道路與橋梁施工中的軟基處理施工技術(shù)要點(diǎn)分析

李東

北京鑫實(shí)路橋建設(shè)有限公司 北京 100000

當(dāng)前，我國(guó)道路與橋梁工程數(shù)量日漸增多，道路與橋梁工程項(xiàng)目質(zhì)量備受關(guān)注，然而在道路與橋梁建設(shè)過(guò)程中，基本上地質(zhì)形式就是軟粘土，粘土不僅強(qiáng)度低、孔隙率較大，同時(shí)滲透性也較差，所以針對(duì)這一土質(zhì)就要采取相應(yīng)的施工工藝，以提高道路與橋梁工程施工質(zhì)量。目前，路橋施工企業(yè)如何進(jìn)行軟基處理施工已成為重點(diǎn)工程項(xiàng)目建設(shè)的重點(diǎn)。

1 道路橋梁工程項(xiàng)目中軟土地基概念及特征

在道路橋梁工程項(xiàng)目中，軟土地基是一種具有較大塑性和壓縮性的土體，主要由高壓緊性土、低塑性粘土以及高液限粘土等組成。這種土體因其獨(dú)特的物理和力學(xué)性質(zhì)，在地基工程中受到了廣泛關(guān)注。軟土地基的主要特征可以歸納為以下幾點(diǎn)：①承載能力低：軟土的體積含水率高，結(jié)構(gòu)松散，容易發(fā)生變形和流失，所以其承載能力相對(duì)于普通土體較低。②壓縮性大：軟土的壓縮性主要表示在荷載作用下，土體會(huì)產(chǎn)生比其他類型土體更大的變形，進(jìn)而導(dǎo)致地面沉降，對(duì)道路和橋梁的使用和安全造成影響。③變形性強(qiáng)：在同樣的荷載作用下，軟土地基的剛度相對(duì)較差，會(huì)出現(xiàn)較大的位移和變形，給工程的施工和運(yùn)營(yíng)帶來(lái)困擾。④良好的塑性和流動(dòng)性：軟土地基具有一定的塑性和流動(dòng)性，易于塑造，但在施工過(guò)程中需要考慮其可能帶來(lái)的不穩(wěn)定性問(wèn)題。⑤抗剪強(qiáng)度低：相對(duì)于砂質(zhì)土體，軟土的抗剪強(qiáng)度較低，容易因荷載的增加或自身重力的作用而發(fā)生滑動(dòng)。在實(shí)際工程中，軟土地基問(wèn)題是道路與橋梁工程面臨的一大難題。如何對(duì)軟土地基進(jìn)行有效的處理和改造，以保證工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，節(jié)約建設(shè)和維護(hù)成本，是道路橋梁工程項(xiàng)目時(shí)必須考慮的關(guān)鍵因素。針對(duì)軟土地基的各種特性，目前主要的處理方法有排水固結(jié)處理技術(shù)、強(qiáng)夯處理技術(shù)、混合劑處理技術(shù)、換填加固處理技術(shù)、水泥攪拌樁技術(shù)等。這些方法各有優(yōu)勢(shì)和適用性，需要根據(jù)實(shí)際地質(zhì)條件和工程需要進(jìn)行選擇，從而在實(shí)際工程項(xiàng)目中做出最優(yōu)的設(shè)計(jì)和處理決策[1]。

2 道路橋梁施工中的軟土地基處理技術(shù)要點(diǎn)

2.1 排水固結(jié)處理技術(shù)

