路橋施工中的軟土地基施工技術(shù)應(yīng)用

秦海貴

（京山長實(shí)養(yǎng)護(hù)有限公司，湖北京山 431800）

0 引言

在路橋施工過程中，建設(shè)單位和施工單位需要對(duì)存在的危險(xiǎn)逐一進(jìn)行排查，將內(nèi)外部風(fēng)險(xiǎn)降低到最低，規(guī)避可能出現(xiàn)的生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。目前路橋地基建設(shè)中，軟土地基的處理能力直接影響到路橋建設(shè)的質(zhì)量。由于我國地質(zhì)環(huán)境的復(fù)雜多變，遇到軟弱軟土路基是較為常見的情況，給施工帶來較大的隱患。通過對(duì)軟土地基處理方法及技術(shù)進(jìn)行分析，結(jié)合實(shí)際地基技術(shù)應(yīng)用實(shí)例，為相關(guān)工藝與技法的應(yīng)用提供理論指導(dǎo)。

1 軟土地基的性質(zhì)

軟土表面呈現(xiàn)為灰黑色，天然空隙大于等于1，目前常見種類包括粉土、泥土、泥炭土等。軟土的自然屬性由其所處的外部環(huán)境決定，最早是在水流中形成，包含黏土與粉土兩個(gè)部分，淤泥質(zhì)黏土含有較多的有機(jī)質(zhì)，帶有負(fù)電荷，所以可與水分子進(jìn)行緊密結(jié)合。軟土的水含量較高，其呈現(xiàn)軟質(zhì)與塑性狀態(tài)。具體而言，軟土在物理學(xué)上呈現(xiàn)出以下幾個(gè)顯著特點(diǎn)：

1.1 高含水量與高孔隙率

軟土具有較高的含水量以及大的孔隙率，由于自重壓實(shí)，所以導(dǎo)致其含水量與孔隙率并不會(huì)產(chǎn)生較大的改變。大部分軟土的天然含水率在50%～60% 之間，含水量與孔隙比成正比，較高的含水量也就帶來較大的空隙，二者很大程度上也決定了軟土的壓縮性與強(qiáng)度。

1.2 壓縮性高

在自然狀態(tài)下，軟土層大部分屬于正常固結(jié)狀態(tài)，但也存在一部分超固結(jié)狀態(tài)土。其壓縮性高體現(xiàn)在壓縮系數(shù)固定，常為0.6～1.7MPa，而在超固結(jié)狀態(tài)下，當(dāng)壓力未超過先期固結(jié)壓力時(shí)，地基的沉降較小。因此,在軟土地基施工技術(shù)應(yīng)用時(shí)，應(yīng)考慮到軟土的天然形態(tài)變化，土壤壓縮性的變化會(huì)對(duì)后期技術(shù)的應(yīng)用造成較大的影響。

1.3 滲透性弱

軟土土壤本身含水量高，這不僅改變土壤的形狀變化過程，同時(shí)在施工的初級(jí)階段，土壤滲透性弱，通常具有較高的空隙壓力，對(duì)施工技術(shù)的應(yīng)用具有較大的影響。

通過上文論述，可以發(fā)現(xiàn)軟土地基會(huì)給路橋施工的穩(wěn)定造成嚴(yán)重的影響和不小的阻礙，因此要盡可能減少或規(guī)避軟土地基對(duì)于公路橋梁施工產(chǎn)生負(fù)面影響作用，首先需要工作人員明確軟土地基施工技術(shù)的難點(diǎn)，以軟土地基的實(shí)際特點(diǎn)為基礎(chǔ)展開分析，發(fā)現(xiàn)實(shí)際的施工技術(shù)難點(diǎn)主要包含三個(gè)方面：第一，由于土層的含水量相對(duì)較高導(dǎo)致的淤泥多；第二，由于軟土地基滲水能力相對(duì)較弱導(dǎo)致的固結(jié)速度較慢；第三，由于自身的壓縮性較大，導(dǎo)致地基容易出現(xiàn)塌陷問題。

2 常見軟土地基處理技術(shù)

由于軟土土壤自身具有較為天然的屬性，受此因素的限制無法直接當(dāng)作原始路基進(jìn)行使用，并且要注意避免自身由于承受負(fù)載不足導(dǎo)致的變形或不均勻沉降問題。因此，基于不同的地域情況、施工條件，需要工作人員具有選取最適合、匹配軟土地基施工技術(shù)的意識(shí)達(dá)到地基改良的效果。研究發(fā)現(xiàn)，只有處理好軟土地基才可以保障路橋的整體施工效果達(dá)到既定理想狀態(tài)，也可以使工程的投入成本管控工作更科學(xué)合理。當(dāng)前軟土地基的施工技術(shù)種類相對(duì)較多，呈現(xiàn)了多樣化的發(fā)展趨勢(shì)，但最終施工技術(shù)的應(yīng)用是盡可能滿足實(shí)際的施工標(biāo)準(zhǔn)，常見軟土地基處理方法有以下幾種：

