軟土地基施工技術(shù)在公路橋梁施工中的應(yīng)用

郭豪

（江西省交通工程集團海通公司，江西 南昌 330000）

0 引言

軟土地基由黏土、淤泥等構(gòu)成，含水量較大、土層強度較低，影響公路橋梁工程的承載力，引發(fā)路面沉降等風(fēng)險，使公路橋梁工程在后期使用過程中面臨較多安全問題。在公路橋梁工程的施工階段，施工人員需要高度重視軟土地基的施工，通過土層加固、排水固結(jié)、鋪設(shè)材料等方法，全面提高施工質(zhì)量，降低軟土地基的危害。

1 軟土地基及其特點

軟土地基是由淤泥、有機質(zhì)土、黏土等組成的，這種地基固結(jié)速度較慢，穩(wěn)定性較差，容易引發(fā)安全事故。因此，公路橋梁工程的建設(shè)人員要全面勘察建設(shè)區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)情況，提高處理措施的針對性。軟土地基包含著大量的淤泥、泥炭等物質(zhì)，滲透性較差，穩(wěn)定性較低。

2 公路橋梁施工中軟土地基的危害

2.1 地基穩(wěn)定性差

軟土地基多以絮狀結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)，當(dāng)部分區(qū)域受到擾動時，其他區(qū)域的地基會流動，軟土強度受到影響。對于公路橋梁工程而言，地基部分的施工尤為關(guān)鍵，如果地基結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，施工過程就會直接受到影響，公路橋梁工程后期的運營能力也會降低。因此，施工單位需要采取有針對性的措施，防止公路橋梁地基的土體變形。

2.2 路面沉降風(fēng)險大

軟土地基含水量在35%～80%，孔隙比為1～2，這會直接影響公路橋梁的施工，即便建設(shè)完成，工程質(zhì)量也會受到嚴(yán)重影響。在公路橋梁工程的施工中，如果施工人員對軟土地基處理不當(dāng)，就易引發(fā)路面沉降，對公路施工造成風(fēng)險。因此，在處理軟土地基時，施工人員需要提高地基的壓實度，使公路橋梁工程更加安全、穩(wěn)定，降低路面沉降的風(fēng)險。

3 公路橋梁工程中軟土地基的施工原則

3.1 因地制宜原則

在公路橋梁工程中，軟土地基的施工需要遵循因地制宜原則，工程設(shè)計人員需要結(jié)合施工區(qū)域的地質(zhì)條件和水文條件，選擇科學(xué)合理的地基處理手段。在實踐當(dāng)中，現(xiàn)場勘測人員首先需要對施工區(qū)域內(nèi)軟土地基的分布情況進行勘察，明確軟土的分布區(qū)域、土層深度，然后選取適宜的施工手段，提高施工技術(shù)的有效性。另外，施工人員需要確立“預(yù)防為主，防治結(jié)合”的施工理念，提前做好施工風(fēng)險預(yù)估，采取有針對性的應(yīng)對策略。

3.2 經(jīng)濟性原則

在公路橋梁工程的施工中，軟土地基的處理需要遵循經(jīng)濟性原則，工程設(shè)計人員和管理人員需要優(yōu)化公路橋梁工程的線路布局，高度重視經(jīng)濟因素，減少人力、物力、財力以及時間的投入，全面提高施工效果。在軟土地基的處理方面，施工單位需要盡量減少投資，提高軟土地基治理的有效性。除此之外，施工單位還需要綜合考慮環(huán)境污染問題，選擇對自然環(huán)境破壞較小的施工技術(shù)和施工材料，保護自然生態(tài)環(huán)境。

4 公路橋梁工程中軟土地基的施工技術(shù)分析

4.1 強夯技術(shù)

