效解決。例如：施工設(shè)備因老舊、落后難以對地基進(jìn)行有效施工，或者在施工過程中受制于地基狀況，導(dǎo)致工程建設(shè)被不斷延遲。這些都是設(shè)備落后導(dǎo)致的，而很多施工單位迫于經(jīng)濟(jì)狀況，難以及時有效升級設(shè)備，因此在施工方面自然就存在很多問題。另外，施工單位對先進(jìn)地基處理技術(shù)的引進(jìn)并不少，但因為不善應(yīng)用難以有效發(fā)揮其作用。特別是復(fù)雜的公路橋梁地基問題會導(dǎo)致地基處理技術(shù)的科學(xué)性、先進(jìn)性受到影響，而不善應(yīng)用先進(jìn)處理技術(shù)自然就無法展現(xiàn)出預(yù)期的理想效果。不僅如此，部分施工單位對先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)缺乏重視，施工中以經(jīng)驗主義為主，缺乏系統(tǒng)性、前瞻性思考，自然就導(dǎo)致地基處理不理想。

2.3 施工單位質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不一，缺乏有效質(zhì)檢方法

不同的施工單位在地基處理技術(shù)水平方面也是參差不齊，即使方法相同，結(jié)果也千差萬別，這些都對地基處理影響甚大。另外，施工單位的機(jī)械、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等也會對地基處理效果產(chǎn)生影響。例如：幾年前因施工隊的快速擴(kuò)張，很多施工隊都缺乏必要的技術(shù)人才和相關(guān)培訓(xùn)，導(dǎo)致施工出現(xiàn)各種問題，影響公路橋梁質(zhì)量和使用效果。不僅如此，在質(zhì)檢方面，我國的質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)與方法也并不健全，很多地區(qū)的軟土地基處理后檢查標(biāo)準(zhǔn)與工作不到位，難以為施工提供有效保障。

3 公路橋梁施工中地基處理技術(shù)

3.1 強夯處理技術(shù)

強夯處理技術(shù)也被稱為動力固結(jié)法，它能增強地基的抗剪性，提高其抗震性和抗液化能力，在處理砂土地基、濕陷性土、濕陷性黃土地基方面具有極好的效果。該方法的主要原理是利用巨大沖擊力對軟土地基土層進(jìn)行施壓，使其在內(nèi)部產(chǎn)生巨大沖擊波和壓力，最終對土體孔隙形成壓縮，完成作業(yè)。在強夯過程中，夯實點周圍的土層會在巨大沖力的作用下形成裂隙良好的排水通道，將土內(nèi)孔隙水和氣體排出，加快土層固結(jié)。經(jīng)過此操作之后，地基的承受力會大大提高，壓縮性也會降低200%～1000%，強夯處理技術(shù)是公路橋梁地基處理技術(shù)中較為常見且效果明顯的一種處理技術(shù)，該方法主要適用于天然孔隙較大、含水量較高的地基當(dāng)中。

3.2 換填處理技術(shù)

換填處理技術(shù)是施工單位用來解決地基中一些問題的方法之一。該方法能有效針對性解決許多不良土壤地質(zhì)中存在的地基問題，保護(hù)地基的穩(wěn)定性，提高其承載力，杜絕安全隱患遺留。此方法的應(yīng)用能有效提升施工加固效果，但需要施工人員明確軟土區(qū)域，并對其分布位置、深度等進(jìn)行精準(zhǔn)評估，精準(zhǔn)把握換填目標(biāo)，制定可行性方案，以此真正解決問題，確保公路橋梁施工質(zhì)量和使用壽命。執(zhí)行期間，施工人員需借助開挖機(jī)具的助力進(jìn)行作業(yè)，若遇到較為復(fù)雜的軟土地基情況下，則需輔以人工開挖手段，以最大限度確保開挖作業(yè)的精準(zhǔn)性。在換填完成之后，則要借助壓實技術(shù)對其進(jìn)行優(yōu)化處理，確保地基區(qū)域的穩(wěn)定性、安全性。如果所處理地基區(qū)域較大，則需采用分層填換、同步碾壓的方法，這樣能提高地基的承載力，避免其后續(xù)變形。

3.3 排水固結(jié)處理技術(shù)

排水固結(jié)處理技術(shù)主要針對的是含水量較大的地基，其操作原理是通過在地基中插入適當(dāng)數(shù)量的排水管，讓管道以垂直排水的形式將地基內(nèi)多余的水分排出，以此來達(dá)到排水固結(jié)的效果。如：河北省某公路一期工程，其工程全長60.38km，有4 座橋梁，且線路經(jīng)過平原區(qū)，局部有剝蝕低緩殘丘，經(jīng)過技術(shù)人員勘測，此工程的含水量達(dá)到56%，因此采用排水加固法最合適不過。經(jīng)過此方法的加固，該工程的含水量大大降低，地基的流動性也有所改善。真空排水預(yù)壓則是在土層中加入砂墊層和沙井，然后在砂墊層上放置不透氣塑料薄膜，施工人員借助真空抽氣設(shè)備抽氣，利用大氣壓促使土層中的水分流入沙井，起到排水固結(jié)的效果。此方法的效果雖然顯著，但成本也比較高，適用范圍窄，因而推廣使用力度不強。降水預(yù)壓法主要是利用井點抽水降低地下水位來改變地基土層結(jié)構(gòu)。電滲排水法利用的是直流電裝置，將地基中水體電流以物理性導(dǎo)向的方式讓水分流向一致，并統(tǒng)一從排水孔或沙井中排出，產(chǎn)生快速排水固結(jié)的效果，此方法存在一定的危險性，操作人員需穿戴無漏密封絕緣服，并保證操作規(guī)范，避免觸電事故發(fā)生。