在道路橋梁施工中，軟土地基處理采用排水固結(jié)處理技術(shù)能夠顯著改善其力學(xué)性能和穩(wěn)定性。排水固結(jié)處理技術(shù)是通過(guò)設(shè)置排水通道，將軟土地基中的多余孔隙水排出，使土體產(chǎn)生壓縮固結(jié)，從而提高地基承載能力和穩(wěn)定性。這種技術(shù)主要有兩個(gè)作用：一方面，它能夠有效地消除軟土地基中的過(guò)量孔隙水，減小土體的飽和度，提高土體的強(qiáng)度和剛度；另一方面，根據(jù)固結(jié)理論，排水固結(jié)還可以顯著加快軟土的固結(jié)進(jìn)程，縮短地基沉降的時(shí)間。具體實(shí)施這種技術(shù)時(shí)，首先需要根據(jù)工程實(shí)際情況和設(shè)計(jì)需求確定預(yù)固結(jié)壓力、固結(jié)時(shí)間以及排水阻力等多個(gè)參數(shù)。然后，根據(jù)排水方向和深度，在軟土地基中布置垂直或斜向的排水管或排水帶，以形成良好的排水網(wǎng)。施工過(guò)程中，還需要定期監(jiān)測(cè)排水狀態(tài)和地基沉降情況，以及土體的固結(jié)程度，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)記錄和分析。據(jù)此可根據(jù)實(shí)際情況適時(shí)調(diào)整預(yù)固結(jié)壓力，以達(dá)到最佳效果。值得注意的是，排水固結(jié)處理技術(shù)適用于含有大量粘性顆粒、空隙比較大的軟土地基。對(duì)于孔隙水連通性差、排水條件不良的粘性土，如高液限粘土等，或者土體飽和度較高的地區(qū)，適宜采取其他處理方式，例如地基置換法、預(yù)加載法等。在施工結(jié)束后，需要對(duì)處理后的地基進(jìn)行驗(yàn)收，包括土體的密實(shí)度、承載力、殘余沉陷等各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，以確保地基滿足設(shè)計(jì)要求?？梢?jiàn)，排水固結(jié)處理技術(shù)是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用、效果顯著的軟土地基處理方法，但需按照設(shè)計(jì)方案嚴(yán)格執(zhí)行，保證排水通道的暢通，以充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)[2]。

2.2 強(qiáng)夯處理技術(shù)

在道路橋梁施工中，強(qiáng)夯處理技術(shù)具有重要的應(yīng)用價(jià)值。要知道強(qiáng)夯是一種通過(guò)大能量沖擊載荷來(lái)改善土體性質(zhì)的地基處理方式。它的工作原理主要是利用大質(zhì)量、大能量的夯擊，使土體產(chǎn)生塑性變形，達(dá)到改良土體并增強(qiáng)其承載力的目的。強(qiáng)夯處理過(guò)程主要分為三個(gè)階段：初期夯實(shí)階段、主夯實(shí)階段和后期加固階段。初期夯實(shí)階段，通過(guò)適宜的夯擊能量，使地基土得到初步壓實(shí)，形成初始承載力。在主夯實(shí)階段，通過(guò)增加夯擊能量，使土體達(dá)到預(yù)定的密實(shí)度和承載力。后期加固階段，則是在主夯實(shí)完成后，通過(guò)小幅度夯擊，保證地基的均勻性和穩(wěn)定性，消除局部松動(dòng)區(qū)域。在實(shí)施強(qiáng)夯處理時(shí)，需要按照設(shè)計(jì)方案選定夯擊能量、夯擊次數(shù)和夯擊點(diǎn)布置等。通常，夯擊能量和夯擊次數(shù)由地基土的類型、深度和預(yù)期改善效果等因素決定。夯擊點(diǎn)的布置主要考慮地基土施工面積和改進(jìn)深度，以及施工設(shè)備的性能和特性。強(qiáng)夯施工過(guò)程中，需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土體的振動(dòng)響應(yīng)和沉陷變化，并根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整夯擊參數(shù)。同時(shí)，為了確保施工質(zhì)量，還需要對(duì)強(qiáng)夯后的地基進(jìn)行檢測(cè)驗(yàn)收，包括土體的密實(shí)度、承載力、變形特性等方面。雖然強(qiáng)夯處理技術(shù)具有成本低、施工快、適應(yīng)面廣等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于一些粒徑較大、結(jié)構(gòu)松散的土類，如沙土、砂質(zhì)粘土等都具有良好的改良效果。但對(duì)于粘土、淤泥等細(xì)粒土體，其改善效果不明顯，需要配合其他地基處理方法使用。也就是說(shuō)只有根據(jù)地基土的類型和特性，配合適當(dāng)?shù)氖┕すに嚭驮O(shè)備，并進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制和監(jiān)測(cè)驗(yàn)收，從而確保地基工程的質(zhì)量和安全。

