路桥软土地基施工技术的探讨

2015-10-21张广宇曹继承

建筑工程技术与设计 2015年21期

张广宇曹继承

【摘要】随着先进的科学技术发展，越来越多的路桥施工新技术及新方法应用到软土路基中，使我国整体的路桥软地基处理技术发展到一个更高的水平。在软土基地区进行路桥施工，如何对软土地基进行恰当合理的施工处理，既能降低工程造价，又能保证道路的使用质量，这方面的技术研究越来越受到重视。本文主要对路桥工程软土地基的特点、危害、技术应用及注意事项进行了分析与探究。

【关键词】路桥工程；软土地基；注意事项；特点；危害；技术应用

一、软土地基的特点与危害

软土泛指压缩性高、含水量大、抗剪强度低、透水性差、承载力小的呈软塑到流塑状态的饱和粘土。软土地基主要由粉土与粘土等细微颗粒含量多的松软土、孔隙较大的泥炭、有机质土及松散砂等土层构成；软土地基的强度低、变形大、固结慢；在软土地基上进行路桥施工最突出的问题是沉降变形与稳定。软土地基还有一种影响，即其含水量较大不能达到较好的技术标准与压实要求。软土地基上进行路桥施工易造成下列问题：

1、降水问题。浅层降水会引起附近建筑物开裂与沉降，深层抽汲地下水会引起大面积地面沉降。

2、沉降問题。出现大量的差异或整体沉降，会使建筑物功能受到影响；开挖基坑，基坑周边地面产生附加沉降而坑底回弹隆起；相邻建筑物载荷差异过大或相邻建筑物太近会造成建筑物倾斜；由于软土层分布不一、厚薄不均或载荷偏心造成沉降不均匀；大面积填土或欠固结土产生负摩擦力引起附加沉降。

3、承载力与稳定性问题。支撑系统土压力增加；开挖土坡发生滑动；开挖基坑底面发生塑性隆起；在天然边坡坡脚开挖引起滑坡；在建筑物附近开挖，造成建筑物倾斜甚至失稳破坏；土堤、堆场、土坝地基的滑动；孔隙水压力增加造成地面隆起；挡土结构物土压力增加。

4、其他问题。交通载荷引起振陷，基坑渗水、流砂或管涌等，打桩施工引起挤土、振动等造成建筑物破坏。

二、路桥工程软土地基常用的施工技术

随着科学技术的不断发展和施工经验的逐渐积累，我国对于路桥工程施工过程中软土地基的处理技术得到了很大的提高。根据不同软土结构的特点和工程性质，常用的软土地基处理方法大致分为换填法、强夯法、表层处理方法、粉喷桩加固法、挤密法、加筋路基法等。

1、换填法

由于一些路桥的软土地基层的路基并不是十分厚，在施工处理的过程中，可将路基面需要处理的范围以下的部分软弱、松散土层部分或全部挖除，如果桥头引道不存在软土地基，若路桥过渡段的差异沉降控制标准为5cm，沉降坡差按0.4%控制，则强度渐变段长度应大于13m。然后换填强度较大的土或其它稳定性能好、无侵蚀性的材料（通常是渗水性好的砾料）称为换填或垫层法。又或者可以将路桥交界处的错落式沉降变成连续的斜坡式沉降。此法处理的经济实用高度一般为2～3m，如果软弱土层厚度过大，则采用换填法会增加弃方与取土方量而增大工程成本。通过配置一些碎石垫层，大概是厚10cm，然后采用路拌法施工。

2、强夯法

在施工过程中，采用强夯法处理，可以有效的提高路桥工程地基的承载能力。强夯法是指使用具有一定重量的锤子从高处迅速落下，敲击地面。在重锤的作用下，将土层夯实，使地基土层的密度增大，将软弱的软土变得坚硬。这种方法一般只适用于不饱和的粘土，使用起来具有一定的局限性。

