公路桥梁施工中的地基处理技术分析

2021-12-06姚鹏

运输经理世界 2021年14期

文/姚鹏

1 前言

软土地基是公路桥梁建设中较为常见的一种情形，其黏度低、稳定性差，对公路桥梁承载力的负面影响极大。对此，施工单位必须予以有效处理，确保路基的安全稳定性，提高公路桥梁的使用安全指数。特别是对当下地基的不完善处理策略，相关部门必须要秉承“设计合理、施工最佳、决策最准、经济可靠”的原则开展相关工作，确保工程成本最小化，效果最优化。

2 公路桥梁施工中地基处理中存在的问题

2.1 方案与实际脱轨，缺乏有效理论指导

公路桥梁施工中，地基处理方案可选择性较多，但却并不存在可以生搬硬套的方案，特别是在施工地域与方案所适用地域不同的情况下，施工单位必须要量体裁衣，以适合性原则来设计方案，确保地基处理方法在适合范围之内。例如：施工过程中，施工人员需要根据实际施工现状、具体工程地貌与地基来修改方案，以此真正解决软土地基问题。但部分施工单位会脱离实际，以经验主义施工，最终导致施工失败；再比如：换填法是当前地基处理技术中较为常用的一种方法，此方法极为简单且直接，效果却十分明显。但如果所处理地基超过3m，工作量会大大增加，投入资金也会随之增多，不符合经济性原则；排水固结法，即将软土地基中的水分排出，效果显著，但工期漫长，对工期紧的工程不适宜。另外，公路桥梁施工中地基处理技术的理论知识并不少，系统理论化指导却并不多见，这也导致很多施工单位在实际处理过程中理论与实际脱节，最终造成施工效果不理想[1]。

2.2 设备落后，难以驾驭先进地基处理技术

由于地质环境的复杂，在公路桥梁施工中会遇到各种各样的地基状况，而虽然我国在此方面的研究有所进步和突破，但因施工设备落后，很多地基问题依然没有得到有效解决。例如：施工设备因老旧、落后难以对地基进行有效施工，或者在施工过程中受制于地基状况，导致工程建设被不断延迟。这些都是设备落后导致的，而很多施工单位迫于经济状况，难以及时有效升级设备，因此在施工方面自然就存在很多问题。另外，施工单位对先进地基处理技术的引进并不少，但因为不善应用难以有效发挥其作用。特别是复杂的公路桥梁地基问题会导致地基处理技术的科学性、先进性受到影响，而不善应用先进处理技术自然就无法展现出预期的理想效果。不仅如此，部分施工单位对先进技术的引进缺乏重视，施工中以经验主义为主，缺乏系统性、前瞻性思考，自然就导致地基处理不理想。

2.3 施工单位质量标准不一，缺乏有效质检方法

不同的施工单位在地基处理技术水平方面也是参差不齐，即使方法相同，结果也千差万别，这些都对地基处理影响甚大。另外，施工单位的机械、质量标准等也会对地基处理效果产生影响。例如：几年前因施工队的快速扩张，很多施工队都缺乏必要的技术人才和相关培训，导致施工出现各种问题，影响公路桥梁质量和使用效果。不仅如此，在质检方面，我国的质检标准与方法也并不健全，很多地区的软土地基处理后检查标准与工作不到位，难以为施工提供有效保障。

3 公路桥梁施工中地基处理技术

3.1 强夯处理技术

强夯处理技术也被称为动力固结法，它能增强地基的抗剪性，提高其抗震性和抗液化能力，在处理砂土地基、湿陷性土、湿陷性黄土地基方面具有极好的效果。该方法的主要原理是利用巨大冲击力对软土地基土层进行施压，使其在内部产生巨大冲击波和压力，最终对土体孔隙形成压缩，完成作业。在强夯过程中，夯实点周围的土层会在巨大冲力的作用下形成裂隙良好的排水通道，将土内孔隙水和气体排出，加快土层固结。经过此操作之后，地基的承受力会大大提高，压缩性也会降低200%～1000%，强夯处理技术是公路桥梁地基处理技术中较为常见且效果明显的一种处理技术，该方法主要适用于天然孔隙较大、含水量较高的地基当中。

3.2 换填处理技术

换填处理技术是施工单位用来解决地基中一些问题的方法之一。该方法能有效针对性解决许多不良土壤地质中存在的地基问题，保护地基的稳定性，提高其承载力，杜绝安全隐患遗留。此方法的应用能有效提升施工加固效果，但需要施工人员明确软土区域，并对其分布位置、深度等进行精准评估，精准把握换填目标，制定可行性方案，以此真正解决问题，确保公路桥梁施工质量和使用寿命。执行期间，施工人员需借助开挖机具的助力进行作业，若遇到较为复杂的软土地基情况下，则需辅以人工开挖手段，以最大限度确保开挖作业的精准性。在换填完成之后，则要借助压实技术对其进行优化处理，确保地基区域的稳定性、安全性。如果所处理地基区域较大，则需采用分层填换、同步碾压的方法，这样能提高地基的承载力，避免其后续变形。