2.1 砂墊層換填法

砂墊層換填法常見于路橋的修建施工，工作人員首先需要進(jìn)行軟土地基的清除工作，之后通過碎石等材料的應(yīng)用進(jìn)行填補(bǔ)處理，一般采用強(qiáng)度高、水穩(wěn)定性能較強(qiáng)的建筑材料。要想保障地基的穩(wěn)固性能可以滿足實(shí)際的施工需求，工作人員需注意軟土地基中軟土層的清理工作是否到位。同時(shí)，為強(qiáng)化地基的穩(wěn)定性能，砂墊層材料的換填法適用于山邊坡角、橋頭路段、半填挖路段，在保障公路路基穩(wěn)定性和承載性滿足實(shí)際應(yīng)用需求的同時(shí)，還可以極大程度地避免路面的開裂或塌陷等問題。

2.2 深層石灰攪拌樁技術(shù)

通常情況下，如果軟土地基自身的有著明顯的塑性指標(biāo)，這就需要工作人員及時(shí)借助深層石灰攪拌樁技術(shù)的應(yīng)用，做到針對(duì)性的處理。一般在同一施工現(xiàn)場(chǎng)中，應(yīng)用石灰材料替代水泥作為攪拌樁的固化劑，分析主要的影響原因在于：石灰和軟土在攪拌的過程中會(huì)出現(xiàn)較強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)，因而穩(wěn)固軟土地基的效果要超過水泥材料。且通過深層石灰攪拌樁技術(shù)的應(yīng)用，還可以實(shí)現(xiàn)軟土地基強(qiáng)度性能的提升，能保障軟土地基的承載性能滿足后續(xù)的應(yīng)用需求，避免建筑由于地基的不穩(wěn)定出現(xiàn)開裂的問題，保障路橋的施工效果。通過大量實(shí)踐研究表明，深層石灰攪拌樁技術(shù)自身具有造價(jià)適中、技術(shù)簡單易上手的優(yōu)勢(shì)。具體的應(yīng)用過程為：首先，工作人員鋪填的材料應(yīng)用砂礫或砂石。如果路橋施工現(xiàn)場(chǎng)土地的表層硬較薄，需要在施工前鋪填砂礫或砂石材料，以達(dá)到墊層處理效果，由此可為后續(xù)大型機(jī)械的穩(wěn)定應(yīng)用提供便利，保障公路橋梁施工的穩(wěn)定進(jìn)展。其次，應(yīng)用大型機(jī)械設(shè)施。路橋施工現(xiàn)場(chǎng)裝配相應(yīng)數(shù)量的大型機(jī)械設(shè)施，主要的類型有空氣壓縮機(jī)、粉體發(fā)送器、攪拌鉆頭等。最后，合理設(shè)計(jì)摻灰量的比例。技術(shù)人員采集公路橋梁施工現(xiàn)場(chǎng)的土質(zhì)樣本，之后通過分析，計(jì)算出最合理的石灰摻入量比例，以施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況明確攪拌的具體范圍，為后續(xù)的施工奠定便利基礎(chǔ)（見圖1）。

圖1 深層石灰攪拌樁設(shè)備及施工現(xiàn)場(chǎng)

2.3 高壓噴射施工技術(shù)

高壓噴射施工技術(shù)是指以軟土地基的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況合理設(shè)計(jì)鉆機(jī)的深度，工作人員定點(diǎn)應(yīng)用鉆機(jī)設(shè)備進(jìn)行下鉆處理，直至鉆機(jī)的工作深度達(dá)到既定的設(shè)計(jì)值，之后需要將注漿管深入鉆洞內(nèi)，最后借助高壓將漿液噴射至軟土層中，可以達(dá)到原土層的重新排列效果。與此同時(shí)，還可以和漿液穩(wěn)定凝固，一定程度上實(shí)現(xiàn)地基的沉降減弱、載荷增大的效果。高壓噴射施工一般應(yīng)用于砂土、淤泥等多種土質(zhì)結(jié)構(gòu)的地基施工工作中。對(duì)于操作人員自身的要求相對(duì)較高，需要在施工前做好土質(zhì)結(jié)構(gòu)的合理探測(cè)與分析工作，通過計(jì)算得出合理的鉆機(jī)深度數(shù)值，由此才可以保障高壓噴射之后的施工效果達(dá)到預(yù)期狀態(tài)。

