道路與橋梁施工中軟土地基施工技術應用分析

劉凱

（山東綠達建設發(fā)展集團有限公司，山東 濰坊 261000）

0 引言

道路與橋梁工程在方便區(qū)域公眾出行，促進區(qū)域經(jīng)濟實現(xiàn)快速發(fā)展等多個方面均發(fā)揮著至關重要的作用，而軟土地基的存在對道路與橋梁工程的實際建設質量產(chǎn)生嚴重威脅和影響。因此，有必要對道路與橋梁施工中相應軟土地基施工技術的合理應用進行深入研究，從而進一步提高道路與橋梁工程的建設成效，促進各地區(qū)社會與經(jīng)濟的發(fā)展。

1 軟土地基介紹

道路與橋梁施工中軟土地基普遍存在，其指的是施工區(qū)域中存在的強度低或者壓縮量高的一系列軟弱土層。這些土層內(nèi)部含有大量的有機物質，因此一般承載力均明顯偏低，而且會在荷載的長時間影響下產(chǎn)生各種病害，包括變形、沉降、滑動等。軟土地基的主要特點是含水量高，通常在35%～80%之間；土壤中的孔隙率大，一般介于1～2 之間；具有很強的流變性，受到荷載影響后會逐漸變形。

此外，軟土地基本身的抗剪強度也比較小，通常處于20kPa 以下[1]。

2 道路與橋梁施工中常見軟土地基施工技術分析

現(xiàn)階段，在道路與橋梁施工中可以采用的軟土地基施工技術相對較多，常見的主要包括以下幾種：

2.1 強夯技術

此種技術在道路與橋梁施工中廣泛應用，也稱之為“動力加固法”。在實際應用過程中，主要通過將具備一定重量的夯錘從高處自由下落產(chǎn)生強大的沖擊力，從而對施工區(qū)域的土地結構造成適當?shù)钠茐?，然后促使周圍土體實現(xiàn)持續(xù)擠壓，最終達到提升地基承載力的目的。該技術通常在工期短還有土層比較淺的工程中比較適用。

2.2 粉煤灰碎石加固技術

在開展道路與橋梁工程施工時，粉煤灰碎石加固技術也得到廣泛應用，其利用粉煤灰還有碎石等多種不同的材料，配合使用水泥和水，通過機械攪拌的形式最終打造出一種具備較強黏性的樁體結構。樁體結構可以和樁間土還有褥墊層逐漸構成復合地基，從而促使地基具備較為良好的穩(wěn)定性還有整體性，切實滿足工程的建設需求[2]。

2.3 換填技術

換填技術在道路與橋梁施工中極為常見，又被稱為“換填法”，其主要是指將地基范圍內(nèi)的相應軟土進行部分或者全部清除，在此基礎上利用一些具備較強穩(wěn)定性的土、石或者砂礫等各類材料進行回填，再借助壓路機等設備對換填后的材料進行有效壓實。此方法施工簡便、易行，通常僅適合一些淺層的軟弱地基，能夠顯著提升地基承載力、剛度。

根據(jù)換填材料的不同，一般情況下該技術能夠分為砂墊層換填技術、粉質黏土墊層換填技術、礦渣墊層換填技術等多種類型。在實際應用期間，需要根據(jù)工程實際情況，合理地設定墊層厚度、寬度等一系列參數(shù)。

2.4 土工織物處理技術

土工織物處理技術是利用先進的土工織物來有效增強軟土地基性能，同樣適合應用在一些比較淺的軟土地基中，主要將土工織物先合理地鋪設在軟基底部，然后通過地基自重作用，使已經(jīng)鋪好的土工織物逐漸受到壓力，從而生成一定的抗滑力矩，最終促使地基穩(wěn)定性以及承載力不斷提升。

2.5 振動擠密砂樁技術

振動擠密砂樁技術目前在道路與橋梁施工中廣泛應用，其可以有效地對一系列深度較大的軟土地基開展加固處理，顯著提高道路與橋梁工程的建設效率和質量。該技術主要先通過相應的鉆孔設備在軟土地基鉆孔，然后利用振動沉管等相應設備設施，將提前準備好的砂料壓入鉆好的孔內(nèi)部，以此構造出具有較強密實性的砂樁結構，從而提升軟土地基強度的效果。

3 案例概述

該案例工程為某市開展的道路與橋梁工程建設項目，該標段長度約7km，全程車速為80km/h，雙向四車道設計，實際路基寬度達到24.5m。在開展工程現(xiàn)場勘察活動期間，相關工作人員發(fā)現(xiàn)該標段存在軟土地基問題，實際深度處于0～2.5m 之間。案例工程的相關施工單位綜合考慮了成本、地基承載力還有沉降量、工期等多方面后，最終決定采用片石換填技術實施該段軟土地基處理。該技術強調(diào)根據(jù)縱橫具體范圍合理實施換填作業(yè)，對于橫向開展的片石換填活動需達到排水溝位置的對應外緣75cm 左右區(qū)域；縱向開展的片石換填活動必須貫穿整個路段；而針對橋頭區(qū)域，需到錐坡腳位置。完成換填處理后的地基還要再鋪設一層碎石及路堤填料，兩者的厚度均為30cm。因該案例工程對軟土地基最終的處理效果比較理想，提升了道路與橋梁施工質量，所以便結合該工程針對換填施工技術在道路與橋梁施工中的應用進行深入探究[3]。

