路橋工程施工之中軟土地基處理技術(shù)探討

張正勇

（安徽省公路橋梁工程有限公司，安徽 合肥 230000）

在公路施工的實(shí)施中，鑒于軟土地基的獨(dú)特性質(zhì)，因此道路建設(shè)項(xiàng)目首先要對(duì)軟土地基進(jìn)行科學(xué)合理的處理，加固處理軟土地基，既能滿足公路施工的基礎(chǔ)要求，又能提高地基的剛度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性，從而保證地基的施工質(zhì)量，提高道路工程質(zhì)量。新方法是探索工程實(shí)踐中的成果，但應(yīng)用范圍不夠廣，積累的經(jīng)驗(yàn)不夠，存在理論落后于實(shí)踐的問題。希望工程建設(shè)、設(shè)計(jì)單位、科研機(jī)構(gòu)密切合作，使這項(xiàng)新技術(shù)更加成熟，應(yīng)用更加廣泛。在公路施工中，為了更好地提高施工質(zhì)量，必須采取相應(yīng)的措施有效地處理這一問題，針對(duì)當(dāng)前公路建設(shè)發(fā)展過程中存在的問題，在分析軟土路基處理方法的基礎(chǔ)上，組合加固技術(shù)研究方法、工程應(yīng)用等方面的最新進(jìn)展，深部軟基處理新技術(shù)的結(jié)合，希望能應(yīng)用到工程中。

一、路橋施工階段處理軟土地基的基本思路

（一）因地制宜

不同地區(qū)的軟土地基含水量、疏松度等之間存在一定差異，針對(duì)土質(zhì)特性的差別，要結(jié)合實(shí)際特性，有針對(duì)性地采取相應(yīng)處理技術(shù)方法。這就預(yù)示著路橋工程正式施工前，要指派工程人員前往現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)地考察，盡可能獲得工程現(xiàn)場最詳細(xì)的資料。例如，若工程建設(shè)場區(qū)是黏性土，則要采用相應(yīng)的壓實(shí)技術(shù)，以防施工活動(dòng)中部分操作擾動(dòng)地基，使地基的完好性得到一定保障；若為砂性土質(zhì)，則建議采用擠壓聯(lián)合壓實(shí)的方法進(jìn)行處理，例如砂樁與振動(dòng)壓實(shí)技術(shù)等，借此方式改善地基結(jié)構(gòu)初有的流動(dòng)性。

（二）結(jié)合道路實(shí)際要求進(jìn)行處理

不同路橋工程建設(shè)階段，提出的施工要求也是存在差異性的，特別是在等級(jí)不同的工程項(xiàng)目中，其平整性和穩(wěn)定性要求也有一定區(qū)別。大部分情況下，伴隨著路橋工程等級(jí)的提升，就需要配合使用更強(qiáng)勁的工藝處理地基，實(shí)現(xiàn)對(duì)地基沉降問題的有效控制。若路橋工程的等級(jí)相對(duì)較低，則推薦施工方采用加載技術(shù)等進(jìn)行處理。另外，處理路橋軟土地基階段，也需要全面考慮路橋的實(shí)際形狀、設(shè)計(jì)寬度及高度等，在此基礎(chǔ)上選擇最適宜的地基處理施工工藝。一般情況下，當(dāng)路堤偏低且較寬時(shí)，如若采用換填技術(shù)方法處理軟土地基，很可能對(duì)路堤結(jié)構(gòu)造成一定損傷；而對(duì)于設(shè)計(jì)高度相對(duì)較大、穩(wěn)定性欠佳的路堤，采用加載技術(shù)處理地基取得的效果是極為顯著的。

（三）考慮周圍環(huán)境處理

路橋工程軟土地基階段，時(shí)常會(huì)對(duì)周圍建筑物、交通運(yùn)輸?shù)刃纬韶?fù)面影響。鑒于以上情況，施工方應(yīng)給予軟土地基施工工藝選擇過程較高重視，綜合考慮震動(dòng)、噪聲以及環(huán)境污染等因素，力爭將施工工藝應(yīng)用階段對(duì)周邊環(huán)境形成的影響降至最低。

