关于道路桥梁施工中软弱地基处理的分析

2015-04-16杨志勇

建材与装饰 2015年30期

关键词：路桥土体桥梁

杨志勇

（福建闽泰交通工程有限公司　福建　漳州　363000）

关于道路桥梁施工中软弱地基处理的分析

杨志勇

（福建闽泰交通工程有限公司福建漳州363000）

路桥施工过程中，经常会遇到软弱地基，软弱地基处理是否妥善，将直接影响路桥结构的安全性。鉴于此，本文针对路桥软弱地基处理展开了一系列的分析。

道路桥梁；施工；软弱地基；处理

随着我国城市化进程的不断加快，大量公路工程建设涌现出来，特别是在东部地区，公路建设正在如火如荼的展开。但是，在路桥施工过程中，经常会遇到一些不良地基，例如软弱地基，针对软弱地基处理方式展开分析，对于软弱地基处理水平的提高，提高路桥施工质量都具有非常重要的现实意义。

1　软弱地基处理的主要目的

之所以要对软弱地基进行处理，主要目的在于利用不同的处理方式，对软弱地基土体存在的不良地质特性进行改变，降低土体的压缩性，并使土体的抗剪强度得到提高，实际上就是要提升软弱地基土体的承载能力和稳定性，所以在然若地基处理过程中应注意将重点放在以下几方面：

1.1对桥梁基础的强度与稳定性问题进行解决

因为软弱地基土体本身的抗剪强度相对较小，所以根本不能同时承受桥梁自重和交通荷载，如果选择的处理方式不当，就会因为稳定性差、强度不足等一系列问题造成局部或者整体地基剪切出现破坏的问题，进而造成桥台破坏甚至地基失稳等严重问题的发生。

1.2对各种沉降变形问题进行解决

因为软弱地基本身很容易会出现大的不均匀变形或者沉降变形问题，所以很容易会因为桥梁结构结构受力模式的变化而出现一些开裂等相关问题，进而对桥梁结构的通车安全造成严重影响。

1.3对液化、失稳以及震陷等问题进行解决

在地震波以及交通荷载等因素的影响下，软弱地基极容易出现一些类似于震陷、失稳等相关问题，这样一来桥梁结构就会受到破坏，因此软弱地基土体稳定性的提高成为地基处理中的一项关键内容。

2　道路桥梁施工中软弱地基的处理方法

2.1换填土处理法

这种处理方法实际上就是如果道路桥梁地基不能使应有的承载力和稳定性得到满足，同时软土层厚度不大的条件下，针对软土层展开采挖，并按照实际需要将一些稳定性较好的砂石、灰土、炉渣、粉煤灰等材质进行分层填充，然后进行强夯打压，使地基密度得到加大，通过这种方式使地基承载力得到提高，并有效降低沉降量，排水固结也会因此而加快，这样一来原来的软土地基经过一番改造之后更加符合设计要求，这样才能使施工安全性得到保证。实际上这种换填土处理方法的原理在于土层的附加应力分布规律。这种处理方法，主要在一些排水较差、土质不均匀的软土地基中比较适用。

2.2管桩加固法

①碎石桩加固法。这种方法主要是指利用震动、冲击等方式在软地基中进行打孔，填充一些固结性比较好的砂石，这样就会形成直径非常大的桩体，这就是砂石桩，与原来的软土形成了密室地基，起到持力层的作用，这样就可以使地基承载力得到显著提高，尽量减少地基变形的发生。这种方法在杂填土、素填土等密度交底的地基中比较适用，其成本造价较高。但是近年来随着技术的更新突破，目前这种砂石桩法已经在很多范围中得到了应用。②夯实水泥土桩法。这种方法主要是指将水泥、粉煤灰等填充到地基中，这样就可以形成水泥土桩，经过地基加固以后，地基承载力将会得到显著提升。这种方法具有施工周期短、施工简便易行以及造价低等特点，在非常广泛的范围中都可以应用。