4 道路與橋梁施工中軟土地基換填施工技術的應用

4.1 合理選擇片石

道路與橋梁工程施工中，片石換填技術采用的片石材料一般情況下均是取自土石方爆破開挖后產(chǎn)生的材料，這種材料中可能有部分石料的實際硬度無法有效滿足軟土地基的處理要求，因此該案例工程未對其進行選用。針對片石材料案例工程要求技術人員依據(jù)國家有關標準還有規(guī)范進行合理選定，最終選定中硬巖石，且具體粒徑要求必須超過4cm 以上，材料的強度也需要超過15MPa。對于最終采購的巖石材料中需要保證滿足這一標準要求的片石必須達到70%以上，此外，該工程要求填料不均勻系數(shù)處于20%以內(nèi)即可。

4.2 準備工作

為提高片石換填施工技術的應用效果，案例工程強調(diào)在開展正式施工作業(yè)前，務必做好相關準備活動。

第一，施工人員需要對施工現(xiàn)場基面存在的積水進行徹底排除，同時對現(xiàn)場存在的各類雜物做出仔細清理，避免對換填施工質量產(chǎn)生不利影響。除此之外，針對存在地下水浸入的一系列地段，施工人員還應該結合實際情況，通過打造片石盲溝等措施來提高地下水排水成效。

第二，在正式開展施工作業(yè)前，如果檢測發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場的相應地面橫坡坡度達到1∶5 以上，施工人員應在橫坡所在區(qū)域適當?shù)亻_挖臺階，通常臺階寬度約2m 即可，并保證向內(nèi)傾斜約4%。施工人員在挖完臺階后，還應利用相應的小型夯實設備對臺階進行緊密壓實，一般順序為自上而下。

第三，正式開展片石換填施工前，應該完成縱橫排水溝的挖設，以此增強施工現(xiàn)場的臨時排水能力，確保施工現(xiàn)場可以處于良好的清潔干燥狀態(tài)。

第四，施工前還需要對施工現(xiàn)場開展全面仔細的勘察，并與圖紙進行核對，若發(fā)現(xiàn)相應問題需及時向上級主管反映，在經(jīng)確認以及處理后，方可正式開展施工作業(yè)。

第五，對于施工期間需要用到的人員、材料還有一系列機具機械設備等應保證備足備齊，針對材料和設備還需要開展性能、質量檢查，確認無任何問題后方可投入使用。

4.3 測量放樣

片石換填施工活動正式開展前，相關技術人員需對控制點坐標還有具體高程等做出仔細復核，并基于此完成測量控制方面的設置工作。該案例工程中，每個施工控制點均安排了相應的專人負責落實好定期復核工作，從而確保正式施工過程中相應的測量結果足夠精準可靠，進而為施工作業(yè)的合理開展提供指導和參考。

此外，施工人員還應依據(jù)圖紙及觸探試驗獲取數(shù)據(jù)信息，測量放樣現(xiàn)場需要進行清淤的具體范圍，避免產(chǎn)生超欠挖等相關問題[4]。

4.4 組織清淤工作

在有效完成測量放樣活動后，即可組織開展清淤工作，該案例工程的此項工作以機械輔以人工的方式來完成，施工人員需要根據(jù)設計要求開展分段清淤作業(yè)，具體每段長度設定為30m，現(xiàn)場監(jiān)理人員等要落實驗收工作。清淤作業(yè)主要遵循“從近到遠”還有“從上到下”的原則，施工人員需要將區(qū)域內(nèi)表層植被等一系列雜物進行清除，在此基礎上對下層淤泥實施清除。

4.5 換填施工

完成清淤作業(yè)后，施工人員即可開展換填施工，該案例工程的換填施工要點如下：

第一，片石換填作業(yè)主要遵循“水平分層”原則，每一層均需要開展碾壓作業(yè)，確保實際每層填筑厚度在50cm。針對部分難以分層或者分段施工的區(qū)域，施工人員先將一些強度比較大的片石石料先在地基最下層進行鋪設，片石間距需保證均勻適宜，在此基礎上鋪設一層軟質石料，避免填筑表面出現(xiàn)石塊松動還有孔洞等相關問題，有助于提高換填質量。

