河堤施工中软土地基处理技术

2020-02-15肖健文

建材与装饰 2020年24期

肖健文

（威华水利水电建设工程有限公司，广东梅州 514021）

所谓的软土地基问题主要是指承载能力差、透水性弱的路基结构，一般多是由松软土、松散土等土质组成。倘若河堤工程现场地质环境存在软土地基问题，现场施工人员必须利用相关技术以及工艺流程进行及时处理，以防止对河堤工程整体质量效果造成危害影响。结合当前处理情况来看，传统技术工艺已经难以满足河堤软土地基施工需求，要求现场施工人员应该积极借助新工艺以及新技术解决软土地基问题。如CFG桩长螺旋成孔技术、爆夯法软土地基处理技术等新技术都可以应用于河堤软土地基处理工作当中，效果显著。

1 河堤软基础的特征

软土基础主要由软土和沙质粉质土组成。就目前铁路工程施工的实际情况来看，软土路基的施工占据着十分重要的地位，拓展了世界铁路的覆盖面和使用范围，联通了世界的交通。软土地基的具体特征主要包括以下几个方面：

（1）抗剪强度弱

软土的状态是软塑性和流体塑性，外部载荷会影响软土，使软土基础无侧向抗剪强度较弱，流变性突出。软土路基的抗剪强度较弱，软土路基施工处理中，其整体的路基处理存在着差异，使得其整体的抗剪强度出现了弱化现象，这影响了路堤工程的稳定性。

（2）高压缩率

软土地基的压缩系数较高，通常大于0.5MPa。它的高压缩率非常不利于河岸工程，并可能导致河岸工程沉降不均。它降低了河岸工程的结构稳定性，带来了安全隐患，并影响了河岸工程的可靠性。

（3）渗透性差

软土的主要成分暴露了淤泥在内的黏土以及粉土等土质，其具有较高的吸水性以及储水性能。软土本身具有含水量大的特点，软土路基的孔隙较多，路基流动性更强，渗透率参数值低于标准土结构，通常在1.0mm/d以内，不能具有大含水量的典型完整性。当在河堤施工过程中出现软土地基时，荷载的反压力会对土壤产生负面影响，导致冲洗和加压水，从而降低了工程的结构稳定性。

2 软土地基对河堤结构的影响

2.1 路面产生裂缝

在实际的河堤施工建设中施工单位会应用混凝土和沥青的原料开展道路的铺设作业。混凝土具有较高的强度和耐磨性，同时沥青也具有较强的抗压能力，这两种施工材料成本都比较低，因此可以大幅度降低河堤工程施工成本。如果施工单位不够重视处理软土地基就有可能造成后期道路路面的混凝土产生裂缝。道路施工单位没有采用科学专业的技术处理地基就可能造成地基发生变形。同时，由于道路地基不够稳固自然也会降低后期混凝土的抗压能力和抗拉能力，进而造成混凝土产生裂缝和龟裂的问题。

2.2 不均匀的沉降

在软土地基内部会形成一个透镜体，因为在实际的软土路基压实作业中施工单位给地基的各个部位压实程度不同，这时土层内部就会产生不同的承受压力，造成地基内部排水量不同，因此形成了一个透镜体。如果河堤的地基产生不均匀的沉降，会造成桥梁的地基下沉以及桥梁的垮塌。同时也会给道路造成严重的影响，以及产生道路局部下陷的严重问题。

2.3 地基整体沉降

当前在开展地基的施工作业中由于软土地基水分渗透能力不够，同时也很难压实，造成后期道路产生沉降的问题，施工单位不能科学正确地处理软土地基，会使路面产生缓慢的沉降，也让后期维护路面不平整。当前国内也出现部分城市由于地基不稳固而造成河堤坍塌以及路基的垮塌事故，给路面的行车和行人带来严重的安全威胁。

3 软土地基处理技术的主要措施

地基处理的目的是利用置换、挤密、排水、胶结、加筋等方法，对地基土进行加固，以提高地基土的抗剪强度、改善地基土压缩性和渗透性增大地基的承载能力。

3.1 灌浆桩加固技术

在基础沉降要求严格的情况下，该技术适用于、中、小型桥梁通道、涵洞和桥头。例如，在路堤顶部的软土地基处理中，技术人员在粉喷桩处理区域施工准备阶段进行了沉降观测和数据分析，发现桩间土壤沉降较大。与桩顶相比，基础土的孔隙压力与荷载的增加成正比，技术指标确定如下：喷粉桩的距离需要控制在1.3～1.6m，钻进钻速需要控制在1.6—2.2m/min，遇硬地层后稍慢下来并加快钻速，同时对粉料混合喷粉压力，适度调节，以免堵塞粉尘管问题，并使用自动装置对其进行有效控制，最终成功完成项目建设。在实际施工过程中，施工单位需要有效控制钻机的喷雾高度，钻孔深度，保证桩长，不得使用没有粉尘计量装置的除尘器，并安排专业人员进行定期检查和审查，确保搅拌均匀性和喷粉桩直径符合相关要求，并着重于直径的磨耗。

