莊春生

江蘇緯信工程咨詢(xún)有限公司，中國(guó)·江蘇 南京 210001

公路橋梁施工中軟土地基會(huì)影響工程施工進(jìn)度與質(zhì)量，給工程埋下較大安全隱患。為此，在施工過(guò)程中需要根據(jù)軟土地基具體特征、表現(xiàn)采用相應(yīng)技術(shù)對(duì)地基進(jìn)行處理，以保障公路橋梁工程結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定。論文結(jié)合實(shí)際，先對(duì)軟土地基的常見(jiàn)特征進(jìn)行分析，然后針對(duì)軟土地基處理技術(shù)以及質(zhì)控措施展開(kāi)分析論述，希望能為實(shí)踐工作的開(kāi)展提供理論參考。

公路橋梁；軟土地基；處理技術(shù)；控制措施

1 引言

軟土地基是公路橋梁施工中比較常見(jiàn)的一種地基類(lèi)型，軟土的諸多力學(xué)性能不符合工程施工要求，在施工時(shí)需對(duì)其做針對(duì)性處理，以減少地基、裂縫等質(zhì)量問(wèn)題的出現(xiàn)，提升公路橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、可靠性，延長(zhǎng)公路橋梁使用壽命[1]。論文結(jié)合實(shí)際，針對(duì)軟土地基的特征特點(diǎn)做簡(jiǎn)要分析。

2 軟土地基特征特點(diǎn)分析

2.1 含水量大

軟土地基的含水量非常大，一般含水量在20%以上，最高時(shí)可達(dá)到70%，高含水量造成土壤穩(wěn)定性差、流動(dòng)性高[2]。在含水量過(guò)大的情況下，土壤會(huì)像水流一樣流動(dòng)，若不做針對(duì)性處理將嚴(yán)重威脅到公路橋梁工程安全。軟土地基的含水量大，滲透性又非常差。

2.2 土壤固結(jié)速度緩慢

相較于其他類(lèi)型的土壤，軟土土壤固結(jié)速度緩慢，水流不易下滲。且軟土地基中又通常含有有機(jī)質(zhì)成分，土壤中有許多氣泡，氣體充斥土壤排水通道，在上述多種因素的作用下使土壤中水流不易下滲。

2.3 抗剪能力弱

抗剪能力弱也是軟土地基的一大特征，與其他類(lèi)型的土壤相比，軟土的不均勻性十分明顯，軟土容易產(chǎn)生不均勻沉降。在事故過(guò)程中需對(duì)地基地質(zhì)做詳細(xì)的勘察分析，準(zhǔn)確掌握軟土地基的各項(xiàng)質(zhì)量缺陷并采取有效措施進(jìn)行處理，以此保證道路橋梁施工質(zhì)量。

3 公路橋梁施工中軟土地基處理技術(shù)

3.1 豎向加固處理技術(shù)

在公路橋梁施工中，豎向加固處理也是一項(xiàng)比較常見(jiàn)的軟土地基處理技術(shù)。在這一技術(shù)體系中，包含將水預(yù)壓法、真空預(yù)壓法以及電滲排水法等幾種處理方法。根據(jù)實(shí)際情況科學(xué)使用以上方法將土壤中蓄積的水分排出，使地基的強(qiáng)度得到提升，地基的穩(wěn)定、穩(wěn)固性能達(dá)到工程要求[3]。

3.2 灌漿加固技術(shù)

在公路橋梁施工中，可采用灌漿加固技術(shù)對(duì)軟土地基進(jìn)行處理，通過(guò)向軟土地基中灌漿優(yōu)化軟土地基物理性質(zhì)，提升其穩(wěn)定性、密實(shí)性，使地基地質(zhì)符合工程要求。在采用灌漿加固技術(shù)對(duì)軟土地基進(jìn)行處理時(shí)具體的原理與步驟如下：在施工位置使用鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔施工，使設(shè)備鉆入軟弱地基基礎(chǔ)層。結(jié)合具體的施工要求配制漿液，完成漿液的配制后利用高壓灌漿設(shè)備將漿液注入軟弱基礎(chǔ)地層，通過(guò)漿液與土壤的反應(yīng)優(yōu)化土壤性質(zhì)，提升穩(wěn)定性能。研究與實(shí)踐證明，發(fā)揮灌漿加固技術(shù)的擠壓、劈裂以及凝結(jié)等作用，大大改善軟土地基的土體性能，有效增強(qiáng)土體強(qiáng)度，提升路基的承載力，使公路橋梁施工質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求[4]。

圖1 地基加固注漿圖示

3.3 粉噴樁加固處理技術(shù)

應(yīng)用粉噴樁加固技術(shù)處理軟土地基時(shí)，先使用特制的攪拌機(jī)械攪拌水泥與軟土，使水泥與軟土之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，讓軟土固結(jié)，從而達(dá)到提升軟土地基穩(wěn)定性、整體性以及強(qiáng)度、承載力的目的。研究與實(shí)踐證明，含有三氧化二鐵、三氧化二鋁、二氧化硅、三氧化硫以及氧化鈣等物質(zhì)的硅酸鹽水泥在與軟土混合接觸后將產(chǎn)生水化硅酸鹽鈣、氫氧化鈣、等生成物，這些物質(zhì)又與空氣中的二氧化碳反映，最終生成碳酸鈣，碳酸鈣有利于提升土層強(qiáng)度[5]。