軟土地基的處理可以采用強夯技術(shù)，施工人員應(yīng)用外力手段改變軟土地基的土壤結(jié)構(gòu)，全面提高軟土地基的整體性能。強夯技術(shù)具有操作簡單、實用性高等特點，在施工之前，施工人員首先對軟土地基的含水量和含氣量進行測定，當(dāng)二者符合工程的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)時，才可以應(yīng)用強夯技術(shù)。在施工過程中，施工人員需要完成平整場地、鋪設(shè)墊層、夯點放線定位、測量高程等施工環(huán)節(jié)。在使用強夯技術(shù)的過程中，施工人員可以在第一輪選取小型的機械設(shè)備，將軟土地基中的水分和氣體擠壓出去，然后在第二輪使用中型機械，使軟土地基中殘留的氣體和水分得到充分排出。強夯技術(shù)需要按照“先深后淺”的施工順序，施工人員首先需要對深層土進行加固，然后再對中層土、表層土進行夯實加固。為提高施工的規(guī)范性，充分發(fā)揮強夯技術(shù)的作用，施工人員需要做好現(xiàn)場施工記錄，提高軟土地基的承載能力。

4.2 深層石灰攪拌樁技術(shù)

深層石灰攪拌樁技術(shù)具有工期短、經(jīng)濟效益高、施工工藝簡單可行等特點，能夠使軟土地基得到有效加固，減少軟土層的沉降。在使用該技術(shù)時，石灰可以用作固化劑，施工人員需要讓石灰材料和軟土均勻混合，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，形成強度較高的復(fù)合地基。為充分發(fā)揮深層石灰攪拌樁技術(shù)的實際作用，施工人員需要應(yīng)用大型設(shè)備，配置攪拌鉆頭、空氣壓縮機，然后開展小范圍的試驗，結(jié)合試驗結(jié)果科學(xué)確定地基強度。在使用深層石灰攪拌樁技術(shù)時，施工人員需要按照樁機定位、預(yù)攪下沉等施工流程，嚴(yán)格把握施工標(biāo)準(zhǔn)，控制施工成本。圖1 為施工流程。

圖1 深層石灰攪拌樁技術(shù)施工流程圖

4.3 排水凝固技術(shù)

在公路橋梁的施工中，很多地區(qū)的空氣濕潤度較大，軟土地基具有較高的含水量，這種情況可以引入排水凝固技術(shù)，排出地基當(dāng)中的水分，應(yīng)用固結(jié)劑提高土體的固結(jié)速度。在實踐當(dāng)中，施工人員可以在公路橋梁路基附近設(shè)置排水渠道，或者設(shè)置沙井，提高軟土地基的排水能力。除此之外，施工人員還可以在軟土地基中投放固結(jié)劑，提高軟土地基的固結(jié)速度，提高地基施工質(zhì)量。

4.4 鋪設(shè)土工格柵

土工格柵是一種常見的土工合成材料，能夠在軟土地基處理當(dāng)中發(fā)揮獨特的作用。當(dāng)前，常見的土工格柵包括塑料土工格柵、鋼塑土工格柵等，能夠?qū)浲恋鼗鸬郊庸痰淖饔?，改善軟土地基的整體結(jié)構(gòu)，為后期的公路橋梁施工奠定堅實的基礎(chǔ)。在施工過程中，施工人員需要高度重視現(xiàn)場的施工環(huán)境，結(jié)合現(xiàn)場環(huán)境選擇適合的土工格柵材料，優(yōu)化土工格柵材料的應(yīng)用效果。在施工過程中，施工人員首先要在軟土地基上攤鋪300mm 的粗砂和中砂，然后使用機械設(shè)備平整施工場地，使用25t 的振動壓路機對軟土地基實施碾壓作業(yè)，確保軟土地基得到壓實。在鋪設(shè)土工格柵時，施工人員需要科學(xué)控制相連接的土工格柵長度，將連接長度控制在200mm 以內(nèi)。

4.5 化學(xué)加固技術(shù)

化學(xué)加固技術(shù)會徹底破壞軟土地基當(dāng)中的土壤結(jié)構(gòu)以及微生物部落，所以這種方法的使用率較低。化學(xué)加固技術(shù)主要分為硅化法、注漿法等。在硅化法中，施工人員首先對軟土地基進行測量，重點測量軟土地基的含水量以及含氣量，進而配置以泡花堿為主的溶液，將其灌入軟土地基當(dāng)中。這種方法能夠讓軟土地基迅速加固，但該方法的施工成本較高。如果軟土地基的滲透性較低，那這種處理方法的使用效果就會大打折扣。

