公路橋梁工程中軟土地基施工技術探析

◎車正偉

公路是現(xiàn)代交通運輸不可缺少的重要部分，對聯(lián)系城市間的發(fā)展起到了重要的作用，在公路建設過程中，需要全面處理好各種地基，才能確保公路品質(zhì)，實現(xiàn)安全夠穩(wěn)定能行的根本目標。軟土地質(zhì)有著廣泛的分布，而在公路規(guī)劃中，常常會經(jīng)過這樣的區(qū)域，各類公路的建設與修理對這類特殊的地質(zhì)必須要經(jīng)過科學的處理，才能在上部進行建設，如果沒有在公路中正確處理好軟地基或者是地基加固不到位，后期的建設就無法推進，橋梁基礎不穩(wěn)則會導致不均勻的沉降問題，輕則橋面裂縫、傾斜，重則縮短橋梁壽命，更給后期的使用埋下了安全隱患。軟土地質(zhì)是一種特殊的形態(tài)，其下部的結構復雜，構成的因素也較多，不同的地質(zhì)有不同的形成特征，軟土地含水率高、空隙率大、流變性強，要想在這樣的地質(zhì)條件下建設公路工程，難度可想而知，那么，進行橋梁地基施工的時候，必須要做好科學有效有分析，查找到形成的成因，處理的辦法，通過科學處理、重點加固，為橋梁上部結構正常施工提供保障。隨著我國的公路建設技術成熟，當前的技術已經(jīng)完全能夠處理這樣的地質(zhì)情況，技術涵蓋表層處理法、化學加固法、排水固結法等多種有效的技術。為了更加有效的處理好這樣的地質(zhì)，施工單位必須要注意以下兩點，一是要對當?shù)氐那闆r全面了解，根據(jù)地質(zhì)具體情況變化正確使用技術方式，解決好軟土地基；二是進行技術應用時，要強化管理與控制，加強施工技術推進的步驟，嚴格流程環(huán)節(jié)，做好沉降觀測，保證地基加固處理有效。所以說，對軟土地基處理必須要有科學的技術方法，通過驗收合格后，才能為后期的使用提供安全保障。

一、軟土地基概念及其特點

1.軟土地基概念。

軟土地基是一種特殊的地質(zhì)結構，整體看，其主要指以淤泥、有機質(zhì)土及淤泥質(zhì)粘土等土壤為成分的地質(zhì)形態(tài)，這種地質(zhì)形態(tài)內(nèi)部結構復雜，成因復雜，其特征是強度不高、抗剪能力弱及含水量高，這樣，就導致了軟地基固結速度慢、穩(wěn)定性及抗壓能力較差的實際狀況，如果在上部修建公路，不但不利于穩(wěn)固安全，更會造成工程的失敗，實際施工過程中很容易出現(xiàn)塌方現(xiàn)象，嚴重影響到了工程的安全度。只能通過全面的夯實處理，才能進一步提升路基的夠穩(wěn)定性及強度，有效延長工程壽命，獲取良好的經(jīng)濟社會效益。

2.軟土地基特點。

（1）滲透性不足。軟土路基內(nèi)部的成因復雜，但不論是何種成因?qū)е碌能浲临|(zhì)，其內(nèi)部的成分都包含大量泥炭及淤泥物質(zhì)，這種物質(zhì)較軟，沒有硬度強度，其密度大，具備較強的可壓縮性，在上面進行建設，其承載能力則會減弱，軟土蘊含大量的有機成分，降低了土質(zhì)的滲透性，整體看，如果在上面建設公路，不利于穩(wěn)定，更容易出現(xiàn)各種上問題，而公路橋梁是處于惡劣環(huán)境中的工程，在滲透性不足的情況下，就會受到雨季積水影響，公路長期在積水的浸泡，則不利于穩(wěn)定運行，施工質(zhì)量及運行安全得不到充分的保障。

（2）穩(wěn)定性低。軟土路基整體強度不足，穩(wěn)定性不好，內(nèi)部的結構受到自然條件的影響會時刻發(fā)生變化，如果公路建設中，沒有經(jīng)過嚴格的技術處理，不但不利于通行安全，更會造成嚴重的公路質(zhì)量問題，路面下沉問題大大降低了公路的使用年限。軟土路基內(nèi)部變動較大，容易出現(xiàn)絮狀結構，軟土路基穩(wěn)定性差，土壤結構性能不好，如果長期持續(xù)下去，容易形成流體狀，導致施工無法進行。