2.3密实加固处理方法

①动力固结处理方法。这种方法在杂填土、粘性土、素填土等范围中适用。其主要做法为：用8～30t的重锤锤击（8～20m的落差下进行），经过反复锤击之后，利用锤击过程中所产生的冲击能量，使土颗粒结构更加紧密，从而使软弱地基强度得到最大程度的提高。但是，对于饱和粘性土应采用动力固结置换方式，利用强大的外部夯打力，将材料（具有一定强度）打入地基内，通过这种方式使软弱地基承载能力得到显著提高。②排水挤密加固。这种方法在一些含水量比较高软弱地基环境中比较适用，利用一些特殊的方式排除掉土中的水分，从而使软弱地基的承载能力得到显著提高。这种方法本身存在施工方便、成本较低等优点，所以目前在路桥施工中得到了非常广泛的应用。③深层密实加固处理方法。这种方法主要是利用挤压、夯实等方式对软弱地基进行处理。④高压喷射注浆处理方法。这种方法是指利用高压的力度将水泥等强度和固结性比较好的材料灌注到软弱土层中，通过这种方式使软弱地基的整体强度得到提高。这种方法主要在粉土、粘土等含水量较大的软弱地基中比较适用。

2.4孔内深层强夯法

这种方法实际上就是利用施工机械在地基上打孔，并将重锤放入孔内。利用分层填料、强夯等方式对地基土密实性加以保证。可以采用建筑垃圾、工业废料、等材料作为填料填筑到孔内。与其他地基处理方法的最大不同在于，孔内深层强夯法主要是利用孔道对深处地基进行处理，坚持自下而上、由深到浅层的原则进行。在处理过程中应按照地基实际土质情况对不同的处理工艺进行选择，这样一来，桩体很容易会得到理想的形状，不仅对桩体之间摩阻力的增强非常有利，同时使桩体间土紧密度也会得到相应的提高，这样就可以很容易的达到提升桥梁地基承载力的最终目的。这种方法在土质粘性较高、膨胀较严重的地基土层中比较适用，这种技术在桥梁软弱地基处理中应用以后，可以使施工中对环境造成的污染得到极大的减少，最重要的使有效节省工程成本。

3　某公路软土地及处理分析

3.1工程概况

某段高速公路是成渝地区环线的组成路段，是我国重要的交通运输通道。该项目沿线的地形地貌可以分成两段，其中一条路段属沿溪线，公路沿线遇到了软弱地基、斜坡路、高边坡等一系列特殊路基问题；另外一条路段是典型的红层丘陵区，会遇到软弱地基和高边坡等特殊路基问题。综上，软土路基是本项目中非常重要的一种地质病害，其深度大约在0.5～10m，从相关资料中可以看出，这一地区的填方路堤高度多数在10～25m之间，其稳定性、工后沉降等方面不能是相关施工规范得到满足。

3.2浅层软弱地基的处理措施

在浅层处采用换填、换填+土工栅格铺设的方式，在软弱厚度3m以内的路段适用，换填深度按照软基厚度、填土高度以及软弱土层物理力学性质等方面进行确定。本项目的软弱土厚度分布在1.0～4.0m地段，主要采用的是浅层处理方法。因为篇幅限制，这里不再对浅层软弱地基处理做详细赘述，下面针对深厚层软弱地基处理展开深入分析。

3.3深厚软弱地基的处理措施

一般来说，深层处治的方式在软弱土厚度在3m以上的路段比较适用。本项目深层软弱土地段位于山谷、丘陵等地段，经过长年的淤积形成软基，地下水非常丰富。从现场原材料供给情况来看，该项目可以采用塑料排水板的方案，这里主要将其中的一段软弱地基处理技术作为例子展开分析。

这一路段是水田，地处丘间的谷地，冲沟中覆盖着第四系全新统坡残积亚黏土，上面覆盖着4m左右的低液粘土和亚黏土，平均厚度在5.3m左右，下面为白垩系褐红色泥质砂岩。因为沟中的地势相对平缓，长期以来排水不畅，含水量非常高，加上上层土体物理力学性质相对较差，利用静力触探头全层测试的方式，本段地基的允许承载力是90～120kPa，其最大填土高为12.96m，经过计算以后发现本段路堤工后的沉降为39m，稳定系数是0.50，可见这一路段地基的稳定性不能使规范要求得到满足，应该采取适当的方式进行处理。与本段地基工程地质资料相结合考虑采用竖向排水体进行处理。

采用竖向排水系统可以使地基原有的排水边界条件得到改变，充分借助排水系统来增加空隙水排除的途径，使排水距离得到缩短，这样一来，在路堤填筑荷载的影响下，就会使地基土的排水固结速度得到加快，进一步增加地基土的固结压力。采用塑料排水板作为竖向排水体，塑料排水板+土工栅格，预压荷载就是路堤的自重。