道路橋梁施工中軟弱地基處理措施分析

鄭暉

（湖南中順交通工程有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410010）

0 引言

一直以來(lái)，道路橋梁都是社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分，道路橋梁的建設(shè)質(zhì)量與人們的出行安全及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定增長(zhǎng)息息相關(guān)。現(xiàn)階段，道路橋梁工程建設(shè)數(shù)量不斷增加，建設(shè)規(guī)模也得到了進(jìn)一步拓展，必須采取更加積極有效的措施，完成道路橋梁施工，提高道路橋梁的施工質(zhì)量。而我國(guó)軟弱地基的分布較為廣泛，且含水率高、承載力差，其對(duì)道路橋梁施工產(chǎn)生的影響不可估量。基于此，相關(guān)人員需要在充分調(diào)研、了解現(xiàn)場(chǎng)施工條件的基礎(chǔ)上，思考道路橋梁施工中軟弱地基的處理措施，科學(xué)合理地選擇處理技術(shù)，在最大程度上為道路橋梁工程建設(shè)效果提供保障。

1 道路橋梁施工中軟弱地基的危害性分析

軟弱地基是道路橋梁施工亟待解決的重要難題，如果不能及時(shí)解決，將會(huì)對(duì)道路橋梁的施工質(zhì)量造成很大的影響。軟弱地基的危害性主要表現(xiàn)在液化層面上。

在外力作用下，道路橋梁施工的水壓會(huì)逐步增加，液化現(xiàn)象隨之產(chǎn)生，如飽和松散裂縫等。不僅如此，強(qiáng)大的壓力也會(huì)導(dǎo)致軟弱地基內(nèi)的氣體很難排出，若此時(shí)外界氣溫下降，這些氣體會(huì)逐漸轉(zhuǎn)化為液態(tài)，對(duì)工程質(zhì)量造成負(fù)面影響。

此外，軟弱地基可能造成道路橋梁沉陷。軟弱地基因其強(qiáng)度低，具有很強(qiáng)的塑造性，易受外力的破壞而變形。

道路橋梁結(jié)構(gòu)受力不均勻就會(huì)出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，水體迅速蒸發(fā)，工程出現(xiàn)裂縫，會(huì)對(duì)道路橋梁的正常使用造成影響。

2 道路橋梁施工中軟弱地基處理的必要性

2.1 滿(mǎn)足交通運(yùn)輸事業(yè)發(fā)展需求

現(xiàn)階段，社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，為我國(guó)交通運(yùn)輸事業(yè)帶來(lái)了諸多機(jī)遇。基于此，隨著社會(huì)對(duì)交通需求不斷增加，道路橋梁的建設(shè)工作愈發(fā)繁重。道路橋梁是國(guó)家重要的基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目，其建設(shè)質(zhì)量將直接影響社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。軟弱地基問(wèn)題的出現(xiàn)，不但會(huì)對(duì)道路橋梁的施工造成極大的負(fù)面影響，還增加了交通運(yùn)輸壓力。所以，在我國(guó)道路橋梁建設(shè)中，如何處理軟弱地基是發(fā)展交通運(yùn)輸?shù)囊粋€(gè)重要先決條件，也是滿(mǎn)足我國(guó)交通運(yùn)輸事業(yè)發(fā)展的必然需求。

2.2 保證交通運(yùn)輸事業(yè)安全

在道路橋梁施工中，軟弱地基的處理大多采用人工方法，通過(guò)實(shí)施各項(xiàng)處理技術(shù)，促進(jìn)軟弱地基滲透性的提升，減少軟弱地基發(fā)生形變的可能，以此減少道路橋梁施工及后續(xù)應(yīng)用過(guò)程中的問(wèn)題，如沉降、斷裂等問(wèn)題。基于各項(xiàng)處理措施，軟弱地基的穩(wěn)定性與牢固性顯著增強(qiáng)，為交通運(yùn)輸?shù)陌踩蕴峁┝酥匾Ｕ希瑫r(shí)在一定程度上延長(zhǎng)了道路橋梁的使用壽命。

