道路橋梁工程中軟土地基的施工處理研究

仵敏妮

（中鐵二十一局集團(tuán)路橋工程有限公司，陜西西安 710065）

0 引言

從實(shí)際施工過程來看，軟土地基存在含水量大、承載力有限、透水性不足等問題，將直接影響道路橋梁施工成效，同時(shí)，也關(guān)系著工程的資金投入及工期進(jìn)程情況。當(dāng)前，部分施工單位在正式動(dòng)工前缺少相應(yīng)的勘測(cè)工作，沒有掌握具體的地質(zhì)狀況，并且施工技術(shù)較為滯后，無法滿足實(shí)際的施工要求，完工建筑與預(yù)定方案存在一定偏差。由此，相關(guān)單位需要將軟土地基的處理問題作為重點(diǎn)施工內(nèi)容，結(jié)合實(shí)際情況，靈活選擇不同的工藝技術(shù)，提升工程建筑的穩(wěn)固性與效能。

1 道路橋梁工程中軟土地基施工具體危害

（1）裂縫問題。軟土地基本身的土壤特性決定了其承載力與標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)路面存在一定差異，在實(shí)際使用中，車輛及行人的頻繁通行將導(dǎo)致路面的負(fù)載壓力較大，極易出現(xiàn)裂縫，同時(shí)，受到雨、雪等自然天氣的影響，使得大量降水經(jīng)由裂縫滲入地基，將會(huì)降低整體地基的使用質(zhì)量。

（2）沉降問題。造成沉降問題的原因與裂縫一致，都是受到了長(zhǎng)時(shí)間的積水影響，對(duì)地基造成了破壞。沉降問題主要表現(xiàn)在軟土的土質(zhì)較軟，顆粒物較為松散，使得在雨水沖刷的情況下發(fā)生位移，導(dǎo)致其原本的承載能力受到影響，在不降低負(fù)載的情況下，就會(huì)發(fā)生道路橋梁的沉降問題[1]。

2 軟土地基施工處理方式

2.1 做好勘測(cè)工作

對(duì)于各建筑單位來說，軟土地基的施工是極為考驗(yàn)其建設(shè)能力的工程之一，具有極高的施工難度，同時(shí)，由于道路橋梁工程本身就具有較強(qiáng)的系統(tǒng)特性，因此，在實(shí)際動(dòng)工前，必須具有一套較為完善且可行的設(shè)計(jì)方案。施工方案的制定主要依托于施工人員對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的勘察了解，由于軟土地基大多處于地表底層，因此，需要借助較為專業(yè)的儀器進(jìn)行科學(xué)勘測(cè)。在勘測(cè)工作結(jié)束后，施工部門需要嚴(yán)格依據(jù)得到的信息數(shù)據(jù)，綜合施工人員的意見，確定較為具體的施工技術(shù)方案，提前做好技術(shù)交底，保證施工人員對(duì)軟土地基的情況具有較為充分的了解，保證施工的專注性及精準(zhǔn)度，提前做好道路橋梁的路基施工技術(shù)方案，防止出現(xiàn)停工、返工的情況，影響實(shí)際施工進(jìn)度。同時(shí)，在制定施工方案時(shí)，相關(guān)人員需要就路基的壓縮能力、透水能力等因素對(duì)方案進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。在實(shí)際施工過程中，若出現(xiàn)異常情況，則需要立即暫停施工，并就已經(jīng)完工的部分施工參數(shù)與預(yù)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，依據(jù)實(shí)際情況靈活轉(zhuǎn)變施工方案，保證施工的可行性及合理性。

2.2 合理選擇施工技術(shù)

