公路橋梁軟土地基施工的關(guān)鍵技術(shù)分析

韓德陽

（廣饒縣水利工程公司 山東東營 257300）

隨著現(xiàn)代交通網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的不斷擴展和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的發(fā)展，復(fù)雜的公路橋梁工程越來越多。軟土地基是一種相對較高、地質(zhì)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、強度較低的軟土。在公路橋梁工程中，若對軟土地基的處理方法選擇不當(dāng)，加固技術(shù)應(yīng)用不當(dāng)，不但會影響工程的總體質(zhì)量，而且在今后的使用中會存在很大的安全隱患。目前，如何克服軟土地基，提高其安全運行的穩(wěn)定性，已成為我國公路橋梁施工技術(shù)的一個主要方向。

1 公路橋梁施工中的軟土地基施工關(guān)鍵性

公路橋梁的施工對我國的交通運輸能否順利進(jìn)行有著重要的影響，因此，必須保證其施工的安全性和穩(wěn)定性，進(jìn)而才能有效地防止各種安全事故發(fā)生。所以，作為公路橋梁施工的主要工作人員，必須加強對橋梁施工的關(guān)注，采取有針對性的措施來解決這些問題，否則不僅會影響工程的進(jìn)度，還會造成公路的密封性能和公路路面的破壞，從而縮短橋梁的使用壽命。軟土地基由砂土、泥炭、軟土等組成，但由于含水率太高，壓實處理的難度很大，而且由于壓實度達(dá)不到要求，導(dǎo)致軟土地基的排水效果并不理想。如果不能很好地排水，將會對橋梁的整體質(zhì)量產(chǎn)生不利的影響，給公路后期的安全運行帶來很大的威脅。因為軟土地質(zhì)種類繁多，所以，在建設(shè)時，所采用的性能也是千差萬別，大多數(shù)的地基在使用中都會發(fā)生硬化，而且在下雨天還會發(fā)生土壤侵蝕，導(dǎo)致軟土地基的硬度降低，進(jìn)而導(dǎo)致公路橋梁產(chǎn)生不同程度的下陷。

2 公路橋梁施工中軟土地基的特點與危害

2.1 特點

軟土地基是一種比較常見的地基，它的含水率一般都在20%以上，而軟土地基是不均勻的，甚至有些地基的水分含量在80%左右，這就造成了軟土地基的流動性很大，給公路橋梁的施工帶來了困難。在項目開工前，技術(shù)工人要到工地進(jìn)行實地勘察和調(diào)查，了解其基本參數(shù)，并通過討論，為后續(xù)的施工打下堅實的基礎(chǔ)。另外，軟土地基的滲透率極低，相對于其他類型的土層，軟土本身的固結(jié)速率較低，加之滲透率低，使得軟土中含有大量的有機質(zhì)，從而產(chǎn)生大量的氣孔，使土層的滲透率降低，若不進(jìn)行特別的處理，根本無法進(jìn)行公路橋梁的施工。軟土地基的抗剪強度很低，不僅會對公路的排水造成很大的影響，而且還會產(chǎn)生不均勻的沉降［1］。

2.2 危害

由于軟土地基中的孔隙較大，因此很容易引起路基路面的沉陷。造成路基塌陷的原因是在施工中，受地下水的影響，長時間的沖刷會帶走一些土壤，從而造成地基的破壞。另外，因為地基下面的軟土較薄，一旦受到擠壓，就會產(chǎn)生不穩(wěn)定的狀況，從而造成不均勻的塌陷。通過分析，可以看出，軟土地基的穩(wěn)定性并不好，而且在公路建設(shè)和使用中，會受到雨水長時間的侵蝕，而且還會受到很大的載荷，從而影響到路面的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量。目前，國內(nèi)的建筑企業(yè)在進(jìn)行公路工程建設(shè)施工時，往往會選用瀝青混凝土和水泥混凝土，若選用不合適的材料，將會對公路的質(zhì)量造成很大的影響，為此，工程技術(shù)人員要充分考慮工程的實際需要和工程特點，合理選用施工材料和施工工藝，進(jìn)而保證工程質(zhì)量。

