道路橋梁施工中的軟土地基處理

賀保亮

（商丘市東方路韻公路工程有限公司, 河南 商丘 476000）

1 簡述路橋工程軟土地基的基本概念

1.1 軟土地基的基本概念與結(jié)構(gòu)組成

軟土地基是指壓縮空間量高、孔隙密度大、水滲性弱且抗壓強度低的軟弱土層。軟土地基主要由粉土、黏性土、淤泥及散沙等組成。軟土層含水量較高，因而黏性較大，壓縮性較強，且透水性偏弱，未經(jīng)夯實加固處理直接開展地基施工，會使建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性不達(dá)標(biāo)，影響建筑質(zhì)量安全。

1.2 軟土地基處理不當(dāng)對路橋工程的危害

軟土地基以飽和性黏土為主，具有形變程度高、強度等級低、水滲性差等基本特征。對路橋工程項目來說，地基結(jié)構(gòu)施工屬于最基礎(chǔ)且最重要的工序。若路橋施工遇到軟土地基，應(yīng)當(dāng)預(yù)先進(jìn)行夯實加固處理，否則勢必會對工程結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重?fù)p害，進(jìn)而縮短道橋使用壽命。

1） 路面結(jié)構(gòu)受損，通常，路橋地基施工所應(yīng)用的主要原材料就是混凝土與碎石，若工程所處區(qū)域的施工環(huán)境不利，或者一線施工技術(shù)人員未嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，就會導(dǎo)致軟土地基夯實加固處理不達(dá)標(biāo)，在降雨集中季節(jié)，地面徑流影響路面結(jié)構(gòu)質(zhì)量。再加上地基施工所用的混凝土與碎石材料抗侵蝕能力弱，使得工程路面出現(xiàn)材料脫落或結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性不足等問題，進(jìn)而影響整體工程建設(shè)質(zhì)量。

2） 路面不規(guī)則沉降，部分區(qū)域地下水文環(huán)境較為復(fù)雜，淺層徑流長期沖刷工程軟土層過渡帶，導(dǎo)致水土過量流失，軟土地基安全穩(wěn)固性下降，在交通運載負(fù)荷加重的情況下，出現(xiàn)不規(guī)則沉降問題。該情況會影響路面結(jié)構(gòu)的安全性，對交通運輸構(gòu)成潛在威脅。

3） 路面硬化開裂，由于軟土地基本身的穩(wěn)固性較弱，且地基施工環(huán)節(jié)所應(yīng)用的瀝青、混凝土等原材料性能不達(dá)標(biāo)，導(dǎo)致路面硬化，進(jìn)而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)裂縫問題。

2 軟土地基方案選擇的影響因素

2.1 工程設(shè)計

工程設(shè)計是影響道路橋梁軟土地基方案選擇的主要因素。工程師的知識儲備、對軟土地基處理經(jīng)驗的多寡、分析處理問題的能力等都會影響到處理方案的經(jīng)濟(jì)合理性及有效性。道路橋梁工程線路長、縱向跨度大、涉及路段的地質(zhì)情況差異大，且具有一次性的特點，造成既有經(jīng)驗只能借鑒不能直接復(fù)用的結(jié)果。在工程師制定處理方案前，應(yīng)對具有軟土層的部位進(jìn)行詳細(xì)勘察，弄清軟土層的組成、物理力學(xué)性質(zhì)，具體問題具體分析，合理選擇軟土地基的處理方案。做到既能保證工程質(zhì)量、又滿足最經(jīng)濟(jì)、施工方法最簡單的要求。

2.2 環(huán)境與施工企業(yè)技術(shù)能力

在選擇軟土地基處理方案時，必須綜合考慮道路橋梁工程的施工環(huán)境和施工企業(yè)的技術(shù)水平。不同地質(zhì)條件對方案的選擇有著不同要求，如砂性地基應(yīng)優(yōu)先選擇預(yù)壓或排水固結(jié)的處理方法。黏性地基則應(yīng)選擇置換或擠密的方法。無論采用何種方法，都必須根據(jù)現(xiàn)場實際情況結(jié)合施工企業(yè)技術(shù)水平合理調(diào)整。