3 軟土地基施工技術(shù)在實(shí)際工程中的應(yīng)用策略

3.1 測(cè)量放線

根據(jù)國家規(guī)范和工程標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合實(shí)際的工程情況，明確中心線，施工人員需要于道路上做好標(biāo)記工作，尤其重視道路中心的坐標(biāo)。明確中心線后，依次向兩邊確認(rèn)路基的坡角、側(cè)勾邊線的具體位置，并于指定地點(diǎn)做好標(biāo)記工作。施工人員在實(shí)際進(jìn)行測(cè)量工作期間要注意數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，避免后續(xù)影響到工程的穩(wěn)定進(jìn)展。

3.2 鋪設(shè)土工格柵

施工方實(shí)際開展鋪設(shè)土工格柵期間，路面是否平整為一大重要影響因素。要想保障工程的順利進(jìn)展，需要使得土工格柵維持平整的狀態(tài)。一般攤鋪的工作順序?yàn)橛芍虚g到兩邊，在工作期間不可出現(xiàn)隨意的搭建。針對(duì)土工格柵的連接處要做到科學(xué)捆綁，以保障穩(wěn)定性，之后需要應(yīng)用足夠長度的釘子將土工格柵固定于施工場(chǎng)地之上。第一層建設(shè)完工后，工作人員要應(yīng)用厚砂進(jìn)行鋪設(shè)處理，期間注意鋪設(shè)面是否平整，直至壓實(shí)，之后應(yīng)用同樣的方法開展土工格柵的二次填充處理，可以達(dá)到地基的加固效果。

表1 土工格柵鋪設(shè)允許存在的偏差

3.3 施工管理階段

在實(shí)際軟土地基施工期間，需要施工管理人員重視現(xiàn)場(chǎng)工作人員技術(shù)質(zhì)量的管理，并做到以下幾點(diǎn)內(nèi)容：首先，明確施工前期的準(zhǔn)備工作是否到位以及是否可以滿足后續(xù)的實(shí)際應(yīng)用需求，技術(shù)的選取是否科學(xué)合理；其次，監(jiān)督管理施工人員自身的技術(shù)應(yīng)用過程中，是否按施工的要求和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)開展施工，排查施工現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)隱患問題和不足之處，督促施工人員返工或及時(shí)改正；最后，長期跟蹤管理軟土地基的施工質(zhì)量和效率，預(yù)估地基可能出現(xiàn)的不同問題，例如沉降等，并做好針對(duì)性的處理，避免出現(xiàn)更嚴(yán)重的問題影響到后續(xù)的施工進(jìn)程。要想達(dá)到施工技術(shù)質(zhì)量管理水平的強(qiáng)化，需要管理人員提升自身的工作積極性和管理水平、管理思維，能對(duì)軟土地基施工技術(shù)質(zhì)量管理于路橋工程質(zhì)量提升的重要意義有明確的認(rèn)知，并積極開展施工技術(shù)質(zhì)量管理等工作。

3.4 施工后質(zhì)檢階段

積極開展質(zhì)檢工作也是路橋施工期間的一項(xiàng)重要內(nèi)容，需要施工人員根據(jù)施工地的地形情況設(shè)置針對(duì)性的有效處理方案。然而在實(shí)際應(yīng)用期間受不同的因素影響，導(dǎo)致實(shí)際的施工效果和既定的方案有一定的差距。對(duì)于此，就需要做到以下幾個(gè)方面內(nèi)容：首先，在對(duì)當(dāng)前相關(guān)資料、工程進(jìn)度情況有詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，吸取之前的寶貴經(jīng)驗(yàn)，預(yù)估后續(xù)可能出現(xiàn)的問題，并施以有效的措施做好預(yù)防處理。其次，借助試驗(yàn)檢測(cè)工作的開展，收集相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，并嚴(yán)格遵照國家設(shè)計(jì)規(guī)范和施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行質(zhì)檢工作，以最大程度保障軟土地基施工技術(shù)的使用可充分發(fā)揮出應(yīng)有的價(jià)值。