2.2.1 密實(shí)法

（1）強(qiáng)夯法。在處理軟土地基時(shí)使用強(qiáng)夯法，實(shí)際上就是通過對(duì)軟土地基施加額外的重力，迫使軟土地基進(jìn)行排水作業(yè)，保證各土壤成分聚結(jié)成團(tuán)，增大土壤顆粒之間的摩擦力，提升軟土地基的實(shí)際負(fù)載能力，增加顆粒密度。從實(shí)際施工來看，強(qiáng)夯法的適用范圍較廣，具有較為明顯的成效且成本投入較低，所使用的施工設(shè)備也較為簡(jiǎn)單。在以往的施工中，強(qiáng)夯法大多被用于壓碎體積較大的礫石，而隨著夯實(shí)工藝技術(shù)的逐漸發(fā)展與升級(jí)，強(qiáng)夯法也被用于軟土地基的處理工作中。依據(jù)以往的施工經(jīng)驗(yàn)，在利用強(qiáng)夯法處理軟土地基時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際的施工現(xiàn)場(chǎng)狀況，合理調(diào)節(jié)重錘的擊實(shí)數(shù)，有效提升軟土地基的穩(wěn)定性。同時(shí)在利用強(qiáng)夯法處理軟土地基時(shí)，需要結(jié)合土質(zhì)中的含水量及顆粒物情況對(duì)夯實(shí)參數(shù)進(jìn)行合理優(yōu)化，具體的參數(shù)類型如圖1所示[2]。

圖1 軟土地基強(qiáng)夯參數(shù)

（2）拋石擠淤法。當(dāng)軟土地基的液性指數(shù)較大時(shí)，施工人員可選擇利用拋石擠淤的方式，提升軟土地基的負(fù)載能力，通過拋擲片石，使得淤泥中的水分在重力的作用下將部分水分排出，降低土壤含水量，保證軟土地基的穩(wěn)定性滿足實(shí)際的施工要求。拋石擠淤方法與其他治理方式的不同之處在于，此類方式主要是利用片石與軟土地基內(nèi)的淤泥進(jìn)行置換。從以往的施工流程進(jìn)行分析，拋石擠淤法的工作關(guān)鍵就是把控好拋出片石的速度，速度越快，則地基底部的淤泥含量也相應(yīng)減少。此類方式被廣泛應(yīng)用于山區(qū)修建道路橋梁工作中，利用拋石擠淤法處理軟土地基，可就地取材，減少建材的投入及運(yùn)輸成本，保障了軟土地基的安全性，在一定程度上促進(jìn)了整體工程項(xiàng)目的實(shí)際工作效率。

2.2.2 復(fù)合整地法

復(fù)合式整地處理方式實(shí)際上就是在不易施工的軟土地基內(nèi)加設(shè)人工碎石樁或水泥攪拌樁，為提升地基的穩(wěn)固性提供條件，同時(shí)，依據(jù)各建材的模料科學(xué)設(shè)計(jì)建材使用區(qū)域，通過合理分布滿足地基承載的應(yīng)力強(qiáng)度，保證在工作方案調(diào)節(jié)完成后，讓樁體承擔(dān)較多的負(fù)載，并盡量減少各樁間地基的實(shí)際承載力度，創(chuàng)建共同承擔(dān)載荷的工作形式?，F(xiàn)階段，常見的復(fù)合整地法主要可分為工程CFG樁及水泥攪拌樁兩種。

（1）工程CFG樁。使用工程CFG樁可極大提升道路橋梁建設(shè)中軟土地基的實(shí)際承載能力。工程CFG樁實(shí)際上就是將水泥、碎石、碎屑、粉煤灰等物質(zhì)進(jìn)行充分的攪拌混合，并形成具有較高粘性及強(qiáng)度的工程用負(fù)載樁，極大提升地基的實(shí)際承載能力。

（2）水泥攪拌樁。主要采用了將軟土地基本身的土壤與水泥砂漿相混合的方式，待到水泥砂漿硬化后，再與軟土地基的土體顆粒相結(jié)合，形成具有良好強(qiáng)度及穩(wěn)定性的建材，與軟土地基進(jìn)行充分的混合后形成全新的復(fù)合式人工地基，可在一定程度上增加地基的承載力度[3]。

2.2.3 換填土技術(shù)

