公路橋梁施工中軟土地基施工技術(shù)的應(yīng)用

白雪飛

（中交第一航務(wù)工程局有限公司總承包工程分公司，天津 300000）

0 引言

公路橋梁工程中軟土地基問(wèn)題不容忽視，施工人員需加大重視力度，不斷提高自身技術(shù)水平，高效、高質(zhì)完成公路橋梁施工，創(chuàng)建符合人們需求的交通設(shè)施。公路橋梁施工中軟土地基問(wèn)題比較常見(jiàn)，具有滲透性差、壓縮性高、承載力小、含水量大的特點(diǎn)，因此其穩(wěn)定性、承載力較差，容易引起質(zhì)量安全問(wèn)題。

1 公路橋梁施工中軟土地基的特點(diǎn)

1.1 壓縮能力強(qiáng)

公路橋梁工程中軟土地基的一大特點(diǎn)是，在液限增加的情況下，其壓縮系數(shù)也會(huì)隨之增加，二者具備正相關(guān)關(guān)系，聯(lián)系緊密。因此，在施工準(zhǔn)備階段，需對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行了解，掌握土壤信息以及現(xiàn)場(chǎng)軟黏土固化、壓縮情況，并且要注意在公路橋梁施工中，不同固化黏土有不同的作用，需要采取合理的技術(shù)措施進(jìn)行處理，避免對(duì)公路橋梁的正常施工造成不良影響。

1.2 滲透能力差

公路橋梁工程會(huì)使用大量的黏土進(jìn)行施工，不少黏土是在軟土中存在的，兩者的固化速度相比較而言，軟土明顯慢于黏土。因此，公路橋梁基礎(chǔ)施工中，黏土更加適用。然而，軟黏土固化速度較慢、滲透性較差，加大了外部施工壓力，容易影響工程施工進(jìn)度，軟土無(wú)法實(shí)現(xiàn)快速固化。

1.3 抗剪能力低

在抗剪強(qiáng)度方面，軟土和黏土并無(wú)太大區(qū)別，軟土的抗剪性要稍差于黏土。公路橋梁施工過(guò)程中，工程施工質(zhì)量還會(huì)受到排水的影響。為保障公路橋梁施工質(zhì)量和工程安全，應(yīng)制定合理的技術(shù)方案，規(guī)范完成軟基處理工程，以提升軟土地基的抗剪性能[1]。

2 軟土地基的影響和常見(jiàn)危害形式

在公路橋梁工程建設(shè)中，軟土地基處理是廣受重視的問(wèn)題，如果施工中沒(méi)有處理好軟土地基問(wèn)題，在工程長(zhǎng)期使用過(guò)程中，道路上不斷增加的荷載會(huì)加大地基承受的壓力。在長(zhǎng)期的道路荷載影響下，逐步引發(fā)地基泥漿沸騰現(xiàn)象，使地基緩慢沉降，路發(fā)生傾斜、開裂和損壞。在道路使用中，車輛行駛安全無(wú)法保障，容易發(fā)生交通安全事故，造成嚴(yán)重后果。軟土地基的常見(jiàn)危害形式有剪切拉裂和浸水沉陷兩種。

2.1 對(duì)工程施工的影響

2.1.1 對(duì)施工過(guò)程的影響

軟土地基對(duì)公路工程基礎(chǔ)施工有重要影響，軟土地基會(huì)增加施工難度，對(duì)工程的總體施工進(jìn)度產(chǎn)生嚴(yán)重影響。發(fā)現(xiàn)軟土地基后，需要對(duì)軟土地基進(jìn)行處理，加大人力、設(shè)備和材料的投入，施工成本也會(huì)增加。對(duì)施工段軟土層的處理，需組織專家和技術(shù)人員進(jìn)行討論，確定可采用的施工技術(shù)方案，與設(shè)計(jì)院進(jìn)行交流，經(jīng)設(shè)計(jì)院批準(zhǔn)后方可實(shí)施。施工過(guò)程中進(jìn)行軟土地基施工，要考慮軟土地基對(duì)工期的影響，以及相關(guān)人員、設(shè)備使用產(chǎn)生的成本問(wèn)題等。