3 公路橋梁工程軟土地基施工中存在的不足

3.1 對軟土地基施工技術(shù)的重視程度不足

由于施工單位對軟土地基的施工技術(shù)考慮不夠全面，在施工中未給予足夠的關(guān)注，認(rèn)為只要按程序進(jìn)行施工就可以了。此外，一些建筑公司雖然意識到軟土地基的重要性，但仍然采用了傳統(tǒng)的地基處理技術(shù)以節(jié)省工程造價，雖然對工程的影響并不大，但由于施工單位對地基處理技術(shù)的片面認(rèn)識，常常會造成地面塌陷等嚴(yán)重后果，不但會使工程工期、造價增加，而且會給交通帶來不必要的危險。

3.2 地質(zhì)勘察不足

不合理的工程設(shè)計存在于公路橋梁建設(shè)之前。由于施工單位缺少對工程地質(zhì)調(diào)查資料的詳盡，導(dǎo)致對工程地質(zhì)狀況的認(rèn)識不夠透徹，致使其在設(shè)計中缺乏針對性，使得工程實際施工中存在施工技術(shù)與現(xiàn)場情況不符的問題，嚴(yán)重影響了工程質(zhì)量和施工進(jìn)度。而地質(zhì)勘察作為工程建設(shè)的先決條件，需要大量的資料，資料的缺乏會導(dǎo)致后期的工程建設(shè)和設(shè)計工作變得非常困難。在沒有精確的工程設(shè)計時，工程建設(shè)施工就會喪失方向，而軟土地基的施工處理就是憑經(jīng)驗進(jìn)行，這就會造成很大的風(fēng)險。

3.3 施工不合理問題

在公路橋梁軟土地基的施工中，往往存在著許多不合理的問題，如壓實程度不夠、硬殼層處理不到位等。由于硬殼是在軟土上層形成的，它能夠承受很大的荷載，提高地基的承載力，因此，在施工中，必須注意硬殼層的施工。但由于許多建筑公司不了解硬殼層的重要性，在施工中沒有按照一定的規(guī)范進(jìn)行，造成了硬殼層的損壞，導(dǎo)致了工程施工的難度和造價增加。軟土地基與其他地基相比，其組成比較復(fù)雜，而上部和下部土體的特性差異很大，為了避免因不合理的施工而引起的地基沉降，必須針對不同層次軟土的特性進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。在工程實踐中，通常會由于軟土地基處理不當(dāng)，導(dǎo)致承載力下降，從而不僅會進(jìn)一步增大地基的沉陷概率，甚至導(dǎo)致橋梁斷裂，出現(xiàn)安全事故［2］。

4 軟土地基在施工過程中的影響因素分析

4.1 施工環(huán)境影響

軟土地基的形成與周邊環(huán)境有很大的關(guān)系，但由于其自身的特點，施工現(xiàn)場往往會受環(huán)境因素的影響?，F(xiàn)階段，隨著施工技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，許多施工工藝都已成熟，但由于施工工藝選擇不合理，造成了工程質(zhì)量問題。在軟土地基施工工藝中，既要考慮施工條件，又要對工程實際施工環(huán)境進(jìn)行分析。

4.2 工程設(shè)計

一個完整的工程設(shè)計對于整個工程施工而言是非常重要的，不僅要全面地控制和協(xié)調(diào)施工的質(zhì)量，還要估算實際投資成本，確保對環(huán)境和項目的需求都有一定的了解，從而確保在施工過程中不會露出太多的缺點。工程師在進(jìn)行整個設(shè)計時，要合理地利用和考慮施工人員的現(xiàn)場布置問題，并分析相關(guān)的材料在使用中會不會出現(xiàn)不足、質(zhì)量不合格等問題，以及大型機器在現(xiàn)場行走時會不會影響到現(xiàn)場的施工，因此，要科學(xué)、有效地制定應(yīng)急預(yù)案，以便在問題發(fā)生時可以及時處理，以免造成工期延誤，甚至加大投資。在公路橋梁建設(shè)中，涉及很多環(huán)節(jié)。由于軟土地基的強度等各方面差異較大，若將各種地質(zhì)條件下的地基結(jié)合起來，則過渡階段的工程設(shè)計十分重要，但實踐中往往難以保證該階段的工程質(zhì)量，若設(shè)計錯誤，則可能造成沉降量過大，造成裂縫、塌陷等問題，造成施工人員的安全隱患，從而造成工程進(jìn)度緩慢。