3.3 排水固结处理技术

排水固结处理技术主要针对的是含水量较大的地基，其操作原理是通过在地基中插入适当数量的排水管，让管道以垂直排水的形式将地基内多余的水分排出，以此来达到排水固结的效果。如：河北省某公路一期工程，其工程全长60.38km，有4 座桥梁，且线路经过平原区，局部有剥蚀低缓残丘，经过技术人员勘测，此工程的含水量达到56%，因此采用排水加固法最合适不过。经过此方法的加固，该工程的含水量大大降低，地基的流动性也有所改善。真空排水预压则是在土层中加入砂垫层和沙井，然后在砂垫层上放置不透气塑料薄膜，施工人员借助真空抽气设备抽气，利用大气压促使土层中的水分流入沙井，起到排水固结的效果。此方法的效果虽然显著，但成本也比较高，适用范围窄，因而推广使用力度不强。降水预压法主要是利用井点抽水降低地下水位来改变地基土层结构。电渗排水法利用的是直流电装置，将地基中水体电流以物理性导向的方式让水分流向一致，并统一从排水孔或沙井中排出，产生快速排水固结的效果，此方法存在一定的危险性，操作人员需穿戴无漏密封绝缘服，并保证操作规范，避免触电事故发生。

4 提高公路桥梁施工中地基处理技术效果的策略

4.1 量体裁衣，制定符合实际的施工方案

施工人员在确定处理技术手段之前，必须要充分考虑并参考前期准备的相关资料，以现场勘察结果为导向，合理选择处理技术，并制定行之有效的符合现场施工实况的方案，这样才能真正解决地基问题，提高地基的承载能力，确保车与人的安全，提高公路桥梁施工的质量。在勘察过程中，勘察人员需要对地基进行全面、详细地把关与综合评估，确保分布位置的精准度、深度，为后期施工以及处理技术的选择提供有效参考，避免无用功作业。以乌干达37km 工程为例，此工程全线30%为沼泽，修路难度极大。勘测人员根据参考数据和现场实际勘测结果，最终确定了两种方案，分别为填换石头、抛石挤淤。施工中，技术人员要确保施工中的石头粒径不能超过70cm，且必须保证石头粒径越靠上越小，然后再通过基层骨料的覆盖，土工布、骨料以及细集料施工，最终洒水碾压，形成可靠的路床。期间，设计人员并未完全照搬设计方案，而是在参考以往施工经验的前提下，综合考虑后，对此工程的软土路基实施改良，最终完成工程建设。

4.2 升级优化，以先进处理技术与设备保障施工质量

先进的地基处理技术能有效提高工程质量、效率，确保地基的承载力，是当代公路桥梁地基处理过程中不可缺少的重要手段。施工单位要高度重视对先进技术的引进和应用，重点把握施工的技术性，确保其可靠性、安全性，最终实现处理效果最大化、最优化。另外，针对地基处理技术，施工单位还要加强对施工人员的培训和指导，确保每一个施工人员都具备相应的资质与能力，避免滥竽充数、不懂装懂。对于精度要求高、涉及设备较为复杂的操作，施工单位则要严格把关，要求相关施工人员做到精细有序、施工有度，避免因马虎大意或心存侥幸产生安全事故，影响施工进度与质量。

4.3 严格验收，丰富质检手段和技术，提高检测分析精准度

对于地基处理后的验收环节，施工单位必须要做到严格把关、精准评估，强化地基处理的最后环节，保证公路桥梁施工的质量。技术人员在验收过程中应结合不同处理方案，以最佳检测手段来确保获取信息的精准度、可参考性，并及时有效地发现地基处理中存在的问题，便于及时修复、处理。例如：在检测验收钢筋混凝土桩结构时，检测人员可以采用多种无损检测技术对其进行全面的检测分析，以确保施工质量。以河北省某市公路桥梁施工为例，施工人员在施工前虽然已经做了比较合适的施工处理方案，但因施工现场与实际操作情况有所出入，技术人员必须要及时做好质量查验以及施工后整体质量验收的工作。首先，技术人员要对相关数据进行详细分析，对比之前的施工图纸，确保无误；其次，技术人员要进行施工现场检测、观测数据收集，并测量、记录监测点、沉降变形等数据，确认其符合技术规范性；最后，技术人员还要加强对技术的研究，为下一次施工提供经验参考。