二、公路橋梁對軟土路基施工的基本原則

1.遵循因地制宜原則。

為了處理好軟土地基，則需要有效把握當?shù)氐沫h(huán)境條件，因為軟土路基問題本質(zhì)上屬于施工現(xiàn)場的問題，不同的現(xiàn)場中會有不同的地質(zhì)情況，地質(zhì)的形成和自然環(huán)境、水文條件、土地土質(zhì)有著密切的關聯(lián)，只有在當?shù)亻_展實地調(diào)查，才能把握具體的成因與狀況，遵循因地制宜原則，才能更好地處理好軟土質(zhì)的問題。施工前，要注重結合當?shù)刈匀粭l件，科學分析正確決策，合理選用最為適宜的施工技術，確保對軟土路基做出高效處理。

2.遵循環(huán)境保護原則。

近公路建設不但推動經(jīng)濟發(fā)展，更要促進環(huán)境發(fā)展，公路建設過程中，要考慮到經(jīng)濟與經(jīng)展要素，近幾年，我國經(jīng)濟發(fā)展速度非?？?，對環(huán)境污染也越來越大，最主要的成因就是人為的破壞了自然的環(huán)境，造成生態(tài)不均衡。在公路建設中，我們更加需要保護好自然的環(huán)境，建設人類與生態(tài)均衡發(fā)展的良好局面。應切實遵循環(huán)境保護原則，科學選用對環(huán)境有利、避免出現(xiàn)破壞影響的施工技術，正確使用環(huán)保材料，這樣才能在推動自然發(fā)展與實現(xiàn)經(jīng)濟建設中，進一步促進和諧發(fā)展，推進我國各項事業(yè)持續(xù)前行。

三、對典型軟土地基的幾種處理方法

1.表面處理法。

針對一些軟土分布范圍不大、厚度不深的現(xiàn)況，可以使用表層處理法進行施工，提高地基的穩(wěn)定性。進行施工時，一般會利用挖掘機、推土機等機械對地表進行處理，把分布在地表的軟土進行挖掘，露出相對堅硬的土層或巖層后，再根據(jù)當?shù)氐木唧w材料選擇級配良好的礫石、素土做好挖掘部分的重新回填，通過有效的硬度加工，可得到新的堅硬地基。表層法具備良好的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在處理效率高、施工簡便就地取材，加固效果較為理想，保證了公路建設的夠穩(wěn)定性，但是也存在一定的局限性，如果軟土厚度深、范圍大就會增加投入的成本，施工作業(yè)難度會加大。

2.敷墊材料法。

這種方法在施工中較為多見，對處理難度大的軟土層有一定的效果，該方法與砂墊層法基本相同，主要是材料的區(qū)別上，是最為新型的軟土地基施工技術。進行具體的操作時，主要是把原有的軟土層進行清理，保證干凈后再使用特殊的玻璃纖維格柵進行敷墊，使露出的堅硬地基更加穩(wěn)定。這種處理方式更加牢固，和天然砂土相比，玻璃纖維格柵的性能更加穩(wěn)固結實、持久耐用。有效起到了防水、防滲、防腐、耐浸泡的作用，同時，也能夠保證路面壽命。通過使用玻璃纖維格柵能夠進一步提升公路的強度，有效解決不均勻沉降問題，需要根據(jù)當?shù)氐那闆r，科學選擇使用敷墊材料密度強度，達到承載力要求。

3.化學加固法。

對于一些含水量大的地層，需要使用化學方式進行加固，進行施工時，因地制宜，充分運用軟土地質(zhì)含水率高的特點，對地層加入特定化學材料，再使用攪拌機設備進行全面的拌和，通過一段時間的化學反應，讓軟土地層與化學材料達到全面的均勻變化，混合材料就會在溫度條件下，不斷出現(xiàn)硬化、加固的地層，這樣，就能夠解決好軟土地的問題，達到良好的固化效果，為后期的公路建設提供穩(wěn)定路基。一般情況下，化學材料包括水泥、石灰及專用固化劑。使用過程中，需要及時觀察，根據(jù)路況情況，正確用量、把握時間，使化學材料混合料達到最佳強度。

4.排水固結法。

排水法是現(xiàn)場施工中最有效的方法之一，主要是指在施工區(qū)域做好排水的處理，根據(jù)土層的情況，設置若干砂井或塑料排水帶，通過重力作用將地表軟土中多余水分匯集到井底，這樣，就能夠利用抽水泵把大量的積水抽出排放。然后再利用加載預壓的方式，在重力作用下對土層進行固結，當達到一定的沉降后，確保土體更加密實，有效滿足橋梁施工荷載要求。排水和加壓的方法不同，其操作也不同，技術包括堆載預壓法、真空預壓法等。這種施工方式操作簡便、處理效果好，地基加固明顯，更適于小型工程的建設使用。

