公路桥梁施工中软土地基施工技术分析
2016-06-06
软土地基是指承载力小、压缩性高、透水性差、含水量大，呈现软塑到流塑状态的饱和性粘土。软土地基稳定性和承载力的问题如下：在土坡上开挖导致支撑系统土压增加发生滑动；在建筑物附近开挖导致建筑物失稳倾斜；孔隙水压力增加会导致地面隆起和物土压力增加。软土地基主要是由粘土和粉土等一些细微颗粒含量较多的松软土、松散砂、大孔隙泥炭、有机质土等土层构成。软体地基的特点是强度偏低、固结速度慢、变形量大。
在软土地基上做工程，如果软基处理不好或施工程序不当都会给工程质量带来不利的影响，甚至造成工程失败。可见，在软基上修筑高等级公路，如果软基处理不好则会严重影响整个工程的质量；如果不对软基进行处理，则会对路堤施工、公路使用及维护带来一系列问题，一定要慎之又慎。
一、 公路桥梁施工中软土地基现状
浅层的降水和深层的抽汲地下水会导致附近建筑物的沉降开裂和大面积地面沉降。当出现整体沉降大量差异的时候就会导致建筑物的功能受到损害，这是因为软土的土层薄厚不均匀、分布不一致和载荷偏心导致的沉降不均；相邻的建筑物太近或者建筑物的载荷差异太大都会导致建筑物的倾斜。公路桥梁工程比其他的工程有更多的特殊要求，地基是公路桥梁的基层结构，同时它的牢固性也直接影响着公路桥梁性能的发挥。因此，施工现场的工作人员要了解和掌握沉降发生的各种因素，采取合理、有效的措施最大限度地降低沉降问题的影响程度。
二、 软土地基施工技术分析
1 表层处理方法
通常用于地表面极软弱的情况。主要是通过排水、敷设或增添材料等办法，提高地表强度，防止地基局部剪切变形，保证施工机械作业；同时尽可能把填土荷载均匀地分布于地基上。属于这类处理方法的有：敷设材料法、添加剂法、表层排水法、砂垫层法等。
1.1 表层排水法
对土质较好因含水量过大而导致的软土地基，在填土之前，地表面开挖沟槽，排除地表水，同时降低地基表层部分的含水率，以保障施工机械通行。为了能使开挖出的沟槽在施工中起到盲沟的作用，应回填透水性好的砂砾或碎石。
1.2砂垫层法
砂垫层主要常用作软土层厚度小，排水功能良好，砂砾资源优良、工程进度松缓的情况下。通常砂垫层的厚度在12～24cm，而主要理论根据是提升排水面，主要针对软土地基在构造物荷载作用下加快排水固结凝结过程，以增强软土层的强度，达到稳定性标准。在砂砾垫层施工的材料选择方面，主要是结合洁净中、粗砂，含泥量低于5%，并在实际施工过程中得出5cm 以下的天然级配砂砾排水固结效果显著，需在施工过程做好洒水压实工作，在施工之前需要做好砂砾表层的检查，表层湿润时则可采取施工处理。
1.3 敷垫材料法
对于地基土层不均匀，可能发生局部不均匀沉降和侧向变位，可利用所敷垫材料的抗剪和拉抗力来增强施工机械的通行能力。均匀地支承填土荷载、减少地基局部沉降和侧向变位，提高了地基的支承能力。工程上广泛使用的敷垫材料主要有玻璃纤维格栅、化纤无纺布及土工布等。
1.4 添加剂法
当表层为粘性土时，在其内渗入添加剂，以改善地基的压缩性能和强度特性，确保施工机械的正常行驶。同时也提高了固结的效果及填土稳定性。工程上常用生石灰、水泥及熟石灰做为添加材料。石灰类添加材料通过现场拌和或厂拌，起到了产生团粒效果和降低土壤含水量的作用，与此同时，被固结的土随时间的推移亦会发生化学性固结，使粘土成分发生质的变化，进而保持土体稳定。
2 粉喷桩加固处理技术
粉喷桩（加固土桩）属于深层搅拌法加固地基方法的一种情况。深层搅拌法是加固饱和软粘土地基的一种新方法，它以水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂，用特制的搅拌机械就地将软土和固化剂（浆液状和粉体状）强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的优质地基。这种方法就是采用粉体状固化剂来进行软基搅拌处理的方法，最合于加固各种成因的饱和软粘土，当前我国常用于加固淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高的粘性土等。
3 水泥搅拌桩法
此法以石灰、水泥等材料为固化剂，通过深层搅拌机械的作用，将软土与粉体或浆液桩的固化剂在地基深处进行强制搅拌，经过一系列的物理化学反应，形成强度高、稳定性好的复合地基。水泥搅拌桩法常用于对粉土、松散砂土等地基的加固，其优点表现在施工过程中对路堤的干扰较小，非常适合扩建工程施工。在施工之前，首先要保证场地平整，如果有低洼下陷的区域要用粘土填平，同时需要清除场地内的一切杂物，如砂垫层和生活垃圾等。
4 竖向排水固结法
将垂直的排水柱设置在粘性土地基中，缩短了排水距离，促进了地基排水固结，增加了抗剪强度。垂直排水柱所用的材料分为砂井和纸板排水两种。根据砂井的施工方法不同砂井排水法可分为水射式、螺旋钻式、打入式、振动式及袋装式等。此法很少单独使用，多与加载法或缓速填土法并用，对层厚大，均质的粘土地质最为有效；对泥炭质地基效果稍差。地基处理范围：为了稳定，以填土坡面下为处理对象；为防止沉降，主要以路基顶面宽度下作为处理对象。设计排水砂井时，首先假定施工方法、砂井直径、排水距离和改良范围。然后进行稳定及沉降计算，若不能满足时，修正假定数据，再进行计算。
结语
在实际公路桥梁施工工程中，软土地基是一个非常重要的部分，软土地基的处理方法跟桥梁的质量有非常紧密的联系。在桥梁工程中每一种软土地基的施工方法都具有针对性、局限性及适用范围，由此要根据条件选择符合设计要求的软土地基处理方法。
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