二、路橋工程施工至中軟土地基存在的問題

（一）承載力較差

軟土地基對(duì)環(huán)境的要求極高。不確定因素常常對(duì)其進(jìn)行影響。這些不確定因素包括突然增加的含水量以及突然地面壓縮性的特征。軟土地基一旦遇到大量的載荷，該地基極容易被強(qiáng)制壓縮，整體的承載力會(huì)急劇下降。從而出現(xiàn)軟土地及整體性被破壞的問題，從而引發(fā)土地沉降的問題。

（二）壓縮性較強(qiáng)

軟土地基有自身含水量較大的特點(diǎn)。軟土的特征就是孔隙比較大，它可以被大范圍的壓縮。在強(qiáng)力壓縮的影響下，軟土的松散程度較原土而言較高。在含水量高的作用下，軟土地基會(huì)直接導(dǎo)致整體工程的承載能力下降，如果沒有進(jìn)行完善處理，會(huì)引起大量不規(guī)則的下降問題發(fā)生。在實(shí)際工程中，由于壓力的改變，沉降隨時(shí)有可能發(fā)生。因此影響施工后續(xù)進(jìn)程，從而加大施工難度。如果不進(jìn)行完善處理，嚴(yán)重時(shí)還可導(dǎo)致建筑塌方，橋梁段方等問題。

（三）軟土的沉降量表達(dá)

軟土地基的實(shí)質(zhì)呈現(xiàn)狀態(tài)較為松散，孔隙也比較大，軟土的地基里含有天然的水量較大，因?yàn)樗慷嗨运缮ⅲ两盗恳簿驮黾?。所以我們?cè)谶M(jìn)行軟土使用中一定要采用相對(duì)應(yīng)的手段進(jìn)行大規(guī)模的原土壓縮。在路橋的施工過程中要完善處理好軟土地基問題，如果軟土地基沒有進(jìn)行處理，那么建筑完成后一段時(shí)間工程將會(huì)出現(xiàn)實(shí)質(zhì)性的建筑問題。容易影響到周邊建筑的安全性。因?yàn)槭┕み^程中失衡就會(huì)導(dǎo)致建筑物沉降，且呈現(xiàn)不規(guī)則的狀況。所以在一定程度上會(huì)使道路的使用產(chǎn)生較負(fù)面的影響，導(dǎo)致橋梁可能發(fā)生塌方，邊坡錯(cuò)位等抗擊性問題。從而影響了市民的日常出行。嚴(yán)重時(shí)還可導(dǎo)致重要嚴(yán)重的安全事故。

三、路橋工程中軟土地基處理技術(shù)的應(yīng)用

（一）粉噴樁技術(shù)