2.1.2 對(duì)工程質(zhì)量的影響

在施工過(guò)程中，軟土地基問(wèn)題基本上是不可預(yù)見(jiàn)的。在前期項(xiàng)目勘察設(shè)計(jì)階段中，對(duì)軟土地基的具體情況掌握不足，沒(méi)有足夠的信息支持，需根據(jù)工程建設(shè)和軟基處理規(guī)范，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的軟土地基情況，對(duì)軟土地基進(jìn)行處理。在軟土試驗(yàn)環(huán)節(jié)，需要根據(jù)具體的試驗(yàn)結(jié)果設(shè)計(jì)軟土地基處理要求和方案，并按照該要求處理軟土地基，如果出現(xiàn)處理不到位的情況，就會(huì)增加施工質(zhì)量安全隱患，使工程質(zhì)量無(wú)法得到有效保證[2]。

2.2 常見(jiàn)危害形式

2.2.1 剪切拉裂

地基土性質(zhì)比較軟的情況下，由于其缺乏足夠的抗剪強(qiáng)度，面對(duì)路堤和路面上的外部荷載難以承受，在振動(dòng)荷載或自重作用下，會(huì)降低路基強(qiáng)度，增強(qiáng)其流動(dòng)性，可能導(dǎo)致地基局部或整體發(fā)生剪切破壞，軟土層發(fā)生橫向滑動(dòng)和擠壓，最終造成嚴(yán)重質(zhì)量問(wèn)題，比如路堤沉降、坍塌、失穩(wěn)或結(jié)構(gòu)裂縫等。

2.2.2 浸水沉陷

一些路段排水不良，路基容易滲水。受土重、行車荷載和水溫變化等因素影響，使路基產(chǎn)生過(guò)度沉降和變形，對(duì)工程的正常使用造成不利影響，出現(xiàn)過(guò)度不均勻沉降現(xiàn)象的路基，其路面可能開裂、損壞，使公路橋梁路面出現(xiàn)凹陷和積水，汽車在行駛過(guò)程中發(fā)生震顫、顛簸，引發(fā)橋頭跳車事故等。

3 公路橋梁施工中軟土地基施工處理技術(shù)

3.1 注漿技術(shù)

公路橋梁工程施工中遇到質(zhì)量較差的軟土地基的情況，需要選擇注漿技術(shù)進(jìn)行處理，選擇水硬性膠結(jié)材料將其灌入土層縫隙，使縫隙加快固化，提高軟土地基的性能。

3.2 置換施工技術(shù)

使用換填處理技術(shù)進(jìn)行軟土地基的施工，選擇承載性能更優(yōu)良的土替換軟土，解決地基沉降的問(wèn)題，提升地基性能。在軟基換填施工中，可以選擇開挖、爆破作業(yè)等方式，以保障施工效果，但也會(huì)加大工程量，提高施工成本，因此軟基換填技術(shù)的使用有所限制。在進(jìn)行換填施工前，需深入調(diào)查施工現(xiàn)場(chǎng)，了解施工環(huán)節(jié)具體情況和軟土地基性質(zhì)，科學(xué)合理設(shè)計(jì)施工方案。

3.3 粉噴樁技術(shù)