3 道路橋梁施工中軟弱地基處理措施分析

3.1 強(qiáng)夯處理措施

前文提到，如果在道路橋梁施工中出現(xiàn)軟弱地基，應(yīng)立即采取相應(yīng)的處理措施，避免造成路面橋基的穩(wěn)定性下降。強(qiáng)夯處理措施是成熟度較高的一種施工工藝。該措施主要是通過(guò)重力作用，利用重錘的質(zhì)量和其自由落體產(chǎn)生的重力，將軟土中的水分排出，從而提高土壤的密度和強(qiáng)度。與此同時(shí)，該措施也能夠?qū)浫醯鼗某休d能力起到增強(qiáng)作用。該措施的實(shí)施，要求有隔音壁或隔震槽的輔助，才能降低技術(shù)應(yīng)用難度，減少道路橋梁工程發(fā)生變形的可能性。具體的施工流程如圖1 所示。通常，強(qiáng)夯處理措施更適用于道路橋梁軟弱地基的軟土環(huán)境為粗顆粒土或非飽和黏性土的情況，不僅能夠提高地基本身的承載能力，還有助于土層黏性的提升。

圖1 強(qiáng)夯施工工藝流程圖

3.2 置換處理措施

置換處理措施是道路橋梁軟弱地基處理的常用措施之一。該措施的應(yīng)用主要能夠提升道路橋梁地基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與密實(shí)程度。應(yīng)用該措施，必須先對(duì)軟弱地基的不良土壤狀況進(jìn)行具體分析，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工的具體情況，選擇粗砂、碎石等換填材料。采用合理的處理方式，提高軟弱地基的整體強(qiáng)度。當(dāng)?shù)缆窐蛄很浫醯鼗翆虞^薄時(shí)，必須采用相應(yīng)的計(jì)算方法，確定其開(kāi)挖工作的具體作業(yè)量，有效提高工程質(zhì)量。采用該措施，道路橋梁工程的施工效率較高，再加上該措施具有較好的設(shè)備適應(yīng)性，在道路橋梁軟弱地基處理中的應(yīng)用范圍較廣[1]。

3.3 水泥攪拌樁處理措施

水泥攪拌樁處理措施是采用水泥作為固化劑，利用機(jī)械設(shè)備對(duì)其進(jìn)行均勻攪拌，使軟弱地基的水穩(wěn)性、強(qiáng)度更加優(yōu)化。水泥攪拌樁處理措施無(wú)須特殊的固化時(shí)間，整體造價(jià)也相對(duì)較低，對(duì)于橋梁地基強(qiáng)度的提升起到顯著作用。但該措施容易受到樁身強(qiáng)度的限制，土層上方的填土高度有限。若該路段填土高度較高，即使利用該措施加固處理，也無(wú)法滿(mǎn)足相應(yīng)的施工要求，且現(xiàn)場(chǎng)施工的成樁難度也大大提升。

3.4 靜力壓樁處理措施

靜力壓樁處理措施是以靜力樁為中心，以有效荷載框架作為質(zhì)量基礎(chǔ)，利用反作用力將預(yù)埋樁打入地基。與其他地基處理措施相比，該措施在工程實(shí)踐中的適用性和可操作性強(qiáng)，為工程建設(shè)的全過(guò)程管理帶來(lái)了諸多便利。但是，在采用該措施之前，必須先進(jìn)行預(yù)制樁的施工，并且要確定預(yù)制樁的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)已趨于穩(wěn)定。在必要條件下，還可以對(duì)預(yù)制樁進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的檢驗(yàn)，以保證其硬度、剛度等關(guān)鍵指標(biāo)滿(mǎn)足有關(guān)技術(shù)要求。在施工過(guò)程中，要注意有效地控制靜力壓樁的工作速度，既要避免高速工作造成的附加應(yīng)力，又要避免由于工作速度太慢而造成的施工連續(xù)性較差的問(wèn)題[2]。按施工工藝要求，實(shí)施定位放線(xiàn)是靜力壓樁處理措施的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，即樁基和吊點(diǎn)橫截面的高度要一致，有助于預(yù)制樁利用率的提升。

