软土地基施工技术在公路桥梁施工中的应用探析

2018-02-15黄里

建材与装饰 2018年26期

黄里

（佛山市南海区建筑工程质量监督站广东佛山 528500）

1 软土地基的定义

一般是指天然含水量大、压缩性高、承载力低的呈软塑～流塑状态的黏性土。具有天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点，软土在我国大部分分布在南方和东部沿海一带，这些地方由于地势偏低，并且常年累月都有雨水冲击，因此造成了现在很多的土壤呈现出软土的性质。

2 软土地基施工技术在公路桥梁施工中的应用状况

随着公路和桥梁建设的发展，软土地基已经成为阻碍公路桥梁建设的“拦路虎”，据调查统计，世界各国各种土建、交通等工程事故中，因地基问题造成的工程事故的比例最大，因此，软土地基已是我们不容忽视的、亟待解决的工程问题。在软土地基地区进行公路桥梁工程建设，往往需要运用相关的地基施工技术对其进行改造，促使地基牢固、长久，以便符合公路和桥梁的施工需要。

3 软土地基施工技术在公路桥梁施工中的使用策略

3.1 换填垫层方法

很多地方软土疏松，要想增强路桥的土基硬度，只能把整个基层土给换掉。对于软土厚度在2.1m以下时，可以整体换填，它的主要特征是操作程序不怎么复杂，但是需要投入巨大经济资金。当路堤高度处于极限高度的1.9倍以下时，通常软土层非常薄，对此进行相关材料填充时非常困难；或在雨季施工时，换填土效果大打折扣。此时可采用砂砾垫层，在填土与基底之间设一排水面，从而使地基在受到填土荷载后，迅速地将地基土中的孔隙水排出，加速固结速度，提高地基的承载力，减少沉降，防止地基局部剪切变形。特别应注意控制填土速度，所用的材料为含泥量一般控制在4.8%以内的洁净中粗砂，或最大粒径在4.85m以下的天然级配砂砾。

3.2 抛石挤淤技术

当软土或沼泽土位于水下，施工操作人员更换土施工操作非常困难，在厚度一般不大于4m，软土表层无硬壳、基底含水量超过液限、路堤自重可以挤出的软土之上，排水比较困难时，采用抛片石挤淤的方法。其原理是通过地基失稳实现置换目的，从而提高地基承载力和稳定性。其优点是不需抽水、不挖淤泥、施工速度较快，工程造价低，缺点是地基承载能力低，沉降量大。该技术从中部开始抛石，逐渐向两边延伸，挤出淤泥，以此来提高路基强度。抛石挤淤法施工工艺流程如下：施工准备→抛石→平整→碾压→质量检测→填筑反滤层。

3.3 强夯技术

强夯技术是一种比较方便、简单的软土处理技术，一般情况下都是借助于外界机械或者其他设备对整个软土的土壤进行猛烈的撞击，促使软土的物理结构发生变化。然而，其自身也存在某种限度，在对软土壤进行施工初期应该运用相关设备对其蕴藏的水质和空气进行检测，通常情况下，只要软土壤蕴藏的水质和空气在38.6%以下，即可进行该技术进行施工操作，否则不适合运用此项技术。在满足所有夯实技术条件上，操作流程如下：首先，先运用略轻机械车辆展开最基础的碾压，间隔小段时间后，再使用重的机械车辆对其展开重复碾压，等再过一段时间后，使用更重的机械车辆对其展开重复碾压操作，让蕴藏在土壤中的水分和气体能够被充分排出，在几乎看不到水分和气体时碾压结束。

3.4 化学加固方法

通常情况下，这种技术使用的几率非常低，它通常会对土壤造成不同程度的破坏，促使土壤结构发生变化，一般运用比较多的技术通常包括粉喷桩、旋喷桩、注浆、硅化法等很多种。其加固过程：①基于浓度不大的、粘滞性很小的硅酸钠溶液顺利的渗入软土的空隙中；②溶液与土相互凝结，土起着粘结剂的作用。其加固原理为：单液硅化系由浓度10～15%的硅酸钠溶液加入2.5%的氯化钠组成，由于溶液中的钠离子与土中水溶液盐类中的钙离子产生互换的化学反应，即在土颗粒表面形成硅酸凝胶薄膜，从而增强土粒间的连接，填塞粒间空隙，使土具有抗水性、稳定性，减少土的渗水性，消除湿陷，提高承载力。其化学反应式如下：

Na2O·SiO2+CaSO4+mH2O→nSiO2·H2O+NaSO4+Ca2

这种方法可以及时把软土壤进行凝固，一般适用于地下深度大多不超过3.9m的软土地基。

3.5 真空预压技术

真空预压法就是在需要加固的软基中插入竖向排水通道，然后在地面铺设一层砂垫层，再在其上覆盖一层不透气的薄膜。在膜下抽真空形成负压，负压沿竖向排水通道向下传递，土体与竖向排水通道的不等压状态又使负压向土体中传递，在负压作用下，孔隙水逐渐渗流到竖向排水通道中而达到土体排水固结、强度增长的效果。真空预压法作为新一代软基加固方法，以其工期短、施工安全、无污染环境、费用低等优点而广泛应用于公路建设、桥梁、机场、工业与民用建筑等工程建。用真空预压加固软土地基，在固结过程中不仅土体产生垂直沉降，侧向也会产生向着负压源的水平位移。当在真空预压的影响范围内有其他建筑设施时，使用该法可能会危及其上部结构物的安全。真空预压法施工流程如下：测量放线→铺设主支滤排水管→铺设上层砂垫层→砂面整平→铺设聚氯乙烯薄膜→施工密封沟→设置测量标志→安装真空泵→抽真空预压固结土层。真空预压技术能够有效保护地基的完整性。