軟土地基施工技術(shù)在公路橋梁施工中的應(yīng)用

（黃河科技學院，河南 鄭州 450063）

0 前言

公路橋梁工程項目建設(shè)有著周期長、投入大、風險高等特點，在施工建設(shè)中一定要做好質(zhì)量把控工作，對塌陷、裂縫等問題密切關(guān)注，采取合理且先進的施工技術(shù)去提高工程質(zhì)量。在公路橋梁施工中，軟土地基屬于常見地基類型，對于這類地基的施工處理既要總結(jié)過往經(jīng)驗，也要采取針對性施工技術(shù)?；诖?，文章主要結(jié)合筆者工作經(jīng)驗，從多方面去探討軟土地基施工技術(shù)在公路橋梁施工中的應(yīng)用，希望能為從業(yè)同行提供參考。

1 軟土地基的特點與常見危害

1.1 特點

在公路橋梁施工建設(shè)中，軟土地基屬于常見的地基類型，總結(jié)分析可知其特點有以下幾個方面：①含水量高。軟土地基最典型特點為高含水量，一般來講能夠達到20%以上，在部分軟土地基內(nèi)部甚至能夠達到70%的含水量[1]。正因為較高含水量，所以土壤的流動性也非常高，基于軟土地基進行建設(shè)的工程項目有著一定的施工難度。為了保證公路橋梁工程項目整體質(zhì)量，施工單位一定要做好前期現(xiàn)場勘查，全面掌握軟土地基的相關(guān)參數(shù)，制定針對性的地基處理方案，為工程項目施工打好基礎(chǔ)；②滲透性差。相較于其他類型土壤而言，軟土的固結(jié)速度非常慢，而且滲透性極差。再加上軟土地基內(nèi)部基本含有大量有機質(zhì)，所以會形成很多氣泡，在土壤的排水通道中充滿了氣體，導致其滲透能力較弱，與地基強度要求相去甚遠，一定要進行處理才能得到要求；③抗剪性弱。軟土地基抗剪性表現(xiàn)較弱，會對路基排水形成影響，而且有著不均勻性特點，極易出現(xiàn)不均勻沉降的情況。

1.2 常見危害

軟土地基帶來的最大危害便是地表沉降，由于軟土地基的內(nèi)部土質(zhì)太過松軟，而且土層與土層間的縫隙較大，含水量非常高。倘若在公路橋梁施工建設(shè)中對軟土地基未做良好處理，在后續(xù)使用中會因為軟土地基內(nèi)部土層水分不斷揮發(fā)、土顆粒密度不斷變大，而出現(xiàn)公路橋梁沉降問題，很容易帶來安全事故。對于路橋而言，具體的沉降度很大程度上受底部樁基礎(chǔ)的影響，通常在公路與橋梁的銜接處最易出現(xiàn)沉降問題。而公路橋梁正式使用之后，上層重要不斷增大，導致地基承載力不斷變大，最后出現(xiàn)沉降問題。再加上軟土地基穩(wěn)定性不足，施工前除了要考慮地基本身的種類變化情況，也要預(yù)測將來路面的交通壓力，而軟土地基土顆粒在不同的情況之下會出現(xiàn)變形，帶動土塊出現(xiàn)位移，形成裂縫。

2 軟土地基施工技術(shù)在公路橋梁施工中的應(yīng)用現(xiàn)狀與意義

2.1 應(yīng)用現(xiàn)狀

從性質(zhì)層面來看，軟土地基由于本身質(zhì)地偏軟，所以承載力顯然不能支撐起公路橋梁建筑，因此在施工中如果不加以處理則會導致上層建筑物始終處在失穩(wěn)狀態(tài)，而且建設(shè)在軟土地基上層的建筑物很難與地基有很好的密合，所以還會在松動的過程中不斷生成各種縫隙，縫隙的出現(xiàn)也給了地下水上漲的空間，因此建筑物軟土地層時間一長便會有隆起情況，當車輛形式在隆起區(qū)域時又會自然下限，可見軟土地基會給公路橋梁施工帶來極大安全隱患，因此要想提高公路橋梁施工質(zhì)量，則要對軟土地基結(jié)構(gòu)進行改善。同時，由于我國疆域遼闊，各地區(qū)土質(zhì)差異較大，所以在公路橋梁施工中也會結(jié)合土質(zhì)類型去設(shè)計可行的施工方案，為了防止軟土地基對后續(xù)使用帶來不必要麻煩，通常都會對其作特殊化處理，嚴控軟土地層沉降程度，提高施工質(zhì)量。

2.2 應(yīng)用意義

從應(yīng)用現(xiàn)狀便能看出，結(jié)合軟土地基的類型去做特殊化處理非常必要，對于我國路橋施工建設(shè)而言意義重大。一方面，能夠保證公路橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定可靠。倘若施工單位對無法滿足施工要求的軟土地基不進行強化處理，一定會造成公路橋梁工程的結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，最終出現(xiàn)質(zhì)量事故，而采取相應(yīng)的技術(shù)措施對軟土地基作特殊處理，不僅可保證施工質(zhì)量，也能確保路橋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠，實現(xiàn)安全通車；另一方面，能夠延長公路橋梁使用壽命。采用技術(shù)措施對軟土地基進行處理，能夠抑制沉陷、裂縫等質(zhì)量問題的出現(xiàn)，不僅能夠減少后續(xù)養(yǎng)護維修的投入，而且也能延長公路橋梁的使用壽命。