3.5 表層處理措施

表面處理措施可以為道路橋梁施工的順利進(jìn)行打下良好的基礎(chǔ)。在工程實(shí)踐中，表面處理措施的應(yīng)用形式多樣。首先，表面排水。前文提到，軟弱地基通常含水率較高，但是因?yàn)楸旧硗列院茫梢栽谔钪r(shí)利用地層表層開(kāi)挖溝槽。如此一來(lái)，地表水就可以快速排出，軟弱地基的含水率也會(huì)隨之下降。之后將碎石等透水性較好的材料填充進(jìn)去，為發(fā)揮盲溝的積極作用創(chuàng)造條件。其次，砂墊層法。砂墊層是軟土層的一種，其排水功能較好，砂粒資源也十分優(yōu)秀。將該技術(shù)方法應(yīng)用于實(shí)際操作過(guò)程中，首先要有效地控制砂墊層的厚度，一般要在12～25cm 之間。軟弱地基排水面的提升，結(jié)構(gòu)荷載的正向效應(yīng)得以充分發(fā)揮，有利于控制排水固結(jié)的凝固過(guò)程，即軟土層整體強(qiáng)度的提升[3]。為了達(dá)到工程建設(shè)目標(biāo)，必須對(duì)中砂、粗砂等砂墊層進(jìn)行認(rèn)真的篩選，確保所用砂粒的含泥量不超過(guò)5%。此外，要注意砂墊層的壓實(shí)，認(rèn)真檢查表面的砂粒，以保證表面的濕潤(rùn)。

3.6 灌漿處理措施

灌漿處理措施是指根據(jù)道路橋梁軟弱地基現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的成果，選用水泥等原材料，然后利用相應(yīng)的設(shè)備將其攪拌成漿液灌入軟弱地基的技術(shù)方法。根據(jù)要求，必須先用鉆頭鉆到標(biāo)準(zhǔn)高度，然后再清除孔內(nèi)雜物，保證其通暢。當(dāng)孔口回漿低于1.0～1.2 時(shí)，孔底沉積物的厚度一般不超過(guò)50mm。根據(jù)設(shè)計(jì)需要，將不銹鋼管道插入鉆孔，利用氣壓或水壓作用，將泥漿注射到孔道中。這時(shí)，泥漿會(huì)逐漸脫離原土層中的水分、空氣，與土壤中的顆粒、縫隙進(jìn)行膠結(jié)，從而大大提高了軟弱地基的承載力。最后，要對(duì)管道進(jìn)行清理。一般來(lái)說(shuō)，道路橋梁軟弱地基處理會(huì)采用滲透注漿或劈裂注漿的方法進(jìn)行灌漿。不論采用何種方法，均需要注意力度，不僅要確保泥漿順利灌入，還要減少漏漿等問(wèn)題的發(fā)生。注漿完畢后，用機(jī)械進(jìn)行碾壓，這樣就可以把泥漿和土層中的多余氣體排出[4]。

3.7 粉噴樁復(fù)合地基處理措施

承載能力是衡量地基整體質(zhì)量的關(guān)鍵，提高軟弱地基的承載能力是道路橋梁施工工程的重要任務(wù)。粉噴樁復(fù)合地基處理措施的應(yīng)用對(duì)于提高道路橋梁土體承載能力十分有效，在樁間土與樁體的共同作用下，地基沉降的情況能夠得到緩解與改善，填土速度也不斷提升。相較于一般的排水固結(jié)方法，粉噴樁復(fù)合地基處理措施的效率更高，能夠節(jié)省近半數(shù)時(shí)間。但需要提醒的是，由于樁體與樁土之間的持續(xù)擠壓，容易導(dǎo)致臺(tái)背填筑沉陷。同時(shí)，土體的壓縮也會(huì)使淤泥自身的孔隙水壓力逐步增大。此時(shí)需要對(duì)臺(tái)背填筑進(jìn)行有效控制，待其符合設(shè)計(jì)方案的穩(wěn)定性要求后，再繼續(xù)施工。這樣一來(lái)，既能夠保證填土速度，又能夠使孔隙水壓力得到有效驅(qū)散，提升施工效果，但需要投入的成本較高。

3.8 緩和過(guò)渡段的處理措施

道路橋梁施工涉及面較廣，不同路段的橋梁結(jié)構(gòu)形式不盡相同，因此，有關(guān)部門(mén)應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，對(duì)施工方案進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。如果以高剛度混凝土橋臺(tái)為起點(diǎn)，則會(huì)逐步向填土地基、瀝青混凝土等進(jìn)行過(guò)渡，但由于其自身的柔韌性，兩者間的強(qiáng)度差異不可避免。因此，在道路橋梁施工中，必須考慮不同強(qiáng)度區(qū)段的特殊性，重點(diǎn)對(duì)柔性路堤、剛性橋臺(tái)等特殊性較強(qiáng)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度變化進(jìn)行管理，將其范圍控制在50m 之內(nèi)。在實(shí)際施工過(guò)程中，設(shè)置50m 的漸變段難度較大，可適當(dāng)對(duì)其進(jìn)行縮減。即使在橋頭導(dǎo)向施工中不存在軟弱地基，也要嚴(yán)格控制其沉降標(biāo)準(zhǔn)，確保道路橋梁工程的順利推進(jìn)[5]。