結(jié)合當(dāng)前的實(shí)際施工情況，換填土的施工技術(shù)常見于軟土地基深度小于3m、土質(zhì)分布不均、排水性較差的道路橋梁工程建設(shè)的軟土地基加固處理工作中，換填土技術(shù)的應(yīng)用范圍較為有限，施工人員需要首先確認(rèn)軟體地基的深度，當(dāng)符合施工條件時(shí)，需要將軟土地基的松散土壤或污泥進(jìn)行部分或全部移除，并將透氣及透水性能較好的土質(zhì)作為換填土進(jìn)行填補(bǔ)，再進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)。在實(shí)際施工期間主要以機(jī)械施工為主，部分細(xì)節(jié)部位則需要施工人員采用人工作業(yè)的方式進(jìn)行補(bǔ)足。一般來說，施工人員會(huì)選擇砂礫、碎石、二灰土等穩(wěn)定性較高、透水性較強(qiáng)、不會(huì)影響整體土壤結(jié)構(gòu)的材料。需要注意的是當(dāng)換填土的實(shí)際深度達(dá)到2.5m左右時(shí)，由于施工人員選擇的填充材料各有不同，因此其應(yīng)力分布狀況也各有不同，但并不影響其承載性能。當(dāng)軟土地基在垂直方向的承載力較大時(shí)，施工人員可改換粉煤灰或礦渣等材料，保證軟土地基的加固作業(yè)成效，提升過度段的實(shí)際負(fù)載性能。另外，在實(shí)際的工程建設(shè)中，施工人員除了要合理選擇適當(dāng)?shù)膿Q填材料，更重要的是要綜合當(dāng)前的技術(shù)水平，選擇配套的填筑及壓實(shí)技術(shù)，盡量避免出現(xiàn)不均勻沉降的情況，對(duì)過渡段施工質(zhì)量造成影響，提升軟土地基的穩(wěn)定性。

2.2.4 排水固結(jié)法

從軟土地基本身的特性進(jìn)行分析，其硬度有限、強(qiáng)度低且具有較高的含水量，因此當(dāng)前常見的施工方式為排水固結(jié)法，可提升地基的穩(wěn)固性及抗剪力。排水固結(jié)的方式實(shí)際上就是在軟土地基中加裝水平或垂直方向的排水柱，并利用壓力差值提升軟土地基的實(shí)際排水速率，保證含水量較多的軟土地基可以快速實(shí)現(xiàn)排水固結(jié)。采用的設(shè)備主要有砂井、塑料管等，常見的排水固結(jié)方式主要可分為降水預(yù)壓、真空預(yù)壓、堆載預(yù)壓3種形式。在進(jìn)行排水固結(jié)作業(yè)時(shí)，施工人員需要首先明確掌握塑料管的排水范圍及實(shí)際排水量，再科學(xué)計(jì)算出土質(zhì)穩(wěn)定性及沉降量，保證得到的參數(shù)滿足作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，否則就需要調(diào)整工作方式，進(jìn)行再次計(jì)算，保證數(shù)據(jù)符合條件后，方可進(jìn)行正式的排水作業(yè)。

2.2.5 加筋處理技術(shù)

一般情況下，加筋處理技術(shù)利用柳條、竹片、不銹鋼帶等較為堅(jiān)固且具有較大韌性的材料對(duì)軟土地基進(jìn)行相應(yīng)的處理。主要的工藝流程如下。首先，施工人員需要同時(shí)完成土木格柵層及砂礫石墊層的處理工作，保證土壤結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度及整個(gè)地基的負(fù)載量可充分滿足實(shí)際要求。其次，在進(jìn)行加筋處理作業(yè)時(shí)，為保證軟土地基本身的抗壓能力，需要施工人員合理調(diào)節(jié)鋪設(shè)工藝，并對(duì)各項(xiàng)建設(shè)材料的質(zhì)量及規(guī)格進(jìn)行較為詳細(xì)的審核。例如，在加裝第一層土木格柵層時(shí)，需要對(duì)施工材料進(jìn)行科學(xué)管理。在對(duì)軟土地基的斜坡進(jìn)行作業(yè)時(shí)，則需要把控好建材的緊實(shí)程度，盡量避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形的問題，影響地基質(zhì)量。最后，在對(duì)固定好的加筋建材進(jìn)行材料填充時(shí)，應(yīng)當(dāng)預(yù)先做好較為全面的方案設(shè)計(jì)作業(yè)，保證軟土地基本身的安全性得到充足的保障[4]。軟土地基加固技術(shù)如圖2所示。

圖2 軟土地基加固技術(shù)

2.2.6 管樁加固技術(shù)

