论道路桥梁施工中的软弱地基处理

2015-10-31陈玲

建材与装饰 2015年11期

关键词：碎石土体条件

陈玲

（四川公路桥梁集团有限公司公路二分公司　四川　成都　610000）

论道路桥梁施工中的软弱地基处理

陈玲

（四川公路桥梁集团有限公司公路二分公司四川成都610000）

在道路桥梁工程施工过程中，对于软弱地基的处理一直是工程质量控制和管理的重点方向，软土和松软的土质都比较容易出现沉降现象，如果对这类软弱地基处理不当就会严重影响到路基的承载能力，所以采取科学合理的方法有效处理软弱地基对于道路桥梁的施工质量有着重要的意义。本文在对道路桥梁软弱地基处理顺序和影响因素进行分析的基础上，对软弱地基的几种常见处理措施做了深入探讨。

道路桥梁；软地基；处理；措施

1　引言

随着我国道路桥梁工程建设的不断增加，针对桥梁软弱地基的处理和施工也逐渐增多。在道路桥梁施工过程中，一旦发现存在软弱地基，必须采取科学有效的措施对其进行处理，提高地基的强度，从而为桥梁工程的施工提供重要保障。所以，在道路桥梁施工实施前，必须严格勘察施工地的土质情况，如果遇到软弱地基，就必须根据实际施工情况采取合理的措施加以处理。

2　软弱地基施工的影响因素及处理方法选择

在对软弱地基进行分析和选择处理方法之前，必须先根据相关施工影响因素对软弱地基的处理设计顺序进行考虑。一般情况下，道路桥梁软弱地基的处理设计顺序建议按照图1所示的顺序进行。首先根据桥梁施工对地基条件和对地基的要求确定是否要对其进行处理，然后对地基处理的目的、范围和指标进行详细考虑，将地基条件、道路特性和施工条件以及一些其他影响因素综合考虑在内，最后制定切实可行的地基处理方案研究，并对提出的各种方案进行对比选择。在对可行性方案进行选择时，同样也要考虑各种可能的影响因素，例如经济性、施工可行性和施工安全性等，综合考虑施工对周围影响、地基变形和施工强度等因素后，初步选定一两个可行方案，在根据实际情况进行调查和补充后即可进行相应的施工设计。

图1　软弱地基处理设计顺序

具体的地质条件变化和工程施工情况都很复杂，施工材料、设备和机具等也具有很大的不确定性，道路特性更是不尽相同。所以，针对不同的桥梁施工点都要根据实际情况进行细致分析，要在对地基条件、道路特性、施工条件和其他一些影响因素等方面进行综合考虑后，再根据工程费用等条件确定切实可行的地基处理方法。下面从这四个方面，结合以往的经验简述在选择地基处理方法时应当如何考虑这些影响因素∶

2.1地基条件

地基条件主要指的是地基的构成和土质情况，具体可以用各层土性指标、排水条件、成层状态和软弱地基的生成类别来反映。对于泥炭质土、淤泥质土和淤泥，可以采用碎石桩和水泥搅拌桩等复合地基处理方法，对于一些灵敏度高、透水性较小的土质，在受到扰动后其强度就会大幅度降低，所以在针对这类软土的原状土进行处理时应当尽量减小扰动。对于一些无机质软粘土，采用含塑料排水带的砂井进行处理是最合适的，而且一般都配合堆载预压结合施工，考虑到预压和施工都要耗费好几个月的时间，所以要尽量加快施工进度。在软土层浅而薄的情况下，直接对表层土进行处理的效果是比较好的，对于软弱层比较厚的土层，通常都采用碎石桩、粉体搅拌、砂井和堆载等方法配合表层处理、对于一些局部的软弱层，比如泥炭质土等，可以直接进行开挖换填，这样做不仅简单有效，处理效果也比较可靠。在软土层基底存在倾斜现象时，可以在土层较厚的一侧减少桩距，增大各种桩的密度，在条件允许的情况下还可以使用水泥搅拌连续墙等结构进行进一步处理。

2.2道路特性

在对道路桥梁软弱地基进行处理时，还需要对道路所处情况、路堤高矮和道路等级等因素进行充分考虑，处理好地基沉降问题。在一些地路堤路段，宜用超载预压法进行减小沉降处理，而当路堤较高时，则不能采用超载法，否则很容易由于路堤不稳定而产生危险。对于一些与桥涵构造物相连的路堤地基处理，要在保证地基稳定的前提下采用超载预压进行处理，如果工期条件允许的话，可以适当增加预压时间，可以采用粉体搅拌桩或者碎石桩进行处理，也可以用粉煤灰等材质较轻的填料进行处理。