3.2 砂垫技术

适用于软土地基的砂垫层含水量，土层较薄的情况，以充分发挥砂垫层在排水层上方的作用，对地下排水层有效地软化固结，将0.6～1.3cm厚的沙层垫层垫在软土地基上，这样不仅可以有效降低填土中的水位，还可以在软土地基施工过程中和填筑良好的交通条件下进行施工机械。另外，在应用砂垫层的过程中，相关技术人员应充分考虑工程机械的重量，偏心度，接触压力和软土地基的表面强度。例如，在矿山综合楼的建设中，要建造的场地地貌类型是河流侵蚀地貌，其主要是沼泽沉积粉质土壤。柔软的土壤层包含大量水分，土壤层很薄，该地点属于类别2。通过分析和计算沙石垫层的厚度和宽度，相关技术人员确定处理后的地基的承载力特征值应达到150kPa。置换法是指将基础底面下处理范围内软弱土层部分或全部挖除，再分层置换物理力学性质较好的岩土材料，并加工夯实、密实作为垫层。其作用是提高基础地基承载力，减小基础沉降量，加速基土排水固结。为了达到这个目的，技术人员采用砂垫法进行了有效的处理，最终达到了工程施工指标的要求。

3.3 排水固结技术

关于排水固结技术就是在软土地基中设置排水体，通过排水系统把地层中含水量充足的软土层水分排出干净，其主要是利用加压系统和排水系统进行处理的，从排水体差异的角度进行分析。排水固结技术可以分为塑料排水带和砂井排水两种，其可以有效处理淤泥黏土地基沉降问题，保证软土地基的稳定性。除此之外，砂井排水主要是确定砂井直径D、砂井位置间距L，直接影响着土地层中的含水量，相关技术人员还需要对其中的含水量进行统计。通常情况下，砂井间距范围需要控制在2～4m之间，直径需要控制在20～30cm之间，平面布置成梅花形。

排水固结法是指软土地基中设置水平和竖向排水系统，改变地基原有排水边界条件，在荷载作用下，土中孔隙水慢慢排出，孔隙比减小，地基发生固结变形，提高地基承载力，减小工后沉降。胶结：向土体中拌（灌）入水泥、石灰或者其他化学固化浆材，使其在地基中形成增强体，以达到地基处理的目的，主要方法有深层搅拌法、高压喷射注浆法、挤密灌浆法。挤（振）密原理：采用挤（振）密方法使地基土的空隙减少、密实度增加，以达到提高地基承载力和减小沉降的目的；加筋原理：将强度高、模量大的筋材（如土工格栅、土工织物等），加在软弱地基中形成复合体。当受到外力时，筋材与周边土体发生相对位移，存在于两种材料表面的咬合力和摩擦阻力（即将侧压力增加到土体上）在阻止土体侧移时，对土体力学性能进行一定程度的改善，进一步提升土体承载力以及强度。

3.4 高强度的夯实技术

在进行软土地基的处理施中，施工单位可以应用高强度的夯实施工技术对存在的地基问题进行有效处理，施工单位还应该应用强度较低的施压管理方法夯实地基，在施工中施工人员应用强度低的施压技术不能有效增强整体软土地基的抗压能力，对后期的整体施工质量水平的提升没有帮助，所以施工单位应该应用高强度夯实技术，目的是提高软土地基的强度。该项技术需要技术水平较高的夯实设备，聘请能独立操作夯实设备的技术人员，但是施工单位在应用高强度的夯实技术时也存在一些问题，如开展软土地基处理工作耗费的施工时间较长，施工工程量较大，整体施工成本随着施工作业时间的延长而增大，所以施工单位要在软土地基的处理之前先检查施工机械设备状况，保证后期应用高强度夯实基础处理地基以及增强地基处理的效果。此外，施工单位要到施工现场进行勘察，检查地基的实际状况，选择最佳的施工技术和施工方法，以此提高整体河堤工程质量，为行车和行人提供安全保障。最后，施工单位应当积极研究市场上处理软土路基的相关技术，并与外部的设计单位合作，借助设计单位的专业设计技术设计出处理软土路基的技术方案。