管樁加固技術(shù)包括以下3種：①水泥土樁法。施工人員可在軟土地基的低層灌裝水泥材料，利用凝固后水泥的強(qiáng)度及硬度進(jìn)行地基的加固作業(yè)，可在一定程度上提升軟土地基的安全性及穩(wěn)定性，利用水泥土樁法進(jìn)行作業(yè)具有操作簡(jiǎn)便、成本低廉、施工效率高的特點(diǎn)。②碎石樁加固法。主要需要施工人員利用專業(yè)的打孔裝置，將砂石等穩(wěn)定性較強(qiáng)的建材填充到軟土地基中，并建立多個(gè)可以作為支柱的樁體，提升地基的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，以防出現(xiàn)形變的問題影響工程建設(shè)的安全性。③鋼筋混凝土管樁加固法。此方式是一項(xiàng)較為先進(jìn)的施工方法，可有效提升軟土地基安全系數(shù)。利用鋼筋混凝土管樁可在一定程度上增大軟度地基與管樁本體之間的摩擦系數(shù)，避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)形變，有效提升地基的負(fù)載能力。利用此種方式建造的道路橋梁具有極長(zhǎng)的使用壽命，因此在現(xiàn)代化的道路橋梁工作中受到了廣泛青睞。

2.2.7 真空堆載聯(lián)合預(yù)壓法

利用真空堆載聯(lián)合預(yù)壓法進(jìn)行施工，實(shí)際上就是通過外加負(fù)載，從而盡量排出土壤縫隙間的水分，以提升土壤結(jié)構(gòu)的密度及質(zhì)量，保證道路橋梁整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。主要的施工要點(diǎn)如下：①施工人員需要設(shè)計(jì)較為科學(xué)、完善的軟土地基加固工作辦法，提前對(duì)負(fù)載定額及需要使用的施工工藝進(jìn)行詳細(xì)了解。從正式開始施工就需要對(duì)每一層土壤成分及結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的檢測(cè)，并隨著軟土地基的填充作業(yè)進(jìn)程適當(dāng)調(diào)節(jié)觀測(cè)頻率。當(dāng)利用真空堆載聯(lián)合預(yù)壓法進(jìn)行作業(yè)時(shí)，需要科學(xué)制定觀測(cè)周期，實(shí)現(xiàn)對(duì)整體施工流程的全過程監(jiān)管。②施工人員應(yīng)當(dāng)控制好加荷速率，盡量避免出現(xiàn)堆載負(fù)荷較大的問題，主要可從以下3方面進(jìn)行相應(yīng)的管理，即始終需要將空隙的水壓力系數(shù)控制在0.65以下，將軟土地基的土壤內(nèi)部側(cè)向位移速率控制在5mm/d以內(nèi)，以及將表層沉降率控制在20mm/d以內(nèi)。在保障軟土路基穩(wěn)定性的前提下，合理提升加荷速率，以提升施工成效及質(zhì)量，幫助建筑企業(yè)提升經(jīng)濟(jì)利益。③當(dāng)利用真空堆載聯(lián)合預(yù)壓法進(jìn)行實(shí)際操作時(shí)，需要保證施工區(qū)域的底部面積應(yīng)盡量小于頂部面積，同時(shí)，施工人員也應(yīng)當(dāng)依據(jù)實(shí)際情況，合理調(diào)節(jié)上下區(qū)域的面積大小[5]。

3 結(jié)語

綜上而言，我國道路橋梁建設(shè)工程項(xiàng)目在建造數(shù)量、施工質(zhì)量、作業(yè)規(guī)模等方面有了進(jìn)一步的提高，對(duì)于影響施工建筑使用性能的部分軟土地基區(qū)域，施工人員需要進(jìn)行較為有效的處理，以提升地基的牢固性及負(fù)載力，保障過往車輛及行人的安全。需要注意的是，在施工前，需要有專業(yè)人士對(duì)地基實(shí)際狀況做好勘測(cè)工作，保證最終的軟土地基符合實(shí)際施工要求。施工人員需要將高質(zhì)量作為主要的建筑指標(biāo)，將延長(zhǎng)道路橋梁實(shí)際使用時(shí)限及使用安全性放在首位，為廣大群眾的出行提供便利。