2.3 橋梁等級及其他因素

我國對橋梁從跨徑、橋長、結(jié)構(gòu)形式、承重構(gòu)件等方面對橋梁進(jìn)行了明確的等級劃分，不同等級的橋梁所對應(yīng)的質(zhì)量要求存在一定差異。因此，設(shè)計過程中須深入現(xiàn)場進(jìn)行詳細(xì)勘探，充分掌握軟土地基情況及物理力學(xué)性質(zhì)，對可能出現(xiàn)的軟土地基問題進(jìn)行預(yù)判，根據(jù)橋梁等級來綜合確定地基的質(zhì)量要求，在此基礎(chǔ)上再結(jié)合實際情況選擇合適的軟土地基處理方案。此外，道路橋梁工程很多段落會從山區(qū)穿過，復(fù)雜的山區(qū)氣候環(huán)境以及地質(zhì)條件，也會對方案的選擇造成一定影響。

3 道路橋梁施工中軟土地基處理的主要技術(shù)

3.1 置換法

置換法可以提升地基的整體承受能力，在路橋施工過程中，可以使用抗壓穩(wěn)定性能較高的土壤代替軟土，從而提高地基的抗壓能力。置換法經(jīng)常使用爆破法和人工挖掘法等，也可以使用機械開挖操作，工藝簡單，但是施工成本較高。

3.2 排水法

通過排水處理，可以提高軟土地基的穩(wěn)固性，在施工過程中，施工單位要對施工現(xiàn)場的地基進(jìn)行預(yù)壓處理，使地基得到有效的加固，保證排水處理的效果。技術(shù)人員可以在軟土地基上增加垂直的排水系統(tǒng)，提高軟土地基的承載能力，

實際施工過程中可以將加載施工技術(shù)與排水處理技術(shù)相結(jié)

合，提高排水處理的實施效果。

3.3 墊砂層法

墊砂層法適用于軟土地基比較薄且含水量比較多的情況下，可以在軟土地基上增加一層墊砂層，及時將水分排除，保證在施工階段內(nèi)施工設(shè)備在軟土地基上的正常施工，適當(dāng)增加軟土地基的強度，保證道路橋梁施工質(zhì)量。

3.4 材料鋪設(shè)法

材料鋪設(shè)法主要應(yīng)用于土層分布不均勻的軟土地基，材料鋪設(shè)法要求嚴(yán)格重視材料的選擇，在鋪設(shè)階段要對地基的局部沉降進(jìn)行分析，對于地基可能出現(xiàn)的側(cè)向變形問題，要根據(jù)實際情況選擇合適的方式進(jìn)行填土，減少軟土地基變形的發(fā)生概率。

3.5 穩(wěn)定劑法

在黏土成分較高的軟土地基中，可以使用到不同形式的穩(wěn)定劑，生石灰、熟石灰和水泥等都是廣泛使用的穩(wěn)定劑。在施工現(xiàn)場可以根據(jù)實際情況選擇適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定劑進(jìn)行處理，從而降低軟土地基中的水分，改變黏土化學(xué)成分，提高軟土地基的強度和抗壓性能。

3.6 拋石擠淤法

在道路橋梁施工過程中，軟土地基位于水位之下的，水的侵入會對土壤的更換帶來更多的困難，在這種情況下可以對軟土層面做好石塊填充，在外力作用下逐步排出內(nèi)部水分之后做好平鋪處理，提高地基的硬度，保證施工過程中不會留下空隙。

3.7 加載法

加載法是一種較為廣泛使用的處理軟土地基的方式，可以有效提高軟土地基的密實度，提高地基強度，減少地基沉降固結(jié)。在軟土地基內(nèi)部進(jìn)行有效的填充，減少其中的空氣，在地基面層上鋪夾砂層，另外在上面鋪一層不透水的膜，可以形成一個封閉式的加載方法，提高地基的承載力。

4 實際工程案例

為客觀評價軟土地基夯實加固處理技術(shù)的應(yīng)用效果，本文以某路橋工程所采用的置換土質(zhì)法為例展開系統(tǒng)探究，工程概況、施工流程及應(yīng)用效果如下所述：