4 提高公路橋梁施工中地基處理技術(shù)效果的策略

4.1 量體裁衣，制定符合實際的施工方案

施工人員在確定處理技術(shù)手段之前，必須要充分考慮并參考前期準(zhǔn)備的相關(guān)資料，以現(xiàn)場勘察結(jié)果為導(dǎo)向，合理選擇處理技術(shù)，并制定行之有效的符合現(xiàn)場施工實況的方案，這樣才能真正解決地基問題，提高地基的承載能力，確保車與人的安全，提高公路橋梁施工的質(zhì)量。在勘察過程中，勘察人員需要對地基進(jìn)行全面、詳細(xì)地把關(guān)與綜合評估，確保分布位置的精準(zhǔn)度、深度，為后期施工以及處理技術(shù)的選擇提供有效參考，避免無用功作業(yè)。以烏干達(dá)37km 工程為例，此工程全線30%為沼澤，修路難度極大?？睖y人員根據(jù)參考數(shù)據(jù)和現(xiàn)場實際勘測結(jié)果，最終確定了兩種方案，分別為填換石頭、拋石擠淤。施工中，技術(shù)人員要確保施工中的石頭粒徑不能超過70cm，且必須保證石頭粒徑越靠上越小，然后再通過基層骨料的覆蓋，土工布、骨料以及細(xì)集料施工，最終灑水碾壓，形成可靠的路床。期間，設(shè)計人員并未完全照搬設(shè)計方案，而是在參考以往施工經(jīng)驗的前提下，綜合考慮后，對此工程的軟土路基實施改良，最終完成工程建設(shè)。

4.2 升級優(yōu)化，以先進(jìn)處理技術(shù)與設(shè)備保障施工質(zhì)量

先進(jìn)的地基處理技術(shù)能有效提高工程質(zhì)量、效率，確保地基的承載力，是當(dāng)代公路橋梁地基處理過程中不可缺少的重要手段。施工單位要高度重視對先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)和應(yīng)用，重點把握施工的技術(shù)性，確保其可靠性、安全性，最終實現(xiàn)處理效果最大化、最優(yōu)化。另外，針對地基處理技術(shù)，施工單位還要加強對施工人員的培訓(xùn)和指導(dǎo)，確保每一個施工人員都具備相應(yīng)的資質(zhì)與能力，避免濫竽充數(shù)、不懂裝懂。對于精度要求高、涉及設(shè)備較為復(fù)雜的操作，施工單位則要嚴(yán)格把關(guān)，要求相關(guān)施工人員做到精細(xì)有序、施工有度，避免因馬虎大意或心存僥幸產(chǎn)生安全事故，影響施工進(jìn)度與質(zhì)量。

4.3 嚴(yán)格驗收，豐富質(zhì)檢手段和技術(shù)，提高檢測分析精準(zhǔn)度

對于地基處理后的驗收環(huán)節(jié)，施工單位必須要做到嚴(yán)格把關(guān)、精準(zhǔn)評估，強化地基處理的最后環(huán)節(jié)，保證公路橋梁施工的質(zhì)量。技術(shù)人員在驗收過程中應(yīng)結(jié)合不同處理方案，以最佳檢測手段來確保獲取信息的精準(zhǔn)度、可參考性，并及時有效地發(fā)現(xiàn)地基處理中存在的問題，便于及時修復(fù)、處理。例如：在檢測驗收鋼筋混凝土樁結(jié)構(gòu)時，檢測人員可以采用多種無損檢測技術(shù)對其進(jìn)行全面的檢測分析，以確保施工質(zhì)量。以河北省某市公路橋梁施工為例，施工人員在施工前雖然已經(jīng)做了比較合適的施工處理方案，但因施工現(xiàn)場與實際操作情況有所出入，技術(shù)人員必須要及時做好質(zhì)量查驗以及施工后整體質(zhì)量驗收的工作。首先，技術(shù)人員要對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)分析，對比之前的施工圖紙，確保無誤；其次，技術(shù)人員要進(jìn)行施工現(xiàn)場檢測、觀測數(shù)據(jù)收集，并測量、記錄監(jiān)測點、沉降變形等數(shù)據(jù)，確認(rèn)其符合技術(shù)規(guī)范性；最后，技術(shù)人員還要加強對技術(shù)的研究，為下一次施工提供經(jīng)驗參考。

5 結(jié)語

經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展推動城市化建設(shè)進(jìn)度加快，而公路橋梁的施工是有效改善民生、提高經(jīng)濟(jì)發(fā)展速率的保障。施工單位在面對軟土地基問題時，應(yīng)加強重視程度，以有效的處理方式與技術(shù)解決軟土地基問題，確保公路橋梁施工的進(jìn)度和質(zhì)量，延長其使用壽命。