3、真空预压法

由于软土地基路段含有较多的松散有机物质。因此较多的粉尘、微粒都需要用到真空预压法来进行路桥软土地基的加固，然后在地面铺设砂垫层，由于不同的结构型式，从桥台刚度大的混凝土结构。其常用的方法都会步过渡到柔性的填土路基结构和沥青混凝土路面结构，其强度不一致。因此，软土地基处治时，各段不同强度之间需设置强度过渡段。其上覆盖不透气的密封膜使其与大气隔绝，通过用真空装置进行抽气，运用物理学中的大气压强差的原理，把密封不透气的密封膜里头的所有空气排出，从而作用于软土地基，这个方法并不会对软土地基产生剪切的破坏，反而是有利于软土地基的加固的。只有当地基具有足够的承载力，在路堤填土自重荷载与车辆荷载的联合作用下不致破坏而产生较大的沉降时，土工合成材料的加筋才会产生明显效果。仅仅是通过抽气而不需要任何材料的堆砌，省去了加载和卸荷工序，缩短了预压时间，省去了大量堆载材料，所使用的设备及施工工艺均比较简单，无需大量的大型设备，便于大面积施工。

4、粉喷桩加固法

粉喷桩加固法是最为常用的一种处理方法。施工过程中，在平整的施工场地上，通过深层搅拌以及粉体状固化剂处理，使软土路基能够形成加固土桩。[1]主要使用的固化剂有：水泥、生石灰、熟石灰等材料，有时根据需要添加添加剂，使软土能够固结，成为优质的地基，从而达到施工要求。在施工前，技术人员应当对承载力进行试验，以确认各项参数达标。设计人员应提供地面高程的数据表、粉喷桩的设计图、地质报告等材料。在加固过程中，应当注重固化剂的加入、施工机械的选择及养护、钻机下钻的深度、粉喷桩的长度、用料的控制等。施工期间，还要定时的检查成桩的直径和搅拌的均匀度。

5、挤密法

挤密法在日常软土地基处理中使用较少，主要使用在黄土地区。施工过程中，应先在软土地基中利用打桩机打出桩孔，将砂石、素土、炉灰等材料通过挤压的方式填入桩孔中，然后利用打桩机夯实。此种方法主要是通过振动、冲击等方式，将砂石、素土、炉灰等材料在软土地基桩孔中填入，从而提高地基的稳定性和荷载力。

6、加筋路基法

适用于沉降量不大的路堤。这种方法可以有效的提高路基的水平横向排水，将荷载力均匀分布。该方法是指在路堤中通过填土、使用土工布垫隔的方式，控制路基的移位，增加侧向移位的约束，从而加强路基的稳定性与刚度。

三、路桥软土地基处理的注意事项

软土地基施工应妥善安排施工计划，在有利季节进行，尽量提前施工以便地基有充分的固结、沉降时间。施工中应尽量减少对软土地基表层硬壳层的损坏，应按施工图纸施工，综合进行，统一安排，并应注意以下事项：

1、首先要进行详细周密的现场试验、地质调查，选出有代表性的地质资料，根据地质资料，结合气象、水文资料、工期等因素进行技术经济论证，选择最佳的设计方案。

2、对地基施工提出双控指标，既有弯沉指标控制要求，又有压实度要求，强调路面基层与地基的整体强度检测。

3、根据各路段的软土物理力学指标、土质分析、厚度、工程造价、施工条件、工期等因素综合分析考虑：a.选择浅层处理，若不能则考虑深层处理；b.分期修建，第一期作路堤与简易路面，第二期再作高级路面。

四、结束语

综上所述，由于路桥施工工程软土层厚度大且分布广泛，强度低，高填方地基沉降量大，地基稳定难度大等特点，软土地基处理施工应以控制地基稳定与消除沉降为重点，施工中应加强地基的沉降与水平位移观测，并与专业监测单位密切配合，使地基强度增长与地基填筑速率相适应，确保地基稳定，沉降符合要求。

参考文献：