4.1 工程概況

某公路工程全長約52.6km，初步限定最高時速為80km/h。整體路面寬度為30m，共設(shè)四排雙向車道。其中，K13+120-K13+480 地處平原地帶，預(yù)設(shè)一座高架橋梁工程。該路段施工區(qū)以農(nóng)田為主，地基壓縮量較大，穩(wěn)固性差，且承載負(fù)荷強度偏弱。基層由黏性土和淤泥組成，涵水量在38%~52%之間。為強化軟土地基夯實加固處理效果，提升路基結(jié)構(gòu)承載負(fù)荷強度，保障路橋工程建設(shè)質(zhì)量滿足現(xiàn)代化標(biāo)準(zhǔn)要求，應(yīng)采取如下幾方面措施：1） 指定專業(yè)技術(shù)人員深入施工現(xiàn)場進(jìn)行全方位的勘察，如地質(zhì)結(jié)構(gòu)條件、地下水文環(huán)境及氣候變化等，以實際勘察結(jié)果為依據(jù)，客觀判斷路基承載負(fù)荷強度等級，制定完善的夯實加固處理方案。2） 綜合對比各方案的經(jīng)濟(jì)性與技術(shù)性。經(jīng)統(tǒng)一協(xié)商決定，該工程的軟土地基夯實加固處理采取置換土質(zhì)法。

4.2 應(yīng)用置換土質(zhì)法的基本流程

在采取置換土質(zhì)法前，需預(yù)先制定完善的夯實加固處理方案，合理規(guī)劃置換施工工序，準(zhǔn)確把控技術(shù)要點，且明確各階段性工程的質(zhì)量控制目標(biāo)。與此同時，積極招募專業(yè)技術(shù)水平高、綜合素質(zhì)過硬，且實踐經(jīng)驗豐富的技術(shù)人員。同時組織一線施工技術(shù)團(tuán)隊深入學(xué)習(xí)置換技術(shù)，明確施工流程與技術(shù)要點，積極開展職業(yè)素質(zhì)教育，以強化質(zhì)量安全責(zé)任意識，嚴(yán)格遵照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范開展施工作業(yè)。而后，深入施工現(xiàn)場，充分清理垃圾雜物，并采取有針對性的排水措施排除基層多余水源。在保證軟土地基表層平整度與環(huán)境條件滿足要求后，采取機械與人工干預(yù)協(xié)調(diào)配合的方式，挖除該路段的淤泥與軟土。此外，為進(jìn)一步強化軟土地基施工效果，應(yīng)當(dāng)將淤泥開挖深度控制在2.5~3.5m 之間，并使用具有自卸能力的運輸車輛將挖除的土體運輸?shù)街付ǖ攸c。再者，采用分層填筑與碾壓施工的方式，嚴(yán)格控制每一層壓實度，待其符合要求后方可執(zhí)行下一層填筑施工。

4.3 客觀評價應(yīng)用置換土質(zhì)法的實際效果

在軟土地基夯實加固處理后，由專業(yè)資質(zhì)完備的單位進(jìn)行質(zhì)量驗收，并客觀評定工程建設(shè)質(zhì)量等級。經(jīng)專業(yè)檢測得知，本工程的壓實度與彎沉值符合標(biāo)準(zhǔn)要求。由于置換土質(zhì)法施工工序簡便，投資成本有限，且可靠性高，能夠避免路基不規(guī)則沉降問題，故而具有極大的推廣應(yīng)用價值。

5 結(jié)語

在路橋施工前要做好勘察工作，分析軟土地基的實際情況，提出適當(dāng)?shù)奶幚硪庖姟Ｔ谑┕み^程中，要重點提升軟土地基的硬度和承載力，做好排水處理工作，選擇合適的處理方式，嚴(yán)格按照軟土地基處理的相關(guān)程序和規(guī)范進(jìn)行，從而提高軟土地基的密實度，保證施工順利進(jìn)行，提高施工質(zhì)量和路橋使用壽命。