4.6 換填技術(shù)

在公路橋梁工程的施工中，部分施工區(qū)域軟土地基的分布較少，并且軟土的土層相對較淺，這種情況就可以直接使用換填技術(shù)，將原本的軟土土層清除，然后更換地基材料，提高地基承載力。換填技術(shù)在實踐當(dāng)中包含了多種操作方法，以下為各種方法的施工步驟：

4.6.1 開挖換填法

開挖換填法是采用淤泥挖除的方法清除軟土路基，將原本承載能力較差、含水量較高的軟土更換為水泥土、灰土、砂土。在更換完土體之后，施工人員需要開展壓實作業(yè)，檢測土壤的壓實度，全面提高施工質(zhì)量。開挖換填法能夠徹底解決軟土地基的問題，全面提高軟土地基的承載能力。通常情況下，在使用開挖換填法時，施工人員會把軟土替換為天然砂礫，并提前做好試驗，采用分層填筑、分層壓實的方法，避免發(fā)生路基沉降等問題，完成整個施工過程后，檢測壓實度，保證地基的抗變形能力。

4.6.2 拋石擠淤法

針對軟土地基，施工人員可以采用拋石擠淤法，這種方法能夠應(yīng)用于低洼地帶的軟土施工區(qū)域，解決機械設(shè)備難以進入施工區(qū)域的難題，加快積水的排出，全面提高軟土地基的施工效果。在使用該方法時，施工人員需要在路基底從中部向兩側(cè)拋投碎石，將淤泥擠出，提高路基的強度。拋石擠淤法需要選擇不易風(fēng)化的碎石，并且碎石的尺寸需要大于0.15m，這樣才能將淤泥擠出，增強地基的穩(wěn)定性。在使用該方法時，施工人員需要加強對施工區(qū)域的環(huán)境勘測，深入分析拋石擠淤法應(yīng)用的可行性，避免對周圍的建筑物產(chǎn)生不良影響。

4.6.3 爆破排淤法

爆破排淤法能夠有效排出淤泥，對軟土地基進行處理，在該方法的應(yīng)用過程中，施工人員必須要科學(xué)把握裝藥量，控制埋藥深度。為進一步提高爆破的強度，施工人員可以增加塊石堆壓，充分發(fā)揮該技術(shù)的應(yīng)用效果。在施工過程中，爆破排淤法需要采取多次施工的方式，避免一次性施工。爆破排淤法容易對周圍環(huán)境產(chǎn)生影響，施工人員需要提前做好準(zhǔn)備，降低該方法的負(fù)面影響。

4.7 真空預(yù)壓技術(shù)

真空預(yù)壓技術(shù)是一種通過真空結(jié)構(gòu)形成內(nèi)外氣壓差，增強軟土地基承載能力的施工技術(shù)，能夠防止地基遭到破壞，提高地基的穩(wěn)定性。在應(yīng)用真空預(yù)壓技術(shù)之前，施工人員需要對軟土地基進行勘測，全面了解軟土地基的土質(zhì)，設(shè)計好施工方案。在施工過程中，施工人員首先需要在軟土地基中插入塑料排水板、袋裝砂井等，在表面鋪設(shè)砂墊層，然后使用密不透氣的封閉薄膜，將軟土地基與大氣隔絕，埋壓薄膜端部，利用砂墊層中提前埋設(shè)的吸水管道，使用真空泵抽真空，形成膜下負(fù)壓的狀態(tài)，使軟土地基排水固結(jié)，提高軟土地基的強度。真空預(yù)壓技術(shù)是一種新型的軟土地基施工方法，具有施工安全、工期短等特征。通過使用真空預(yù)壓技術(shù)，土體在固結(jié)過程中會產(chǎn)生垂直沉降，側(cè)向還會產(chǎn)生位移，是一種創(chuàng)新型的軟土地基處理方法。