4 路橋施工中的軟土地基施工技術(shù)應(yīng)用建議

由于軟土地基本身的地質(zhì)屬性，在受到外力沖擊時(shí)極易發(fā)生地面塌陷等災(zāi)害，從工程屬性來說是不符合建設(shè)要求。因此，設(shè)計(jì)師要對(duì)此類屬性的路基進(jìn)行專業(yè)處理，改良土壤屬性，使其符合建設(shè)要求。在這個(gè)過程中，原有路基會(huì)發(fā)生兩方面的改變：一方面是增強(qiáng)軟土地基承載力，地基在穩(wěn)定的基礎(chǔ)上進(jìn)行安全施工；另一方面是控制土壤形狀變化，嚴(yán)格掌握實(shí)際地基沉降值，確保施工不會(huì)因?yàn)檐浲恋鼗某两刀绊懫湫Ч?。我國較早開始了處理軟土地基的研究，該過程經(jīng)歷了三個(gè)階段：第一階段，我國早期引入了軟土地基壓實(shí)方法，該處理技術(shù)的可使用性十分廣泛，被使用于公路、鐵路、城市道路建設(shè)當(dāng)中，尤其是在西北地區(qū)黃土處理方面起到了良好作用；第二階段，真空排水預(yù)壓法得到進(jìn)一步研究，處理技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中取得良好的效果；第三階段，自20世紀(jì)90年代起，軟土地基施工技術(shù)逐漸發(fā)展成熟，包括振沖碎石樁法、水泥粉煤灰碎石樁法等，設(shè)計(jì)者要根據(jù)不同的施工要求選擇多元化的處理方案，確保施工在平穩(wěn)的軌道上運(yùn)行。

4.1 深化國內(nèi)國外的技術(shù)交流與溝通合作

由于受到不同因素的影響，例如自然環(huán)境施工規(guī)范等，因而國內(nèi)、國外的軟土地基施工于具體技術(shù)方面的認(rèn)知和種類存在明顯的偏差，例如國內(nèi)的公路行業(yè)規(guī)范中并沒有針對(duì)軟土地基做出明確的定義和范圍，但日本于高等級(jí)公路設(shè)計(jì)的規(guī)范之中，已經(jīng)針對(duì)軟土地基有了明確的定義和范疇劃分。對(duì)于此，就需要國內(nèi)國外的軟土地基施工技術(shù)研究領(lǐng)域?qū)W者、實(shí)際的施工方、技術(shù)人員具有加深技術(shù)交流與溝通合作的意識(shí)。通過借鑒他人的優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)國內(nèi)的實(shí)際情況達(dá)到技術(shù)內(nèi)容的完善與優(yōu)化，促進(jìn)國內(nèi)路橋施工于軟土地基施工技術(shù)方面的理論以及實(shí)踐機(jī)制的健全和優(yōu)化。除此之外，國內(nèi)的路橋施工方還需要針對(duì)國外采用的材料、設(shè)施、理念等進(jìn)行學(xué)習(xí)，必要的情況下購入使用，由此可使得自身軟土地基的處理手段更加豐富、后續(xù)的施工效果更加完善。

4.2 應(yīng)用新型的施工設(shè)施

眾所周知，軟土地基施工技術(shù)的合理應(yīng)用需要不同的施工機(jī)械設(shè)備作為有力支撐。近幾年來，我國路橋工程的項(xiàng)目數(shù)量規(guī)模有著明顯的增長趨勢(shì)，為能適應(yīng)不同的地質(zhì)環(huán)境、施工現(xiàn)場(chǎng)的條件，對(duì)于施工機(jī)械設(shè)施也提出更多的新型要求。需要施工機(jī)械設(shè)備自身性能做到持續(xù)的改進(jìn)與優(yōu)化。因此，要想達(dá)到軟土地基施工水平的增長，就需要施工方對(duì)于施工設(shè)備更新?lián)Q代的必要性有正確認(rèn)知，通過更加高效、先進(jìn)、性能完善施工設(shè)備的應(yīng)用，可以輔助施工方達(dá)到更為理想的施工效果，滿足實(shí)際的應(yīng)用需求，保障施工的效率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)軟土地基施工質(zhì)量強(qiáng)化的目標(biāo)。除此之外，施工方還要強(qiáng)化施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用設(shè)備的管理，例如開工前做好設(shè)備的檢查工作，做到定期的檢修與保養(yǎng)、維護(hù)，由此可極大程度上保障施工的安全，同時(shí)促進(jìn)施工效率的提升。

5 結(jié)語

目前路橋施工建設(shè)面臨著全新的發(fā)展形勢(shì)，路橋建設(shè)作為推動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的重要組成部分，其發(fā)展前景將影響到我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的全貌。現(xiàn)階段，軟土地基施工技術(shù)的應(yīng)用使得路橋建設(shè)的效率與質(zhì)量均得到提升，但實(shí)際建設(shè)過程工作仍是路橋建設(shè)項(xiàng)目的薄弱環(huán)節(jié)。因此，高質(zhì)量軟土地基施工技術(shù)的應(yīng)用將對(duì)我國路橋工程建設(shè)有重大意義，我國路橋建設(shè)也必將呈現(xiàn)出全新的發(fā)展面貌。