3 軟土地基施工技術(shù)在公路橋梁施工中的具體應(yīng)用

3.1 排水固結(jié)技術(shù)

公路橋梁工程項目施工中，要做好對地下水及地層表面水的處理工作，所以在前期需要安排專業(yè)勘測人員對公路橋梁工程施工現(xiàn)場進行勘測，詳細記錄地表水文等信息，之后將數(shù)據(jù)信息匯總向公路橋梁工程設(shè)計部門上報，最終根據(jù)詳細的信息數(shù)據(jù)去制定合理的地表水處理方案[2]?？偨Y(jié)過往經(jīng)驗來看，對公路橋梁施工中出現(xiàn)的地表水進行處理，一般會采取使用固化劑的方法，主要原因在于固化劑效果快且明顯，具體來講表現(xiàn)出如下兩個方面：一方面，從成分去分析，固化劑的構(gòu)成材料分為各類無機材料或有機材料，而且能夠與水泥聯(lián)合使用，進而強化固化劑的表現(xiàn)效果。而在過去的公路橋梁工程施工中，鋪路建設(shè)材料主要由粉煤灰、礫石、石灰等，這類建材更多從自然中直接采集，時間一長便會導致礦石資源被過度開采，對生態(tài)環(huán)境有所破壞。而固化劑的應(yīng)用能夠替代這類傳統(tǒng)筑路建材，能夠有效與軟土地基中的水分發(fā)生結(jié)合反應(yīng)，形成固定結(jié)構(gòu)的結(jié)晶水而附在軟土地基中，明顯改善土質(zhì)結(jié)構(gòu)。

3.2 注漿技術(shù)

軟土地基的內(nèi)部土層質(zhì)量偏低，可通過向土層空隙注入水硬性凝膠材料的做法，讓土層空隙能夠完全凝固粘結(jié)在一起，實現(xiàn)改善軟土地基性能的效果。具體來講，施工過程中可先在軟土地基的銜接處構(gòu)建隔離水質(zhì)面，避免受到地下水的侵蝕，保證地基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，降低發(fā)生坍塌、沉降事故的概率。而后施工人員需要參照設(shè)計標準進行鉆孔，孔徑一般為60～95mm，深度視情況而定[3]。向鉆孔內(nèi)防止注射管，注射管直徑一定要比鉆孔直徑小，同時用套管保護孔壁與導管。最后將按比例配置完成的水泥砂漿注入射管當中，讓水泥砂漿滲入土層縫隙以達到固結(jié)效果。值得注意的是，需要一次性注射完成，不可間斷。

3.3 置換土層技術(shù)

軟土地基內(nèi)部土層質(zhì)量不高，所以在施工處理時可用承載力更強的土壤將其中的軟土進行置換，這也是從根本上改善軟土地基沉降問題的做法之一，同時也能提升公路橋梁整體質(zhì)量。通常來講，對軟土地基的置換土層施工技術(shù)主要由挖掘、爆破等方法，雖然效果明顯，但是需要投入更多且產(chǎn)生更大工程量，實際采用并不多。所以在大部分施工情況下，通過前期的施工勘察，掌握環(huán)境與軟土地基表現(xiàn)，去設(shè)計更合理的置換土層施工方案。首先，對挖出的土壤進行填換處理，回填路基，然后填路基石，整個過程中需要關(guān)注地下水位，確保水位在基坑地面以下。而后要做好防雨、降水等工作，保證填土面四周要低于中間，方便后續(xù)排水，最后這些工序完工后便可進行碾壓，保證土壤壓實[4]。

3.4 粉噴樁技術(shù)

粉噴樁技術(shù)在公路橋梁施工中的軟土地基處理中屬于較常見技術(shù)之一，能夠明顯提升軟土地基的承載能力。具體施工處理過程中，首先要對施工現(xiàn)場實際情況進行勘察，保證現(xiàn)場平整且無雜物，備好施工需要用到的材料，展開試樁工作。需要嚴格把控施工現(xiàn)場的材料，特別是水泥，在試樁進行中要對施工參數(shù)進行多輪測試，確定好每一項數(shù)值的合理性，保證水泥攪拌與固化劑添加的均勻度。同時，要對機械設(shè)備做好檢查與運維，保證施工中能夠安全運行。所有施工人員對粉噴樁技術(shù)要提前熟悉，一切準備工作做好后便要開始施工?？偨Y(jié)大量粉噴樁技術(shù)經(jīng)驗來看，粉噴樁穿過軟土地基深入到內(nèi)部土層中，逐漸成為支撐結(jié)構(gòu)而不斷提高地基承載能力，這一過程中最為關(guān)鍵的是粉噴樁需要深入土層，不能是懸浮狀態(tài)，因此施工過程中需要打穿軟土層，倘若沒有打穿到位，需要重新施工。