5 公路橋梁施工中軟土地基的處理案例

5.1 土工格柵施工案例

武邵高速中，溝谷處有薄層軟塑土，水庫處表層有淤泥質(zhì)土，厚度在2m 以下。針對該路段，施工單位首先對軟土地基開展了深入勘察，確定該段的軟土地基屬于淤泥質(zhì)軟土，為確保工程的穩(wěn)定性，施工單位決定采用“土工格柵+砂礫墊層”的處理方式。

在施工過程中，施工人員清除了路基表層雜物，挖設(shè)排水溝，鋪設(shè)土工格柵，同時鋪設(shè)30cm 的砂礫墊層，將施工區(qū)域攤鋪平整，然后開展碾壓作業(yè)，最后進行填土。

通過使用“土工格柵+砂礫墊層”相結(jié)合的軟土地基處理方式，該工程有效縮短了工期，與換填法相比，此次軟土地基處理施工節(jié)約了12 萬元的資金，有效提高了軟土地基施工的經(jīng)濟性。

在公路橋梁工程的施工中，施工人員需要充分結(jié)合施工區(qū)域的自然環(huán)境特點，對軟土地基的土質(zhì)進行勘測，然后確定科學(xué)的施工方法，正確處理軟土地基，降低軟土地基的含水量，加快土壤固結(jié)。除此之外，施工人員還可以對軟土地基的處理方法進行創(chuàng)新，充分應(yīng)用以往的施工經(jīng)驗，做好施工預(yù)算，最大程度地降低資金和人力投入，確保施工質(zhì)量。

5.2 擠密碎石樁處理技術(shù)

某高速公路的整體路基寬度為33.5m，地下水位較高，路基上部為可塑亞黏土、亞砂土，中部為松散粉砂，底部為軟塑亞黏土。在該工程中，施工人員采用了擠密碎石樁處理法。

在施工過程中，施工人員采用沖擊或者振動的方式打孔，然后將碎石擠壓到孔中，形成碎石樁體。在成孔的過程中，原本松散的沙土顆粒會在高頻振動的影響下重新排列，使內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加致密，提高土層的密實度。在施工過程中，施工人員安排好樁架，嚴(yán)格按照擠密碎石樁處理技術(shù)的工藝流程進行施工，完成了碎石填筑工作，進而對碎石樁單樁、碎石樁復(fù)合地基等進行荷載試驗，并對地基開展了為時6 個月的跟蹤觀測，發(fā)現(xiàn)地基沉降變化值非常較小，并且已經(jīng)逐步趨于穩(wěn)定，這充分說明了該處理方法的作用。

在該工程中，施工人員提前檢測了軟土地基的構(gòu)成，結(jié)合軟土地基的結(jié)構(gòu)，確定了擠密碎石樁處理技術(shù)，并在施工后對地基進行了長時間的跟蹤觀測，科學(xué)測定了這種軟土地基處理方法的有效性。在今后的公路橋梁工程施工中，施工人員需要認(rèn)真研究相關(guān)或類似的施工案例，結(jié)合實際情況對軟土地基的處理方法進行創(chuàng)新，全面提高施工效果。

6 結(jié)語

隨著我國城市化建設(shè)的不斷發(fā)展，公路橋梁施工技術(shù)也得到了快速進步，各種新興技術(shù)迅速發(fā)展，公路橋梁工程的施工質(zhì)量也在不斷提升。軟土地基含水量較大、滲水性較差、穩(wěn)定性較低，容易造成路面沉降等問題。針對這種情況，施工單位需要加強對軟土地基分布范圍的勘測，把握好軟土地基的土質(zhì)結(jié)構(gòu)，選擇科學(xué)的地基處理方法。為確保不同技術(shù)的施工效果，施工人員需要做好現(xiàn)場試驗，對不同施工技術(shù)的效果進行測定，選擇有針對性的施工技術(shù)，提高軟土地基的承載能力。