2.3 混合劑處理技術(shù)

在道路橋梁施工中，處理軟土地基應(yīng)用混合劑處理技術(shù)是一種有效的方法?；旌蟿┨幚砑夹g(shù)是一種將混合劑與原地受力土體直接充分混合，形成復(fù)合土，從而改善其物理和機(jī)械性質(zhì)，達(dá)到加固地基的目的。這種技術(shù)廣泛應(yīng)用于處理液限較高、塑性指數(shù)大、壓縮模量小且強(qiáng)度低的軟土地基?；旌蟿┨幚砑夹g(shù)的加固效果主要依賴于選擇的混合劑類型及添加量，以及和土體的混合程度。常用的混合劑有石灰、水泥、粉煤灰、石膏等。具體選擇哪種混合劑，應(yīng)根據(jù)地基土的性質(zhì)及其工程環(huán)境來(lái)確定。

混合劑處理工序主要包括土樣試驗(yàn)、混合劑配比設(shè)計(jì)、場(chǎng)地預(yù)處理、混合劑調(diào)制配送、施工混合、覆土密實(shí)和養(yǎng)護(hù)等步驟。首先進(jìn)行土樣試驗(yàn)，明確地基土性質(zhì)；然后進(jìn)行混合劑配比設(shè)計(jì)，選擇適合的混合劑類型和添加量；隨后進(jìn)行場(chǎng)地預(yù)處理，如清理、平整等，以保證混合劑能均勻地與土體混合；混合劑調(diào)制配送需要確?；旌蟿┑馁|(zhì)量和性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求；施工混合是將混合劑與土體充分混合，在此過(guò)程中要嚴(yán)格控制混合比例和混合均勻性；最后進(jìn)行覆土密實(shí)和養(yǎng)護(hù)，以保證其達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度[3]。

然而應(yīng)用混合劑處理技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在：一是可以明顯提高軟土的承載能力和降低壓縮性，減輕地基沉降；二是施工方便，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益；三是能改善原地土的工程性質(zhì)，使其趨于穩(wěn)定。但也應(yīng)注意混合劑可能對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響，應(yīng)選擇環(huán)保混合劑，并對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格的環(huán)境監(jiān)測(cè)和管理?？梢?jiàn)，混合劑處理技術(shù)能夠通過(guò)改善地基土的性質(zhì)，提高其承載力，從而保障了道路橋梁工程的質(zhì)量和安全。但在具體施工中，也需要根據(jù)地質(zhì)環(huán)境和工程要求合理選擇混合劑，嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，以達(dá)到預(yù)期的加固效果。

2.4 換填加固處理技術(shù)

在道路與橋梁施工中，使用換填加固處理技術(shù)就是將強(qiáng)度低、壓縮性大的原地土層掘除，更換為具有良好物理機(jī)械性質(zhì)的材料，以提高地基的承載力及其穩(wěn)定性，減少沉降變形。這種技術(shù)適用于地下水位較高、壓縮模量小、塑性指數(shù)大、基礎(chǔ)厚度大的軟土地基處理。換填加固處理技術(shù)主要包括以下步驟：首先是地基前期探測(cè)，了解地下情況；然后是設(shè)計(jì)與施工，包括挖掘深度、填土類型和厚度、壓實(shí)度等；接著是地基底部處理，包括土壤改良等；再進(jìn)行填土壓實(shí)，加強(qiáng)土壤強(qiáng)度；最后是封頂保護(hù)，防止風(fēng)吹雨淋。在施工過(guò)程中，要持續(xù)監(jiān)測(cè)地基變化，如沉降、滑移等，確保安全性。在實(shí)施換填加固處理技術(shù)時(shí)，需要選擇具有足夠承載力、良好排水性能、易壓實(shí)的填土材料，通常采用砂石、碎石等。在施工中，需保證填土的壓實(shí)度，亦即所填土體在壓實(shí)后的密度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求；同時(shí)，填土厚度也需要根據(jù)設(shè)計(jì)和地質(zhì)條件來(lái)進(jìn)行控制。當(dāng)然，這種方法也存在一定的局限性，如需大量挖掘和運(yùn)輸材料，對(duì)施工設(shè)備有一定要求。所以，道路橋梁施工中處理軟土地基采用換填加固處理技術(shù)應(yīng)考慮到環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)性，并根據(jù)具體的地質(zhì)情況和項(xiàng)目需求，選擇最適合的施工方案。

