道桥施工中软基加固技术的应用研究

2022-03-24汪建成

散装水泥 2022年5期

汪建成

（北京路桥瑞通养护中心有限公司，北京 102200）

在道路桥梁工程施工过程中难免会遇到软土地基，对施工造成不利影响。软土地基承载力较弱，不能满足施工稳定性要求。地基作为重要结构，施工质量直接影响工程整体质量，如果处理不好，势必会引起后续沉降不均、变形等问题，影响交通安全。因此，施工时如果遇到软土地基，就要从多方面进行研究，制定完善的加固方案，科学应用加固技术，从根本上提高道桥工程施工质量。

1 道桥施工中软基加固技术应用的重要性

1.1 降低安全隐患

软土地基含水量较高，易引起沉降等问题，严重威胁人们的出行安全。而软基加固技术的应用能够从根本上提升其性能，在保障施工质量的基础上，减少安全隐患，延长道桥工程使用寿命。

1.2 有利于促进道桥事业的发展

在道桥施工过程中，软基加固技术作为主要构成部分，在完善道桥工程建设方面发挥着重要作用，并促进我国基础设施建设的规范化，在提高施工质量的基础上，为道桥事业的发展发挥一定的促进作用。

2 软基特性分析

软土地基在我国较常见，已成为阻碍道桥工程施工的一个重要问题，增加了施工难度。软基特性分析如下：

2.1 含水量高

软基土壤大多是软土，由细粒土构成，在道桥施工中属于不良地基。软基含水量较高、孔隙率极大，是由于细粒土表面具有较多负电荷，且长时间吸附空气中的湿气，使土内产生较多水蒸气，随着其含水量的增加，对土体黏结性造成不利影响。因黏结性降低，使土粒间缝隙增多，导致软基具有较高的含水量，为道桥工程施工造成不利影响，甚至严重威胁地基承载力和安全。

2.2 土质触变性、流变性高

软土长时间受重力冲击，还会引发触变或流变问题。触变是在未对软土破坏的前提下产生固态性，但如果软土受到破坏，就会引发流变性。在道桥工程施工时，若未采用加固技术处理，即使施工人员按标准要求施工，在后期投入使用后也会产生变形等问题，而这些问题会对道桥结构造成不利影响。因此，在道桥工程实际施工过程中应对项目进行综合分析，制定完善的加固方案，避免软基对道桥工程造成不利影响，从根本上减少隐患。

2.3 压缩性高

软基具有较高的压缩性，是由于软土中有较多水蒸气，使土料间缝隙不断加大，在外界压力作用下出现压缩，若存在较大的承受力，就会引起一系列问题。因此，在道桥工程施工时，如果未采取有效的加固措施，会影响道桥工程的后续使用，出现坍塌等问题。

3 道桥施工中软基加固技术的应用

3.1 土工合成材料加固技术

新兴的土工合成材料发展时间不长却得到了快速发展，且在市场中已出现多种类型的产品。在软基中铺设土工合成材料制作的复合体具有较强的稳定性。此外，此类材料对软基具有一定侧限性，在软土与土工合成材料进行传递时，能有效提升土体承载性。

3.1.1 软基排水垫层的应用

土工合成材料具有较强的渗透性，因此，在施工时将其作为排水垫层。随着填土荷载压力的增加，软土水分也会流出，进而达到加固的效果，提高道桥工程承载力。

3.1.2 地基位移的约束

道桥工程软基施工时，随着路堤的不断填高，地基也在其作用下出现沉降或位移等问题。而土工合成材料的应用使地基与材料间形成摩擦力，进而对地基位移起到一定的约束作用，提高道桥工程整体稳定性。

3.1.3 降低不均匀沉降问题

在施工过程中，土工合成材料的应用能有效处理软基，保障基底应力分布的均匀性。简言之是降低工程中心轴竖向应力，增加两侧竖向应力，进而降低中心轴沉降量，避免发生沉降等问题。

3.1.4 拉力破坏区与地基剪切破坏区相隔开

土工合成材料的应用能将工程结构与软基分隔，不仅减少变形问题，而且可避免由于拉力过大而产生破坏问题，进而缩小塑性范围，提高道桥工程安全性。

3.2 水泥搅拌固化加固技术

在道桥工程软基加固技术中，水泥搅拌桩技术具有成本低、操作方便等优势。要想在应用过程中充分发挥水泥搅拌桩的功能，应注意以下几点：

（1）根据工程的具体情况确定各参数配合比。相关人员进行现场勘察，对软基土质进行全面分析，同时做好试验，确定各参数值。

（2）完善测量放线工作。相关人员根据图纸坐标做好测量放线工作，同时，确定施工区域，再确定好边桩。平整好场地，完善标高设计，确保中间比两边高。此外，要在施工区域两侧设置好排水沟，避免雨天造成大面积积水。