4 提高軟弱地基處理成效的有效措施分析

4.1 建立健全軟弱地基處理體系，重視軟弱地基荷載受力分析

在已有的道路橋梁軟弱地基處理技術(shù)規(guī)范的基礎(chǔ)上，建立軟弱地基處理體系，提出一套處理軟弱地基的規(guī)范方法，包括確定軟弱地基處理目標(biāo)、構(gòu)建責(zé)任管理和跟蹤機(jī)制等。首先，針對(duì)道路橋梁施工中存在的隱患，要及時(shí)解決，從而加強(qiáng)各個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)之間的銜接性。其次，利用信息技術(shù)對(duì)道路橋梁軟弱地基的處理情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)管，對(duì)與道路橋梁工程建設(shè)實(shí)際需求不符、不滿(mǎn)足行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的行為進(jìn)行嚴(yán)格管制。最后，依據(jù)不同路段軟弱地基的實(shí)際情況制定差異化質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，參考技術(shù)參數(shù)與指標(biāo)，更加精細(xì)、全面地對(duì)軟弱地基施工方法進(jìn)行選擇。

4.2 鼓勵(lì)使用信息化的技術(shù)手段，豐富軟弱地基檢測(cè)處理方法

在信息技術(shù)的支持下，通過(guò)建立道路橋梁軟弱地基處理測(cè)試平臺(tái)，對(duì)道路橋梁施工中的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，應(yīng)用現(xiàn)代科技手段，提高道路橋梁軟弱地基的處理效果。一方面，對(duì)天然土壤的物理特性進(jìn)行細(xì)致分析，并根據(jù)基床分層配碎石工藝等進(jìn)行地基處理、地表排水。另一方面，應(yīng)用信息技術(shù)監(jiān)管平臺(tái)提供的各項(xiàng)數(shù)據(jù)對(duì)地基的壓實(shí)處理效果進(jìn)行調(diào)整，應(yīng)用信息技術(shù)新思想，將不同施工環(huán)節(jié)與不同技術(shù)模塊串聯(lián)在一起，提升軟弱地基的處理效率[6]。

4.3 做好道路橋梁地基現(xiàn)場(chǎng)管理，精準(zhǔn)控制軟弱地基處理質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

首先，道路橋梁軟弱地基現(xiàn)場(chǎng)管理工作的開(kāi)展需要從道路橋梁建設(shè)工程的整體結(jié)構(gòu)出發(fā)，即要求相關(guān)人員結(jié)合工程實(shí)際，制訂軟弱地基現(xiàn)場(chǎng)管理方案，詳細(xì)描述不同模塊的具體處理方案與處理步驟。其次，要正確把握不同階段道路橋梁施工中軟弱地基的處理節(jié)奏，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的處理措施進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)管理，防止因施工順序不當(dāng)或施工銜接性較低，對(duì)軟弱地基處理效果造成影響。就道路橋梁工程技術(shù)而言，要加強(qiáng)地基施工現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量管控宣教，有層次性、差異性的實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)管理，統(tǒng)計(jì)整合道路橋梁軟弱地基處理過(guò)程中，不同類(lèi)別質(zhì)量隱患出現(xiàn)的可能性，提前制定技術(shù)保障措施，精準(zhǔn)控制軟弱地基處理質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，為保證道路橋梁施工質(zhì)量，需要嚴(yán)格按照施工要求及工藝流程實(shí)施，重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)道路橋梁施工中中軟弱地基的處理。為了科學(xué)合理地選擇灌漿、表層等處理措施，需要相關(guān)人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)勘查的結(jié)果進(jìn)行具體分析，因地制宜地調(diào)整軟弱地基處理方案。與此同時(shí)，還要求施工人員對(duì)軟弱地基的基本特點(diǎn)有所了解，明確軟弱地基對(duì)道路橋梁施工產(chǎn)生的影響，充分有效地整理不同地基處理技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)，從而為軟弱地基的處理提供技術(shù)支撐，減少軟弱地基處理過(guò)程中潛在隱患的出現(xiàn)。由于軟弱地基的問(wèn)題關(guān)乎道路橋梁施工的實(shí)效與使用壽命，因此需要相關(guān)人員對(duì)軟弱地基的處理措施進(jìn)行深入研究，從而探索出更多穩(wěn)定性強(qiáng)、可靠性高的處理措施。