公路橋梁軟土地基施工使用粉噴樁技術(shù)，可以保障地基實(shí)際處理效果，解決軟土地基問(wèn)題，提高地基承載力。在應(yīng)用粉噴樁技術(shù)進(jìn)行地基處理過(guò)程中，需對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行深入的地質(zhì)調(diào)查，施工前要平整現(xiàn)場(chǎng)，確?，F(xiàn)場(chǎng)無(wú)雜物。將需要的施工材料準(zhǔn)備好，開展樁試驗(yàn)。進(jìn)場(chǎng)施工材料均需接受嚴(yán)格的檢測(cè)，淘汰質(zhì)量、性能不達(dá)標(biāo)的材料。根據(jù)具體工程的施工需要，對(duì)各類技術(shù)參數(shù)進(jìn)行合理調(diào)整，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)值的嚴(yán)格控制，促進(jìn)粉噴樁施工規(guī)范化。保障各類機(jī)械設(shè)備運(yùn)行性能良好，避免出現(xiàn)安全事故。施工人員應(yīng)接受培訓(xùn)，熟練掌握粉噴樁的工藝流程和施工標(biāo)準(zhǔn)，按規(guī)范要求開展具體施工作業(yè)，保障軟土地基處理質(zhì)量。

3.4 排水固結(jié)技術(shù)

可應(yīng)用排水固結(jié)技術(shù)進(jìn)行軟土地基處理，增強(qiáng)地基的穩(wěn)定性和地基強(qiáng)度。施工前需開展地質(zhì)勘察工作，并做好地基預(yù)壓處理工作，為后續(xù)工作奠定良好的基礎(chǔ)，方便排水固結(jié)技術(shù)的操作。地基中設(shè)置好垂直排水柱，有助于排水固結(jié)，提高軟基抗剪性能。在當(dāng)前公路橋梁工程軟土地基施工中，一般不會(huì)單獨(dú)使用排水固結(jié)技術(shù)，而是配合其他技術(shù)方法施工，以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的軟土地基施工。排水固結(jié)法在公路橋梁施工中適應(yīng)性良好，為確保其作用有效發(fā)揮，還需科學(xué)配置人員和設(shè)備，確保施工順利進(jìn)行。

3.5 管樁加固法

（1）碎石樁加固法。在軟土地基上使用振動(dòng)、沖擊等技術(shù)鉆孔，向地基壓入碎石和沙子，此操作下形成的樁直徑和密度更大，稱其為碎石樁。碎石樁可以與原軟土地基共同形成堅(jiān)實(shí)的持力層，提高地基承載力，減少變形。碎石樁加固法一般在一些低密度地基中使用，具體施工中成本比較高，但隨著相關(guān)技術(shù)的不斷進(jìn)步，其使用范圍也更加廣泛。

（2）夯實(shí)水泥土樁方法。夯實(shí)水泥土樁法與碎石樁加固法類似，大部分荷載由樁承擔(dān)，通過(guò)側(cè)向阻力和端阻力可以將荷載傳遞到深層土壤。樁和土分擔(dān)荷載的情況，會(huì)增加土的高壓區(qū)，提高地基的承載力，避免地基出現(xiàn)沉降和變形。因此，可以在地基邊緣設(shè)置樁，以滿足高層建筑地基荷載要求。夯實(shí)水泥土樁方法的優(yōu)勢(shì)在于施工簡(jiǎn)單、時(shí)間短、成本低。

（3）預(yù)應(yīng)力管樁加固法。預(yù)應(yīng)力管樁的制作需由專業(yè)制造廠家負(fù)責(zé)，采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)和離心成型技術(shù)，對(duì)制成的空心圓柱進(jìn)行蒸汽養(yǎng)護(hù)，再預(yù)制混凝土樁。可以通過(guò)計(jì)算機(jī)控制整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，減少人為因素對(duì)工程的影響，保障樁身的質(zhì)量和可靠性。管樁混凝土具有較高強(qiáng)度，可以達(dá)到C60 ～C80。管樁自身的抗壓強(qiáng)度較高，但抗彎強(qiáng)度不足，樁身受到不同土層水平力影響，容易發(fā)生斷裂。因此，軟土地區(qū)的管樁施工會(huì)在很大程度上影響開挖，應(yīng)按照“避免過(guò)度的應(yīng)力釋放和過(guò)度土木工程應(yīng)力，對(duì)土壤位移和應(yīng)力釋放進(jìn)行合理控制”的原則進(jìn)行開挖施工[3]。