2.5 水泥攪拌樁技術(shù)

在道路橋梁施工的過(guò)程中，水泥攪拌樁技術(shù)是一種廣泛應(yīng)用的地基處理方法。水泥攪拌樁技術(shù)，又稱深層攪拌法，是通過(guò)將水泥漿液注入到地基土體中，通過(guò)攪拌機(jī)進(jìn)行深層攪拌，使土體與水泥漿液形成均勻的固結(jié)體，從而提高地基的承載力和穩(wěn)定性，減少沉陷并改善變形性能。這種技術(shù)適用于含水量較大，強(qiáng)度較低，壓縮模量小，基底厚度大的軟土地基處理。水泥攪拌樁技術(shù)主要包括以下幾個(gè)步驟：首先是做好地質(zhì)勘察，了解地下?tīng)顩r；然后進(jìn)行設(shè)計(jì)與施工，如樁徑、樁距、樁深、攪拌頭的選擇等；緊接著進(jìn)行鉆孔充填水泥漿液，然后啟動(dòng)攪拌設(shè)備，進(jìn)行上下往復(fù)攪拌，使土體與水泥漿液充分混合；之后需要進(jìn)行質(zhì)量檢查，確保達(dá)到設(shè)計(jì)要求；最后進(jìn)行封堵處理，防止水泥漿液外泄。在施工過(guò)程中，要及時(shí)監(jiān)測(cè)，以防出現(xiàn)滑層、冒漿等情況。水泥攪拌樁技術(shù)具有承載力高、不排土、施工速度快等優(yōu)點(diǎn)，為道路橋梁施工提供了新的解決方案。還能大幅降低土體的液限和塑性指數(shù)，提高土體的抗壓和抗剪強(qiáng)度，有效改善軟土地基的性質(zhì)和狀態(tài)，從而提高道路橋梁建設(shè)的安全性、穩(wěn)定性。此外，水泥攪拌樁適用范圍廣，既可用于新建工程，也可用于既有建筑物下加固。當(dāng)然，水泥攪拌樁技術(shù)也有一些局限性，如對(duì)設(shè)備的選擇和操作有一定要求，如攪拌器的速度、時(shí)間、深度等都需要精確控制。而且，如果地基土層含有大量有機(jī)物，會(huì)影響水泥的硬化強(qiáng)度。因此，在實(shí)際施工中要想采用該技術(shù)就應(yīng)當(dāng)根據(jù)地質(zhì)條件和工程需求來(lái)選擇恰當(dāng)?shù)姆桨?，并不斷?yōu)化施工技術(shù)，提高施工效率和質(zhì)量，確保道路橋梁的使用安全[4]。