這是經(jīng)常用于處理軟土地基的技術(shù)類型，特別是在處理穩(wěn)定性偏差的地基方面表現(xiàn)出良好效能。具體實(shí)踐中采用機(jī)械設(shè)備鉆孔，而后在一定壓力作用下將固化劑壓進(jìn)地基內(nèi)，固化劑與水相互作用并發(fā)生一定的化學(xué)反應(yīng)，接觸方式降低軟土地基內(nèi)的含水量，發(fā)揮固結(jié)軟土地基的作用。施工階段水泥、石灰是常用的固化劑，相比之下水泥作為主要原料的應(yīng)用率相對(duì)較高。在開工前需認(rèn)真勘察工程地質(zhì)條件，真實(shí)記錄原地高程數(shù)據(jù)及土工試驗(yàn)相關(guān)信息等，以此為基礎(chǔ)規(guī)劃設(shè)計(jì)粉噴樁位?，F(xiàn)實(shí)運(yùn)用中也要關(guān)注參數(shù)比這一指標(biāo)，其對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)是樁強(qiáng)度，結(jié)合工程實(shí)際狀況合理調(diào)整參數(shù)比，有益于提升成樁的穩(wěn)定性。為確保粉噴樁有較強(qiáng)的流動(dòng)性，在具體施工階段可以摻入適量石膏或硫酸鈉等材料，還有助于改善固化效果。隱形粉噴樁形成后，將會(huì)提高地基的承載能力，確保后期施工作業(yè)順利推進(jìn)，可以通過鋪設(shè)粘性土及砂土墊層，使地基平整度與安穩(wěn)性更能符合設(shè)計(jì)要求。在現(xiàn)實(shí)施工中，要精準(zhǔn)控制鉆機(jī)下鉆深度與噴粉高程等指標(biāo)，借此方式使樁體長度達(dá)標(biāo)。一般建議利用間接性攪拌方法復(fù)合粉噴樁，適時(shí)試驗(yàn)檢測水分與水泥粉的結(jié)合程度，確保該項(xiàng)處理技術(shù)應(yīng)用過程的順暢性，也能使軟土地基處理效果得到更大保障。

（二）排水固結(jié)

法排水固結(jié)法又稱“預(yù)壓法”，其造價(jià)低的特點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用，特別是在路橋施工中，在軟土地基中設(shè)置了多種排水渠道形式，一種水平或豎向排水方式，改善了舊地基的邊界條件，增加了路基的通行方式。間隙水，利用自身的附加荷載或結(jié)構(gòu)，去除土體中多余的水分，防止地基沉降，提高地基的強(qiáng)度。顯然，排水固結(jié)法主要是一種緩解軟土含水條件的方法，具體應(yīng)用時(shí)，排水固結(jié)法可分為不同的形式，如降水預(yù)壓法、排砂樁預(yù)壓法、袋裝砂井法等，同樣適用于不同的軟土土地形態(tài)。該方法的缺陷是明顯的，在整個(gè)過程中必須嚴(yán)格控制充填率，施工期也較長，因此不宜在軟土地基覆蓋大面積的地區(qū)使用。

（三）強(qiáng)夯法施工

該種施工處理方法是基于軟土地基土質(zhì)松軟這一特性開發(fā)出的，因軟土層土質(zhì)較松軟、抗壓性差，故而采用強(qiáng)度施壓法存在較大難度。鑒于以上情況，為提高該類地基的抗壓性，可以采用高強(qiáng)度夯實(shí)方法，借此方式擠壓出軟土地基內(nèi)的大量水分，含水量減少時(shí)軟土地基的牢固性、抗壓能力均會(huì)提升。當(dāng)下，多數(shù)施工方會(huì)選用約20t 的重錘，在和地面相距15m 左右的位置給軟土層施加沖擊力，在較短時(shí)間內(nèi)，使土層在較大能量的沖擊下發(fā)生物理形變，擠出土壤內(nèi)的水分，而后土壤發(fā)生固結(jié)，增強(qiáng)其抗壓強(qiáng)度。具體施工流程如下：（1）清場，以平整施工場地為主；（2）確定第一次夯實(shí)的點(diǎn)位，并進(jìn)行相應(yīng)標(biāo)注，精確測量出場地的高程；（3）安設(shè)起重機(jī)，夯錘對(duì)準(zhǔn)夯實(shí)點(diǎn)位；（4）在正式夯實(shí)操作前，指派專人檢測錘定高程；（5）起吊夯錘，而后下落，測量錘頂高程值。若測量發(fā)現(xiàn)錘出現(xiàn)歪斜情況，則要分析原因，及時(shí)整頓，如果是坑底不平整引起的，則需對(duì)坑底采用填平處理。重復(fù)運(yùn)作以上施工工序能較順利地完成首次夯實(shí)任務(wù)，并配合使用推土設(shè)備推平夯坑，測量場地的高程；而后繼續(xù)反復(fù)夯實(shí)，配合使用 40t 振動(dòng)式壓路機(jī)碾壓路面。在具體施工活動(dòng)中，夯機(jī)容易發(fā)生異常狀況，可能會(huì)拖延工期或降低夯實(shí)質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)對(duì)現(xiàn)場作業(yè)人員生命安全構(gòu)成威脅，故而夯實(shí)開工前要認(rèn)真檢查機(jī)械，確保其能正常運(yùn)行。