5 公路橋梁軟土地基施工的關(guān)鍵技術(shù)分析

5.1 土體置換技術(shù)

采用土體置換技術(shù)，以挖掘不符合要求的地基土，替換具有優(yōu)良特性的填料，從而改善軟土地基的承載力，降低路面的自然沉降，使公路改建工程的性能達(dá)到最佳。一是對施工各階段的質(zhì)量控制指標(biāo)進(jìn)行細(xì)化，以保證施工進(jìn)度、施工質(zhì)量［3］。二是通過聘用高技術(shù)、高素質(zhì)的工程技術(shù)人才，對置換土進(jìn)行組織，加強技術(shù)工人的培訓(xùn)，使得技術(shù)施工工人的質(zhì)量、安全意識得到提升，保證他們能按相關(guān)規(guī)范進(jìn)行操作。三是對工地上的垃圾、雜物進(jìn)行及時的清掃，保證施工場地的平整。

在此基礎(chǔ)上，應(yīng)采用有效的排水措施，將剩余的水分排出，以保證軟土地基基層的表面處理效果。在對原有土壤進(jìn)行表面處理時，應(yīng)保證地基的表層環(huán)境與有關(guān)規(guī)定相符。淤泥的開挖深度要適當(dāng)?shù)乜刂?，通常?.5～3.5m，挖出的泥土可用卡車及時運送。人工地基采用3 種替代材料，包括平原土壤、礦渣和砂石，在工程中，必須使3個構(gòu)件充分結(jié)合，才能確保人工地基的強度。人工地基要求具有較高的剪切強度、減少可壓縮性、填平原有裂縫、防止地基沉降和坍塌。如果軟土地基面積較大、深度較大，可以使用石灰粉進(jìn)行快速攪拌，將石灰漿液與水泥、泥土混合，從而使軟土地基硬化，從而增強整體的強度。當(dāng)回填方完成后，需要使用專用機械進(jìn)行加固，從而降低軟土地基的沉陷幾率，增加地基材料的密度，增加軟土地基的穩(wěn)定性，進(jìn)而保證軟土地基能夠有效地承受路面橋梁的施工，保證公路橋梁通車后的穩(wěn)定性。

5.2 密實技術(shù)

在公路橋梁施工中，采用密實技術(shù)，通過對地基進(jìn)行一定的壓力，消除土間隙，提高路基的致密。密實技術(shù)是一種常用的軟土地基處理方式，它能使軟土緊密，但施工單位要根據(jù)工程環(huán)境、技術(shù)成本、技術(shù)難度等因素，采用堆載預(yù)壓法、真空預(yù)壓法和動態(tài)固體結(jié)構(gòu)法。

一是對軟土地基進(jìn)行堆載預(yù)壓處理。利用沙石等重物質(zhì)對軟土地基進(jìn)行加壓，可以在受力情況下將土壤中的濕氣排出，從而實現(xiàn)對土壤結(jié)構(gòu)的加固。堆載預(yù)壓法的作用效果取決于壓實材料在上面的壓力，而影響其穩(wěn)定性的因素與其受力關(guān)系密切，因此，在使用堆載預(yù)壓法之前，必須對其進(jìn)行計算，同時考慮到荷載對地基形成的影響，還應(yīng)定期進(jìn)行土體各項參數(shù)和指標(biāo)的測定，以提高堆載預(yù)壓法的工作效率。

二是對軟土地基進(jìn)行真空預(yù)壓處理。在軟土地基上鋪上礫石，其滲水性能要好，防止積水。在鋪好沙石后，還要用防滲薄膜進(jìn)行保護(hù)，選擇符合工作要求的設(shè)備，在薄膜內(nèi)部形成一個真空作業(yè)區(qū)域。采用真空預(yù)壓法，在軟土地基上形成負(fù)壓層，使其承受負(fù)壓，從而使其保持緊固狀態(tài)，避免壓實對地基的破壞。

5.3 拋石擠淤技術(shù)