3.5 砂墊層技術(shù)

軟土地基施工中可在施工要求不高的地方適當應(yīng)用砂墊層技術(shù)，特別是土壤土層厚度小、排水好、沙碩性佳的環(huán)境中，非常適用應(yīng)用砂墊層技術(shù)。具體公路橋梁施工過程中，砂墊層厚度需控制在20cm 左右，如此可抬高排水面高度，而且能夠為后續(xù)軟土地基的快速排水、固定形態(tài)等打好基礎(chǔ)，更有利于公路橋梁工程的施工建設(shè)[5]。同時，施工人員要對砂墊層材料的質(zhì)量嚴格控制，除了要確保符合國家建設(shè)規(guī)定以外，還要確保粗砂含沙量不超過5%。雖然砂墊層在施工中能表現(xiàn)出不錯的固結(jié)效果，但施工以后依舊要展開灑水、壓實等操作，并對砂墊層壓實情況做好監(jiān)督，在充分濕潤的基礎(chǔ)上施工能夠提升施工效果。

3.6 垂直排水柱

如果軟土地基的土壤黏度較大，在施工中則采取垂直排水柱法，具體來講要求施工人員向軟土地基中設(shè)置一定數(shù)量的垂直排水柱，縮減排水時間，提高軟土地基的排水效率。在建設(shè)垂直排水柱的過程中，主要用到砂井、紙板等材料，要求施工人員根據(jù)現(xiàn)場情況去確定最合理的排水方式幼兒技術(shù)。同時，施工過程中要根據(jù)砂井直徑數(shù)值對軟土地基沉降進行計算分析，倘若估算結(jié)果與施工現(xiàn)場需求不相符，則要重新改變相應(yīng)數(shù)值與施工方法，確保垂直排水柱能夠有序完工。

3.7 加載法

加載法在提高軟土地基強度方面表現(xiàn)良好，同時能夠降低路面沉降，保證公路橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，提升其有效承受荷載?，F(xiàn)階段的公路橋梁軟土地基施工處理中，應(yīng)用的加載法主要分為預(yù)壓加載與填土加載兩種方法，前者適用范圍偏小，基本上用于深度小于0.5m 的軟土地基，而后者適用范圍更廣，采取填土操作去強化軟土地基承載力，能明顯降低地基沉降發(fā)生概率，保證地基穩(wěn)定可靠。值得注意的是，在應(yīng)用加載法處理軟土地基的過程中，需要做好沉降觀察工作，保證沉降量不得超過合理范圍，確保地基處理效果。

3.8 表面排水處理技術(shù)

采用表面排水處理技術(shù)對軟土地基進行處理的施工過程中，一定要向表層的黏性土壤中加入適量的添加劑，以此提高地基穩(wěn)固性，加快填土固結(jié)的速度。該施工技術(shù)能夠優(yōu)化地基壓縮性能表現(xiàn)，從而提高軟土地基的強度，所以在軟土地基處理中的而應(yīng)用十分廣泛。從具體的施工操作來看，首先要在軟土地基的表面鋪上砂墊層，主要作為排水層進行排水，保證水位逐漸降低，能夠抑制路基下沉的問題，為路橋施工改善條件。一般來講，軟土地層的分布較為分散無規(guī)律，并且還會出現(xiàn)地基不穩(wěn)與不規(guī)則沉降情況，這種情況可利用鋪墊材料處理，加強地基的抗剪性與抗拉性，從而抑制路基沉降而強化路基承載力。

3.9 擠密法

該方法同樣是路橋施工中軟土地基的常用處理方法，主要是充分利用樁孔成形過程中的側(cè)向擠壓樁間土去做好地基處理，夯實樁孔用灰土或素填土，從而提高地基密實度與增強承載能力。這一技術(shù)方法也可稱作灰土樁擠密法，從技術(shù)特點來看，一般用在大面積的軟土地基或是濕陷性黃土地基的處理上。該技術(shù)的應(yīng)用過程中，需要在軟土地基中成孔，一般采用人工或是機械的方式，之后將煤渣、石灰塊等填入且夯實，形成樁體則達到加固軟土地基的效果。擠密法的優(yōu)勢在于能就地取材、工藝簡單、投入成本低，但施工中不可忽視質(zhì)量控制，要嚴格把控每一個技術(shù)要點，才能發(fā)揮擠密法的最大效用。

4 結(jié)束語

總而言之，在公路橋梁工程項目施工過程中，軟土地基是不可避免的施工難點，軟土地基的施工技術(shù)水平會直接影響到公路橋梁整體工程的使用壽命，所以施工單位一定要重點關(guān)注這方面問題。為了改善軟土地基的土質(zhì)結(jié)構(gòu)狀況，文章提出了排水固結(jié)、注漿、置換土層、粉噴樁等軟土地基施工技術(shù)方法，希望相關(guān)施工單位能夠結(jié)合實際情況去靈活采用，確保軟土地基的穩(wěn)定性，保證公路橋梁工程整體施工質(zhì)量。