（四）化學(xué)加固處理

該種加固技術(shù)主要包括兩種，一是電化學(xué)加固，二是硅化加固，綜合分析路橋工程的現(xiàn)實(shí)施工情況，大部分施工方傾向選用電化學(xué)加工方法處理軟土地基，其能較好地解除該類地基施工階段存在的問題。硅化加固方法主要是在砼施工階段配合使用多孔金屬灌注管，將硅酸溶液灌注至相應(yīng)土層內(nèi)，該種加固方式能獲得較充足的加固時(shí)間與加固半徑，能較好地改善土壤的滲透性與黏度，實(shí)際施工時(shí)，可參照土層特征還可以選用單孔灌注方法。

（五）換填土處理

換填土技術(shù)同樣是當(dāng)下路橋工程施工階段處理軟土地基的常用工藝，其原理是利用優(yōu)質(zhì)土將原有的軟土層取而代之，進(jìn)而優(yōu)化原有軟土地基的性能，提升地基的處理效果，能十分有效地控制軟土地基沉降問題。填料的選擇情況是影響換填土處理技術(shù)應(yīng)用效果的主要因素，建議施工方最好選用透水性較好的土質(zhì)作為填料。若是處于常水位之下的填土，禁止選擇非透水性土作為填料，在填筑操作時(shí)，整個(gè)過程均要遵照中心向兩側(cè)的分層式填筑順序，并嚴(yán)格控制各層的填筑厚度。砂墊層、墊層法與強(qiáng)夯擠淤法等是常用的換填法，其優(yōu)勢主要表現(xiàn)在便捷性、靈活性方面。

（六）加載壓實(shí)處理

該項(xiàng)施工處理技術(shù)是一種靜態(tài)固結(jié)方法，具體是一個(gè)外表載荷，人為促進(jìn)土體壓縮的過程，進(jìn)而出現(xiàn)超載沉降情況，借此方式實(shí)現(xiàn)處理軟土地基的目標(biāo)。但是通過回歸既往工程施工實(shí)踐歷程，不難發(fā)現(xiàn)單純采用加載技術(shù)難以明顯提高地基的承載力，故而該項(xiàng)技術(shù)需配合其他技術(shù)方法處理地基。在使用加載技術(shù)前要認(rèn)真分析軟土層的厚度與含水量，科學(xué)計(jì)算出加載的重量，若超出限定區(qū)間時(shí)則不推薦采用該技術(shù)。加載壓實(shí)技術(shù)的核心是降低地下水位，加載操作階段可以通過打進(jìn)鋼板去使地基穩(wěn)定性得到更大保障，將其對(duì)周邊建筑與土體形成的影響降至最低。另外，該項(xiàng)處理技術(shù)應(yīng)用階段一定要加強(qiáng)加載速度增加過程的控制，每次加載均要確保地基穩(wěn)定以后再進(jìn)行。

結(jié)束語

綜上所述，軟土地基是當(dāng)下影響路橋工程施工質(zhì)量的主要因素之一，故而必須處理好軟土地基，進(jìn)而確保路橋施工安全、有效推進(jìn)。在具體實(shí)踐中，施工方要認(rèn)真勘測現(xiàn)場作業(yè)條件，以最嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度分析軟土地基特征、性質(zhì)等，在此基礎(chǔ)上選擇適宜的處理工藝，并加強(qiáng)各工序的質(zhì)量控制，確保工藝應(yīng)用效果符合軟土地基的加固要求，輔助提升路橋工程基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的安穩(wěn)性。