市政桥梁工程中软土地基处理分析

2021-04-03肖勃

建筑与装饰 2021年9期

肖勃

重庆市设计院有限公司重庆 400015

1 软土地基特点

软土地基是以强度低、压缩量高、含有有机物质为特征，大范围分布的土层，主要指由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基，由于其土质结构不稳定，具有高压缩性、抗剪强度低、透水性低，除此之外，还包括流变性、触变性和不均匀性。因此，如果前期缺少相应的勘察设计和应对方案，地下水位升高、持续性降雨以及地震等外部因素会致使地基出现质量问题，造成路堤失稳，危及周围环境和建筑。软土土层在我国南方沿海等城市分布广泛，数量庞大，对于软土地基的处理必须完善细节，统筹规划，加强质量控制，基于根本原因和施工问题，进行计算探讨，从多个方面解决问题，加强关键技术的运用实践[1]。

2 市政桥梁工程中软土地基的常见施工问题

第一，承载力问题是基于触变性、流变性和抗剪强度低的特性，软土由于土质松软、松散，导致承载力不高，如果经受长期高强度压力而不采取措施，地基土层内部结构就会崩塌，土层间互相挤压破坏，而市政桥梁工程投入使用必然会造成这种影响，因此，如果不对关键路段进行防护和治理，不仅后期施工方案会被迫更改调整，还会导致拆除重建、增加桥长的情况，而且会引起锥坡不均匀下沉。第二，从压缩性问题来看，由于压缩性高，孔隙比大于1，导致土地出现路面沉降的概率高，路基不稳定的情况十分常见，存在大量的开裂、变形问题。第三，含水量问题则是由于软土地基的透水性能较低，垂直层面几乎是不透水的，对排水固结不利，反映在建筑物沉降延续时间长。同时，在加荷初期，常出现较高的孔隙水压力，影响地基的强度。软土的渗透系数低使得土地沉降发生过程的时间较长，考虑到沉降速度与工程变形的联系性，如果沉降速度衰竭到一定程度后，差异沉降并不会再增加，所以对于减少工程项目的不均匀沉降，要加强软土的渗透和排水处理。软土地基的处理问题要考虑到一些局限性和现实条件，在选择相应的处理技术时，要考虑到软土的物理特性以及软土分布的高度，对于地基下的软土层来说，沉降幅度与软土层深度是正比例对应的，软土层越浅，沉降幅度越小，所以破坏程度和危险性也较低，在处理时可以选用较为简单、成本较低的处理方法[2]。

3 市政桥梁工程中软土地基处理

3.1 表层处理

软土地基的表层处理技术是增强土体强度、强化内部结构稳定性的重要方式，主要分为四类：一是砂粒垫层技术，通过铺设厚度为0.5～1.2m的砂粒垫层，提高软土地基的透水性，优化排水固结效果。同时，垫层还能对于一些机械设备和装配式构件的承载起到防护作用，防止出现大面积的土质结构性破坏。二是表层排水施工技术，其原理简单概述为软土地基在额外载荷的功效下，慢慢排出孔隙水，使孔隙比降低，造成固结变形。在这个过程中，伴随着土体超静孔隙水压力的慢慢消退，土层有效应力提升，地基抗剪强度相对提升，并使沉降提前完成或提升沉降速率，使得土地强度变化趋于稳定，土质结构成型。三是排水固结法，其主要由排水和加压两方面构成。排水能够运用天然土层自身的透水性，设置砂井、袋装砂井和塑料排水板这类的竖向排水体，提高透水性。四是加压法，其主要方法包括地面堆载法、真空预压法和井点降水法，为加固软弱的黏土，在一定的条件下，可采用电渗排水井点。

3.2 安装桩基

安装桩基技术是针对一些淤泥或淤泥土层的软土地基，由于施工过程中的灌注和材料制备等环节导致的泥浆污染现场，桩基底部的沉渣较多，使得桩基强度有限。因此，安装桩基技术的运用就必须克服现实困难，将桩基插入硬土层中，保持稳定性。就桩加固处理方式而言，首先，确保施工场地的平整性，将各种杂物进行清除，对于低洼施工场地，可以运用回填黏性土的方式处理；其次，要选取相应的技术。以强夯处理技术提升土地承载力，由重力机械设备从高空自由落体来打击软土地基的结构，让其破损的内部土层互相挤压，实现快速凝结，互相供力，提升有效承载力，便于桩基安装。强夯技术可以在低成本的条件下提高软土地基的性能，可以广泛运用于市政桥梁工程施工中。但这种方法在某种意义上有一定的局限性，并且限制条件较多，而且还要考虑相应的安全防护措施。