第二，對于攤鋪作業(yè)，該案例工程強調(diào)大粒徑石料的攤鋪應該采用漸進攤鋪法，卸料作業(yè)應遵循“先低后高”“先兩側后中間”這一施工原則，卸料期間相應自卸車應做到勻速前進，現(xiàn)場施工人員緊隨其后通過推土機或人工形式對石料進行攤鋪整平。工程所用的細粒徑料主要在完成大粒徑石料壓實作業(yè)后，通過自卸車在基面上勻速后退進行卸料，施工人員再借助推土機完成細粒徑石料的攤鋪及整平。

第三，在人工實施攤鋪活動時，針對一些粒徑明顯超過25cm 的石料主要遵循“大面朝下”原則進行合理放置，對于小塊石料還應該鋪設在實際粒徑超過25cm 的石料上，然后再結合具體情況鋪設小石塊、石渣或石屑等一系列其他材料，最終完成攤鋪面的有效壓實。對于粒徑未能達到25cm 的石料，該案例工程要求保證所有石料需要均勻地進行鋪設，避免與某一粒徑接近的石料出現(xiàn)過于集中的問題。

4.6 碾壓施工

碾壓施工屬于換填施工技術在道路與橋梁施工中應用時需要重點關注的一個環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)施工質量的高低能夠對整個換填技術的應用效果產(chǎn)生決定性的影響。該案例工程在此環(huán)節(jié)的操作流程如下：

第一，正式碾壓前，施工人員對已經(jīng)完成的攤鋪整平基面做出仔細檢查，針對填料最大粒徑做出合理調(diào)控，確保其不能超出層厚的2/3。若超出這一范圍，需要對其開展降解活動，若是現(xiàn)場無法有效降解，可直接將其剔除。檢查時發(fā)現(xiàn)存在較大的石料孔隙，施工人員利用小石塊、石屑等進行合理填充，保證基面沒有任何明顯的突出位置或孔洞等相關問題，在最終獲得足夠干凈、平整的效果后即可開展碾壓作業(yè)[5]。

第二，該案例工程所用碾壓設備主要為振動壓路機，在開展碾壓作業(yè)前，相關施工人員以及技術人員需要對壓路機做出全面仔細的檢查，確認性能達標后，再結合試驗段最終明確的施工參數(shù)來對設備的作業(yè)參數(shù)做出調(diào)整，比如案例工程強調(diào)應保持在50t 以上，以此確保碾壓作業(yè)能夠取得理想成效。

第三，碾壓活動應做到連續(xù)均勻。該案例工程正式碾壓時將速度有效地保持在4km/h 以內(nèi)。整個碾壓作業(yè)分三步進行：初壓所用機械設備為20t 振動壓路機，碾壓遍數(shù)達到2 遍即可；復壓同樣采用20t 振動壓路機，碾壓遍數(shù)需要達到3 遍；終壓所用機械設備更改為50t 振動壓路機，碾壓遍數(shù)同樣需要達到3 遍。

第四，施工人員在開展碾壓活動期間，直線段主要根據(jù)“先兩邊后中間”的順序要求實施碾壓；小半徑曲線路段則反順序開展碾壓活動。

4.7 開展完工檢測工作

道路與橋梁軟土地基施工中選用換填施工技術時，需要在完成碾壓作業(yè)后及時開展碾壓質量檢測工作，以此確保換填質量達標，保證道路與橋梁施工順利開展，其具體流程如下：

其一，檢測人員需要在完成碾壓的相應基面中先順著縱向選定幾個檢測點。

其二，在檢測點選定完成后，相關檢測人員即可組織開展檢測，先利用提前準備好并完成校準工作的水準儀實施高差檢測，然后在選定的檢測點中合理地安裝相應的平整模板，該案例工程模板長度設定為10cm，厚度為5cm，在此基礎上利用振動壓路機實施反復碾壓，振動機噸位要求超過20t，碾壓遍數(shù)控制在8 遍。碾壓完成后，檢測人員開展高差測量工作，并將測量的數(shù)據(jù)與碾壓前的數(shù)據(jù)展開對比，最終獲取沉降高差值。對于壓實沉降高差，如果最大值能夠有效保持在5mm 以內(nèi)，并且平均值保持在3m 以內(nèi)，同時相應的標準差能夠處于2mm 以內(nèi)，則可以表明此次檢測結果合格，并且壓實作業(yè)的質量同樣合格達標。

5 結語

綜上所述，道路與橋梁工程是促進社會經(jīng)濟實現(xiàn)快速發(fā)展的重要基礎設施，也是改善民生的重要路徑之一。由于軟土地基在我國有著廣泛分布，在實際開展道路與橋梁施工作業(yè)時很容易遇到此問題，為提高道路與橋梁工程建設質量，有關單位應積極了解和掌握各類軟土地基施工技術，并切實結合工程實際情況，合理地選用最為適宜的施工技術手段，從而提高軟土地基處理成效，確保道路與橋梁工程能夠高質量完成。