5.強夯加載法。

這種方法主要是施加外部沖擊力的方式，對軟土地基多余水分排擠，使原來松散結構更加密實，通過降低軟土空隙率的處理，有效提高土層的結構密度，實現(xiàn)土體強度更高的效果，強夯加固技術在使用中，是利用大噸位重錘進行處理，以當?shù)剀浲梁穸群偷鼗奢d的條件不同，一般使用10t、20t 甚至更大噸位的重錘。通過吊索拉升到一定高度，再松開吊索自由下落，對地基進行大強力的沖擊，使軟土地基密實、加固。毫中方式對小范圍的處理有一定效果，通過5～10 遍夯擊后進行測試，直到達到滿足的效果為止。

四、公路橋梁軟土地基施工的現(xiàn)狀

1.土層厚度分布不均勻。

土層厚度決定了施工的難度，路橋施工過程中，會有各種厚度的土層，如果軟土厚度不均勻，就需要使用更加有效的方式進行處理，有效避免沉降的現(xiàn)象。在實際施工中，土層的厚度不同，其地基加固效果也會存在差異性，施工單位如果不注意厚度的變化，一味采取相同的施工措施，那么，在局部則會出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，影響到后期的建設公路橋梁地基整體穩(wěn)定性得不到保障，只有全面關注厚度的變化，才能有效解決好軟土地區(qū)路橋施工問題。

2.壓實度不達標。

軟土地基密度不同，整體呈現(xiàn)出的特點是空隙率高，承載力不強，進行施工時，一定要會關注密度的變化，使土體更加密實穩(wěn)固，這樣才能更好地達到提高承載力標準。在實際施工中，一些施工單位方法單一，技術單一，不論哪一種情況，都使用同一種方式，對地層技術處理的重視程度不足，省略了一些不應該省略的步驟，如壓實過程中，沒有進行多次壓實、檢測不到位等，導致土體的密實度不達標，直接造成地基承載力不足，如果進行橋梁上部工程建設，隨著靜荷載的不斷增加，處理完畢的地基還會有較大概率沉降。

3.忽視沉降觀測。

地基施工雖然進行了科學的軟土加固處理，但是，還會因為各種成因?qū)е鲁两?，如果水位升高或上部荷載大等影響，地基會出現(xiàn)沉降的現(xiàn)象，不利于公路的穩(wěn)定性。要通過科學的觀測，提高對沉降幅度的計算，特別是決定橋梁結構穩(wěn)定性的墩身、橋面等，要時刻觀測這部分的變化，通過科學的觀測，及時發(fā)現(xiàn)問題做好補救，一些單位沒有進行嚴密的觀測，往往會造成工程交付后的問題，不均勻沉降問題會影響橋梁使用安全。

五、公路橋梁工程中軟土地基施工技術應用的要點

1.排水固結技術。

為了保證公路橋梁施工的安全與質(zhì)量，則要重視水分的處理，對于軟土地基的處理中最為重要的就是控制軟土地層含水量。當前，垂直排水固結技術應用越來越廣泛，在實際施工中也取得了良好的效果，對于軟土地基處理時，這種技術更加適于埋深大于3m、填高低于7.5m 的軟土路基。操作時要嚴格技術流程要點，一是軟土地基設置排水體要保證間距，一般為0.9～1.2m。要保證垂直放入排水材料，通常使用的是塑料排水板，布設深度小于30m，深度大于25m。二是進行施工時，技術人員現(xiàn)場處理好各個流程，垂直排水固結技術需要在路堤內(nèi)加筋或鋪砌2 層土工格柵，保證隔50m 排水路段試打，提取深度數(shù)據(jù)，這樣就能夠確定排水體最后所需的深度。三是進行設計的時候，則要根據(jù)公路橋梁工程所在區(qū)域軟土地基特點做好難度劃分，通過科學的試驗，形成沉降誤差。小于30cm 的公路路基和小于20cm 的橋梁或涵洞路基，控制到0.2～0.5cm。一般地基填筑處理時間較長，軟基預壓期為5～26個月。

2.砂墊層堆載預壓技術。

埋深決定了施工的效果，對于小于3m 的土層填高小于6m的軟土地基處理，一般是通過砂墊層堆載預壓技術進行處理，施工過程中，要嚴格控制科學管理，一是要精準了解當?shù)氐那闆r，技術人員提前選擇符合軟土地基鋪筑的材料，寬度大于路基50～100cm，兩邊黏土層厚度30cm。二是進一步明晰整體的厚度，保證后期效果質(zhì)量，具體施工中，則需要對現(xiàn)場的情況把握，根據(jù)土體條件確立層厚，再進行處理。