2.3施工条件

在工期较长的情况下，确保各个施工设备的作业条件是道路桥梁软弱地基处理时所必须考虑的。一般情况下，对地基表层进行处理往往都是为了后续的机械作业创造有利条件。道路桥梁地基处理方法有时还会受到施工深度的限制，根据我国公路施工经验，在对软弱地基进行开挖换填时最深一般也不会超过3m，砂井等垂直排水施工深度一般也是在20m之内的范围内。施工深度的限制一方面来源于施工技术，另一方面也受限于施工经费，所以在选择软弱地基处理方法时要将这些施工条件限制考虑在内，通过对比分析，选出一种或几种最适处理方案。在施工过程中，还要对水质产生污染、对周围环境的影响和地基处理振动等几种环境保护因素进行综合考虑。

2.4其他不确定因素

由于道路桥梁软弱地基的深度方向、水平和复杂性都不均匀，使得实际的地基条件比设计假设中的要粗略的多，加上在进行相关数据计算时的近似性，导致在对地基处理施工进行设计时，其所求得的结果还存在很大的误差。这就要求相关设计人员要在设计和施工阶段做到动态观测，时刻注意施工地的地基变化情况，对将来可能会出现的影响因素和一些条件变化提前做出预测。

3　道路桥梁施工中软弱地基的几种常见处理措施

3.1换填法

换填法顾名思义就是将原本的软弱土地基置换成能够满足桥梁地基承载力要求的材料，但是前提是软弱土层的厚度不能太大。将施工要求范围内的软弱土层全部开挖去除后，分层换填成粉煤灰、高炉干渣、灰土、素、碎石和砂等透水性、强度和稳定性都比较高的材料。为了保证换填后的地基能够达到设计要求的密实度，要求在分层换填施工时，同时进行分层压实作业。另一方面，在换填施工时要根据工程的实际施工情况，采取平板振动、重锤夯实和机械碾压等不同的施工方法，这些方法不仅能够有效处理分层回填土，还能够在一定程度上提高地基表层土的固结程度。

3.2堆载预压法和排水固结法

堆载预压法的目的是为了减少地基土体的含水量，进一步降低土体颗粒之间的空隙，从而实现提高地基土体整体强度和密实度的目的。堆载预压法一般都是在软弱地基上堆填路基材料，土体中的水分受到路基材料的重力挤压而排出。排水固结法和堆载预压法的基本理念大致相同，都是利用外界的荷载将软弱地基中的水分排出，使土体固结，从而缩小土壤颗粒间的孔隙，提高土体的抗剪强度。排水固结法一方面能够提高土体结构的强度和承载力，另一方面也减小了土体由于孔隙较大而发生沉降的几率。

3.3管桩加固法

3.3.1碎石桩加固法

碎石桩加固法主要是对软弱地基进行打孔操作，借助相关机械进行冲击和震动，把一些固结性和稳定性较强的砂石、碎砂等建筑材料填充、挤压到原有的软弱地基土体中，从而实现加固地基的效果。碎石桩加固法能够形成密实性高、直径大的碎石桩，通过与原有的软弱地基相互作用形成密实的地基，在提高地基承载力的同时也减少了地基受挤压影响的变形。

3.3.2夯实水泥土桩法

夯实水泥土桩法的操作技术与碎石桩加固法差别不大，只是在填充物上用的是粉煤灰和水泥这类建筑材料，通过这些建筑材料形成高强度的水泥桩对原有的软弱地基进行加固处理，提升地基的承载能力。相比较碎石桩加固法，水泥土桩施工具有施工成本低、施工周期短和施工工艺简单等优点，所以在很多地区都得到了广泛运用。

3.4孔内深层强夯法

孔内深层强夯法就是先借助打孔机在地基上打孔，再在孔内放入重锤，按照填料、强夯的步骤分层进行作业，充分保证地基土体的密实度和强度，填充材料一般没有特殊的要求，出于节约成本考虑可以采用卵石、煤灰、工业废料或者建筑垃圾等材料。孔内深层强夯法不同于上述几种地基处理方法的地方就在于其是借助孔道来对深层的地基进行处理的，而且一般都是按照由深到浅、自下而上的顺序进行施工的。为了能够尽可能的增加桩体与地基土体之间的摩擦阻力，要根据实际施工地的土质情况合理选用不同的处理工艺，尽可能的使桩体能够呈现串珠、扩大头以及托盘状的形状，从而增加桩体与地基土体之间的咬合度和紧密度，进一步提升地基的承载能力。这种地基处理方法主要适用于一些湿陷性较大、膨胀较严重以及土质粘性较高的桥梁软弱地基处理，孔内深层强夯法不仅可以大幅度降低施工对周围环境的污染，还能够有效节省工程施工成本，是目前较为先进的一种地基处理技术。