2.6 擠密法

在道路橋梁施工過(guò)程中，如果軟土地基處理不當(dāng)，很可能會(huì)對(duì)后續(xù)建設(shè)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。然而擠密法是一種通過(guò)向地基土體內(nèi)部插入預(yù)制樁，使得土體發(fā)生位移和擠壓，從而獲得緊密性的地基處理技術(shù)。這種方法適用于處理具有較厚軟土層的地基，能有效改善軟土沉降量大、沉降時(shí)間長(zhǎng)的缺點(diǎn)，提高地基承載力和穩(wěn)定性。在采取該技術(shù)方法時(shí)，首先要進(jìn)行地質(zhì)勘察，了解地質(zhì)條件和土層分布，確保預(yù)制樁可以準(zhǔn)確地插入軟土層內(nèi)。然后，挑選適合的預(yù)制樁材料和形狀，常用的有鋼筋混凝土廣場(chǎng)樁或圓樁，尺寸和長(zhǎng)度根據(jù)地基情況確定。之后，采用打樁設(shè)備將預(yù)制樁插入軟土層內(nèi)，樁的間隔、深度和插入速度要根據(jù)設(shè)計(jì)要求和地基情況來(lái)確定。在打樁的同時(shí)，擠密的作用使周圍的土體發(fā)生位移、擠壓和重塑，從而實(shí)現(xiàn)土體的增稠效果。此項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是施工過(guò)程快捷，對(duì)環(huán)境影響小，且結(jié)構(gòu)性能好。并且擠密法采用的是物理力量進(jìn)行土體位移，不需要注入其他材料，所以不會(huì)引起環(huán)境污染。并且通過(guò)擬制樁進(jìn)入土體，加快了土體的排水速度，縮短了土體的固結(jié)時(shí)間，有效提高了地基承載力。然而，擠密法也存在著局限性，如地面積較大的區(qū)域，擠密法的施工周期可能會(huì)較長(zhǎng)，并且對(duì)打樁設(shè)備的要求較高，需要具備足夠的動(dòng)力才能完成樁的插入。擠密法施工過(guò)程中如果打樁設(shè)備操作不當(dāng)，可能會(huì)引發(fā)地面震動(dòng)或噪聲問(wèn)題，對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生影響?？偟膩?lái)說(shuō)，擠密法作為一種適用于軟土地基處理的有效方法，在道路橋梁施工中有著重要作用。但在實(shí)際操作過(guò)程中，必須綜合考慮地質(zhì)條件、工程需求以及環(huán)保要求，合理選擇并優(yōu)化施工方法，以確保道路橋梁的安全性和穩(wěn)定性。

2.7 加載法

在道路橋梁施工中，加載法，也稱為重載預(yù)壓法，是一種通過(guò)施加額外荷載來(lái)使軟土地基發(fā)生固結(jié)，以增強(qiáng)地基承載能力和改善后期沉降性能的一種方法。其主要思想是利用壓實(shí)土體對(duì)水分進(jìn)行擠出，從而達(dá)到提高土體密實(shí)度，減小土體后期變形的目標(biāo)。在應(yīng)用這一方法施工時(shí)，首先施工人員需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)勘察結(jié)果確定預(yù)加載的方法和量。然后，在軟土地基表面堆積足夠的土石料或其他質(zhì)量較大的物品，使其產(chǎn)生壓力讓軟土進(jìn)行自然固結(jié)。在施加重載預(yù)壓期間，應(yīng)密切關(guān)注軟土變形和排水情況，一旦發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)立即停止壓實(shí)，查明原因再進(jìn)行處理。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、易操作，并且成本較低，尤其適合于地表灌溉和土石料資源豐富的地區(qū)。通過(guò)加載法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)軟土地基的壓縮，從而提高其承載力，減少后期沉降，對(duì)保證道路橋梁建設(shè)的平穩(wěn)性有很大幫助。但是，該方法也存在一定的局限性，如施工過(guò)程中需要大量的填充物，若施工現(xiàn)場(chǎng)附近無(wú)法獲取足夠的填充物，可能會(huì)加大施工成本。同時(shí)，這種方法對(duì)于配重和壓實(shí)時(shí)間的要求非常高，如果選擇不當(dāng)可能導(dǎo)致地面產(chǎn)生裂縫或者出現(xiàn)局部沉陷等問(wèn)題。此外，加載法處理速度較慢，固結(jié)時(shí)間較長(zhǎng)，可能會(huì)影響整個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)度。總的來(lái)說(shuō)，加載法是一種在道路橋梁施工中處理軟土地基的有效手段，其原理簡(jiǎn)單明了，操作實(shí)施方便，但在項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用時(shí)，各種因素都需要綜合考慮，才能更好地發(fā)揮此方法的優(yōu)勢(shì)，以確保施工安全、高效[5]。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，道路與橋梁施工中的軟基處理是一項(xiàng)關(guān)鍵的工程環(huán)節(jié)，施工單位要想確保地基的穩(wěn)定性及安全性，就要針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況展開(kāi)勘測(cè)，深入研究各種軟基處理方法都有其特點(diǎn)和局限性，從而在實(shí)際施工過(guò)程中科學(xué)選擇和調(diào)配各種處理手段，進(jìn)而提高軟基處理的效果和效益。