（3）加强材料质量控制。施工单位严格检验进场材料，并对生产厂家、日期等样品进行批次检验，确保符合检验要求。做好水泥强度、凝结时间等试验，确保符合材料要求后再使用。此外，原材料进入施工现场后还要完善存储管理工作，避免因外界因素影响而引发质量问题，且对材料存储区域设置好标识，对材料级别、批号进行标注。

（4）合理布置现场桩位。一般来说，在水泥搅拌桩施工过程中，为了保证项目的顺利施工，桩位要布置成梅花形，并采用经纬仪和钢尺做好放桩工作。在施工期间，完善边桩保护。

（5）做好试验桩施工工作。在水泥搅拌桩施工前需进行试验桩施工，并根据结果确定各项指标，如浆液的比重等内容，并在施工过程中做好浆液的配置工作，以保证施工质量。

（6）完善试验桩的检测工作。试验桩施工完成后的3天内，相关人员需严格检测桩身均匀性。待施工完成7天后，再次对水泥桩外观进行检测，并测量桩体直径。待完工28天后，需对水泥单桩承载力进行检测，以确定施工工艺参数。

3.3 粉煤灰碎石桩加固技术

道桥施工期间常会遇到软土地基，而粉煤灰碎石桩加固技术较为常见，随着科技的发展与进步，该技术得到优化。应用粉煤灰碎石桩加固技术的施工过程如下：

（1）骨料的合理配置与拌和。在软土地基处理过程中，粉煤灰碎石桩加固技术需使用的原材料为水泥、粉煤灰等。只有保证配比的合理性，并均匀搅拌，才能为后续施工提供保障。

（2）高强度桩体结构的制作。利用机械设备将软土与桩体混合，并在地基中进行复合垫层施工，提升软基的承载力与稳定性。

此外，粉煤灰碎石桩加固技术的应用在满足工程实际需求的基础上，可为企业创造更多的经济利益。究其原因，一是在制作过程中，此技术成本低；二是此技术在应用过程中污染小，能够满足发展需求，且操作简便，可有效提升施工进度和质量。但在应用过程中，粉煤灰碎石桩加固技术也存在一定不足：一旦骨料配比不当，易造成泵管堵塞而引发爆裂，从而对土体强度造成一定的破坏，甚至影响后续施工。因此，施工单位在应用此技术时，应科学配置骨料，避免安全隐患。

3.4 现浇混凝土管桩技术

随着软基加固技术的不断发展，现浇混凝土管桩技术得到了广泛应用。为了更好地发挥其荷载作用，需确保管桩中填筑的混凝土满足技术要求，然后，用砂石铺设在其顶部位置，并设置好土工格栅。应用现浇混凝土管桩技术可简化施工工序、提高桩身强度、缩短工期、有效控制工程质量。该技术与其他技术相比，无需投入过多成本，因而可用于道桥的建设。

3.5 预压技术

预压技术更适合于黏土工程，该技术具有成本低、效果好等优势。在应用过程中，借助软土的天然透水性或地表加载，排出地基中的水分，以增强地基强度，增加土壤密度。预压技术在应用过程中也存在一定弊端，如施工周期较长、对填土速率准确性具有较高要求，这不仅会增加填料使用量，还会造成地面的沉降。

3.6 排水固结技术

排水固结技术在软基施工过程中的应用效果较好，且适用于淤泥或充填土质等软土层。在软基加固施工时，可利用外界荷载作用来减少软土层的空隙，排出土层中的水分。如果空隙水压消失后，土质强度便能达到施工标准。另外，在排水固结技术应用过程中，外加荷载设备作为主要构成部分，可利用大型设备对软土层进行碾压，从而将水分排出，实现路基的固结。

4 道桥施工中软基加固技术应用方法

4.1 表层处理技术

在道桥工程中，表层处理技术通常是应用在路基填筑前，将路基内水分排出，以降低其表层含水量，为后续设备施工提供方便。结合工程的实际情况，灰土与砂砾垫层施工时应避免地表与路基中水分的接触。将地表水排出是表层处理技术的关键内容之一。在施工过程中，施工人员开挖水沟，再用砂砾进行回填施工，要想增强排水效果，就应选择透水性较强的砂砾。另外，水沟施工前应进入现场实地调查，同时，合理控制断面宽度和深度。施工人员要深入研究回填技术，确保软基的稳定性，提升软基处理效果。

4.2 开挖换填技术

在软土地基施工过程中，开挖换填技术是一种常用技术。首先要对软土层进行全部或部分开挖，然后填充黏土和砂石，黏土和砂石要选择渗水性较强的材料。在软土层开挖前，需对其厚度做好检查。如果软土层不超过3cm，就要将其全部挖出；如果超过3cm，则要对其进行部分挖出，再用渗水性较强的材料将空余部位填充。开挖换填技术在软基施工过程中得到了有效应用，需要注意的是，如果软土层过厚时采用开挖换填技术会消耗大量人力、物力，加之工程量较大，对已挖出的软土进行施工会增加施工难度，因此，如果软土层较厚时，则尽可能应用其他技术进行施工。