軟土中有很多礦物質(zhì)，這些礦物質(zhì)與水泥混合后會(huì)生成鈣離子并產(chǎn)生離子交換作用。在離子交換作用下，一些較小的土顆粒會(huì)形成體積較大的團(tuán)粒，這樣軟土中的孔隙就減少，土體強(qiáng)度得到提高。在應(yīng)用這一技術(shù)處理軟土地基時(shí)，樁體能發(fā)揮出巨大作用來(lái)提升整個(gè)土層的強(qiáng)度、剛度與承載性。由于粉噴樁是具有一定粘結(jié)強(qiáng)度的混合料，因此粉噴樁的剛度較大，受荷載作用影響，粉噴樁的壓縮性會(huì)明顯小于周邊土體。在此情況下，基礎(chǔ)傳給復(fù)合地基的附加應(yīng)力隨地基的變形將更多地集中在樁體上，由此產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)對(duì)軟土地基的有效處理。實(shí)踐證明，在樁體的作用下，地基的空隙比、含水量以及壓縮系數(shù)均將大大減小，壓縮模量會(huì)明顯增加，地基的強(qiáng)度會(huì)明顯提升。

在應(yīng)用這一技術(shù)處理軟土地基時(shí)，有以下要點(diǎn)需要注意：①要確保固化劑的配比科學(xué)合理，選用適合的固化劑并合理控制固化劑會(huì)其他材料的配置比例，確保材料性能質(zhì)量符合工程施工要求。②嚴(yán)格控制樁長(zhǎng)。在進(jìn)行軟土地基加固處理之前，要通過(guò)詳細(xì)嚴(yán)密的勘察準(zhǔn)確掌握施工區(qū)域內(nèi)的土壤含水量、滲透速度等實(shí)際情況，然后再進(jìn)確定各材料的混合量，對(duì)樁的無(wú)限抗壓強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，得到單樁承載力，依據(jù)單樁承載力與總樁數(shù)、總荷載計(jì)算出樁長(zhǎng)。

3.4 加載與置換處理技術(shù)

在軟土地基施工中，可合理應(yīng)用加載、置換處理技術(shù)優(yōu)化土壤，提高土層穩(wěn)定性。在公路橋梁施工中，若軟土面積不大，就可直接將這部分軟土去除重新填入優(yōu)良土壤，通過(guò)整體的置換增強(qiáng)地基穩(wěn)定性，降低地基沉降率。在應(yīng)用這一技術(shù)時(shí)需要注意以下幾點(diǎn)：首先是換填的碎石不能過(guò)大，粒徑要適中；其次是在填筑時(shí)分層填筑、分層壓實(shí)，要全面保證最終的施工質(zhì)量。

4 軟土地基施工質(zhì)量控制策略

在地表面相對(duì)軟弱的情況下，采用填料、排水等表面處理方式來(lái)提升地表的強(qiáng)度，讓地基局部出現(xiàn)剪切變形，從而為后續(xù)的施工提供便利。在施工時(shí)要能根據(jù)施工區(qū)域?qū)嶋H情況靈活采取針對(duì)新措施做有效處理。如當(dāng)事故區(qū)域土壤含水量較大但地表土質(zhì)相對(duì)優(yōu)良時(shí)，就不能采用換填法，直接通過(guò)溝槽排水的方式降低土壤含水量，使土壤符合工程施工要求?；蛘呤侵苯釉跍喜壑刑钊刖哂休^強(qiáng)透水性的材料，以此解決土壤含水量大的問(wèn)題。

若土壤含水量低但是土層厚度小，可可采取增設(shè)砂墊層的方式來(lái)提高排水面高度，提高地基質(zhì)量，為后續(xù)施工提供便利。為確保砂墊層的功能作用能得到充分發(fā)揮，在施工時(shí)要合理控制砂墊層的厚度，一般控制在20cm左右；同時(shí)也要合理選擇材料，運(yùn)用于工程中的材料要在含泥量、清潔度等方面符合要求，以此保證最終的施工效果。

圖2 軟土地基墊層布置

在施工過(guò)程中若軟土地基出現(xiàn)不均勻沉降問(wèn)題，就應(yīng)及時(shí)采用玻璃纖維格柵等敷墊材料來(lái)控制問(wèn)題影響，避免影響范圍擴(kuò)大。為將不均勻沉降的影響教導(dǎo)最小，在施工過(guò)程中要建立相應(yīng)的監(jiān)測(cè)機(jī)制落實(shí)對(duì)軟土地基的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，全面掌握軟土地基各項(xiàng)力學(xué)性能變化情況，從而有的放矢地做好軟土地及處理。

研究與實(shí)踐證明，材料是影響軟土地基施工效果的重要因素，因此在施工過(guò)程中還要嚴(yán)格控制材料質(zhì)量。在施工現(xiàn)場(chǎng)建立嚴(yán)格的材料質(zhì)檢制度，確保各項(xiàng)材料符合工程施工標(biāo)準(zhǔn)，避免將劣質(zhì)材料應(yīng)用有工程。例如，在施工時(shí)要控制細(xì)砂質(zhì)量，對(duì)細(xì)砂的含水量、含泥量進(jìn)行檢測(cè)，確保其符合要求。在細(xì)砂含水量不足的情況下，可適量灑水濕潤(rùn)，同時(shí)對(duì)細(xì)砂進(jìn)行壓實(shí)處理，防止出現(xiàn)表面松散問(wèn)題。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，軟土地基處理是公路橋梁施工中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，軟土地基處理效果直接關(guān)系到道路橋梁施工質(zhì)量與效率，關(guān)系到公路橋梁的使用年限。因此，在施工過(guò)程中要能根據(jù)施工區(qū)域軟土層厚度、含水量等實(shí)際情況合理選用挖槽排水、灌漿加固等技術(shù)方法提高土壤質(zhì)量，提升公路橋梁施工質(zhì)量。