3.粉噴樁處理技術。

粉噴樁處理技術對于公路橋梁軟土地基處理有一定的效果，在實際應用中更加廣泛，這項技術實施時，要把握好設備、參數(shù)、標準。一是處理好表面的土層。進入正式施工階段前，需要對現(xiàn)場的工作面進行處理，提前清理軟土地基表層20～30cm 土層，多利用當?shù)氐牟牧?，如粗砂、黏土回填低洼區(qū)。通過初步整平進行測量，保證軟基范圍標高合格，再組織攪拌機、粉噴樁機、導向架等按施工區(qū)就位準備。二是啟動攪拌機。攪拌機一定要控制好轉(zhuǎn)速，精心調(diào)整到35r/min，可以邊鉆進邊旋轉(zhuǎn)，保證間距0.5m/min。要時刻觀測攪拌機運行的情況，技術人員操作空壓機向粉噴樁送風，這樣通過觀察操作，保證施工的安全，也能夠避免噴灰口堵塞。三是及時發(fā)現(xiàn)變化。鉆進粉噴樁持力層、樁體長度參數(shù)非常主要，要提前確定好相關的數(shù)據(jù)，觀測送樁進度，控制樁體鉆進噴入量。鉆頭鉆進與地面間距大于0.5m 應降低速度。

六、公路軟土地基施工技術應用注意的問題

1.科學選擇軟基處理方法。

我國的建筑行業(yè)越來越發(fā)達，技術成熟度直來越高，隨著軟土地基施工處理技術體系的不斷發(fā)展與完善，相關的技術已經(jīng)較為成熟，當前的技術包括強夯加載法、排水固結法等。在實際施工過程中，就需要施工單位掌握更多的技術，根據(jù)現(xiàn)場情況，具體的土層使用常用技術，不同的技術應用范圍不同，處理的效果也不一樣，也就是說技術優(yōu)勢與不足要分析透徹，這樣才能更好地發(fā)揮技術長處，解決好實際的施工問題。在對地基加固的處理上，不但要考慮到處理的效果，更需要合理控制施工成本，在二者之間全面統(tǒng)籌好，才能保證施工企業(yè)根本利益。施工技術方法選擇至關重要，根據(jù)技術做好方案的計劃編制，使技術在工藝流程每個步驟中得以體現(xiàn)。例如排水固結法應用中，就需要設計砂井深度、直徑、間距等，以此達到良好的處理效果。

2.強化管理保證地基承載力。

在軟土地質(zhì)建設公路橋梁，所面臨的問題較復雜，整體施工現(xiàn)場環(huán)境復雜、效果難以控制，為了達到質(zhì)量要求，需要強化管理，通過對各個環(huán)節(jié)的有效控制，達到標準要求。要根據(jù)軟土地基方案做好技術交底，有效做好上下游的銜接，這樣才能更好地達到理想加固效果。材料、設備、人員是關鍵，通過管理保證設備性能，人員到位。現(xiàn)場質(zhì)量的檢測人員一定要負責，日常做好地基密實度、承載力指標檢測，滿足標準后再開展下一步處理。

3.做好沉降觀測避免不均勻沉降。

地基進行技術處理后，往往會在后期建設時，出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，這種情況在施工過程中，較為多見，要做好應急預案，及時發(fā)現(xiàn)施工中、施工后的問題。比如施工后的部分工程中，公路橋梁墩身、梁體會發(fā)生變形，不利于后期的交通安全保障。為有效避免地基不均勻沉降導致的工程質(zhì)量問題，一定要做好沉降觀測。技術人員使用專業(yè)的沉降位移水準儀，對地基沉降信息進行記錄，形成動態(tài)、長期監(jiān)測。進才觀測過程中，一是選擇高精度儀器，保證監(jiān)測精度0.1%FS，采樣頻率1次/s；二是布設有效測控點。要計算好距離，相鄰兩點水平距離8～10m，要多點計算提取數(shù)據(jù)，通過對每一個測控點數(shù)據(jù)匯總后的均值，直接分析橋梁地基變化。

七、結語

綜上所述，我國的公路橋梁越來越多，只有保證施工品質(zhì)，才能確保后期使用的安全。進行施工過程中，施工現(xiàn)場會呈現(xiàn)多種條件，軟土地基的處理至關重要，要通過地質(zhì)勘察進一步查明軟土信息，把握好范圍、厚度、成分、含水率，通過科學的技術選擇，嚴格的質(zhì)量監(jiān)管，科學處理，以此，確保軟土地基強度達標，為下一步的公路橋梁結構建設更加順利奠定基礎。