3.6 水泥攪拌樁法

使用水泥攪拌樁法，需采用石灰和水泥等固結(jié)材料，通過(guò)深層攪拌機(jī)械設(shè)備混合各種建筑材料，使其發(fā)生相應(yīng)物理反應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)。在鏈?zhǔn)椒磻?yīng)下，得到的復(fù)合地基強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好，尤其在淤泥和松散砂土等地基加固處理中使用，可以取得良好的處理效果。但同時(shí)需要注意，在施工前，要提前做好場(chǎng)地清潔、平整工作，以保障施工效果。

3.7 強(qiáng)夯法

軟土地基施工中，如果地基屬于陡峭路堤路段，或者其邊坡高度在20cm 以上，則適合使用強(qiáng)夯法進(jìn)行處理。為保證施工質(zhì)量，需確保施工參數(shù)與工藝合理性，現(xiàn)場(chǎng)需進(jìn)行試壓，以確定技術(shù)方案[4]。首次強(qiáng)夯施工，其范圍在6 ～8m 范圍內(nèi)，每6m 對(duì)路堤進(jìn)行一次壓實(shí)。強(qiáng)夯施工前，需配置一定沙和土，將其摻入高飽和度的土壤中，以保障強(qiáng)夯作業(yè)順利實(shí)施。通常每輪錘擊次數(shù)為3 ～5 次，壓實(shí)點(diǎn)距離保持在10m，使用約12t 重的錘子進(jìn)行作業(yè)。路堤按等邊三角形位置進(jìn)行強(qiáng)夯，單點(diǎn)保持在1 ～3 級(jí)左右，落差約1.5 ～3m。強(qiáng)夯法對(duì)設(shè)備要求低，且施工成本低、速度快。

4 軟土地基施工處理質(zhì)量管理措施

首先，施工前需做好相關(guān)準(zhǔn)備工作，明確具體的軟土地基施工任務(wù)，前期進(jìn)行周全的現(xiàn)場(chǎng)勘查，掌握軟基實(shí)際情況，科學(xué)制定施工計(jì)劃[5]。

其次，路基含水量高或者與水源臨近的情況下，必須進(jìn)行排水處理，避免水侵蝕、滲透路基，導(dǎo)致其穩(wěn)定性和強(qiáng)度降低。完成路基排水作業(yè)后，可以降低一定范圍內(nèi)地基土的濕度，使路基長(zhǎng)期保持干燥狀態(tài)，進(jìn)一步增強(qiáng)路面強(qiáng)度和穩(wěn)定性。在排水施工中，往往根據(jù)水源將其分為道路排水和地下排水。

再次，做好路基沉降監(jiān)測(cè)工作，在開展軟土路基填筑作業(yè)中，對(duì)變形情況實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，做好施工方向和進(jìn)度調(diào)整。路基沉降監(jiān)測(cè)，在選擇變形觀測(cè)面時(shí)，需沿路基施工路線選擇代表性強(qiáng)的觀測(cè)面。動(dòng)態(tài)觀測(cè)下掌握路基穩(wěn)定性，將觀測(cè)數(shù)據(jù)記錄下來(lái)，對(duì)日沉降和橫向位移進(jìn)行分析，確認(rèn)施工可行性[6-7]。如果日沉降和日橫向位移分別低于10mm 和5mm，則證明路基狀態(tài)比較穩(wěn)定。

最后，軟土路基填筑時(shí)，應(yīng)對(duì)填土層厚度進(jìn)行合理控制，使其滿足施工設(shè)計(jì)要求。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件、材料供應(yīng)等因素，采取措施合理減少軟土路基對(duì)工程的影響。

5 結(jié)語(yǔ)

在公路橋梁軟土地基施工中，需科學(xué)應(yīng)用相關(guān)處理技術(shù)，規(guī)范化施工，解決軟基不均勻沉降的問(wèn)題，提高地基穩(wěn)定性和強(qiáng)度，延長(zhǎng)工程使用壽命，確保公路和橋梁的使用性能。