拋石擠淤技術(shù)僅適用于某些特殊情況，尤其是在公路橋梁工程中，由于淤泥較多，因此，拋石擠淤法對地基的加固效果會有很大的改善。由于橋梁施工地帶的軟土土壤通常處于水位以下，因此，傳統(tǒng)的軟土地基處理工藝很難滿足設(shè)計要求，如果軟基不能得到有效的治理，將會造成橋體的后期沉降。為了解決這一問題，可以采用拋石擠淤技術(shù)進(jìn)行施工處理。

這項技術(shù)的具體運用過程是：首先，確定地基所在的施工區(qū)域，然后在這塊場地上鋪上石料，再用機器把石料進(jìn)行擠壓；其次，將地基周圍的淤泥清理干凈，然后在擠壓區(qū)的石頭上面鋪上一層沙子；最后，砂層的厚度也要符合相關(guān)的規(guī)定，在鋪好之后再進(jìn)行一次覆蓋。以上就是拋石擠淤技術(shù)的應(yīng)用過程了，所有的操作都要嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行，不能用過多的碎石，也不能用大顆粒的石料，盡量用小塊的石頭，這樣可以更好地擠出淤泥［4］。

5.4 表層處理法

在施工中，為了保證公路橋梁的施工質(zhì)量，必須靈活運用各種不同的施工技術(shù)對軟土地基進(jìn)行施工處理。技術(shù)人員可在加入適當(dāng)?shù)奶砑觿┖?，根?jù)現(xiàn)場條件，對軟土地基進(jìn)行強度和抗壓性能的提高。

首先，軟土地基的表層土質(zhì)為黏性，可以用添加劑對土壤進(jìn)行固化，從而確保工程的順利進(jìn)行。當(dāng)前，大部分公路橋梁采用摻入水泥、石灰等方法，以降低軟土地基的含水率，從而增強其強度和壓實度，保證其穩(wěn)定。

其次，在公路橋梁工程施工中，可以采用表面排水措施，以保證軟土地基的安全。通過挖掘排水管道，用砂礫、砂石等滲透性好的材料來減少軟土地基的含水率，保證施工的需要。

最后，可以將無紡布或土工布鋪在軟土地基上，以防止軟土地基產(chǎn)生不均勻的變形和不均勻沉降，并在滿足填土荷載的前提下，提高地基承載能力。此外，對建筑工人來說，也可以采用沙墊層方法。在軟土地基中若土壤含水率高，則可在軟土地基上鋪上沙墊層，以改善軟土地基的穩(wěn)定性和排水性，并根據(jù)施工現(xiàn)場的具體情況和機械設(shè)備，對軟土地基進(jìn)行鋪墊，從而避免由于技術(shù)上的不當(dāng)而導(dǎo)致工程質(zhì)量問題。

5.5 深層石灰攪拌樁施工技術(shù)

深層石灰攪拌樁其實就是將水泥和軟土地基土混合在一起，通過混合達(dá)到預(yù)期的效果，從而提高地基的強度。

一是對選材的需求。在施工過程中，對所用的原料，特別是石灰有一定的要求。從具體的條文中可以看出，在工程中所用的石灰應(yīng)經(jīng)過精涂處理，以使石灰能更好地與地基土相結(jié)合，同時，石灰中不能混入其他材料，且石灰中的氧化鈣和氧化鎂含量要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，生石灰的保質(zhì)期較短，最好不要超過3 個月。同時，要注意的是，在使用過程中，石灰的使用也要遵循規(guī)范。

二是在建造之前做好準(zhǔn)備工作。在工程工地開工之前，要對工地進(jìn)行全面的調(diào)查，如果工程場地的硬質(zhì)表層比較薄，就需要在正式施工之前進(jìn)行有效的治理，以保證今后工程施工的正常進(jìn)行。同時，為了得到更精確的物理力學(xué)指標(biāo)，采用最優(yōu)灰含量進(jìn)行施工，也有效對工程場地的地基土進(jìn)行檢測。

5.6 預(yù)應(yīng)力管樁技術(shù)

在公路橋梁工程建設(shè)中，還可以采用預(yù)應(yīng)力管樁技術(shù)處理軟土地基。采用預(yù)應(yīng)力管樁處理在擋土墻、涵洞等結(jié)構(gòu)下的軟土地基，根據(jù)設(shè)計要求進(jìn)行軟土地基的處理。首先對地表進(jìn)行平整，然后根據(jù)規(guī)范要求清理施工場地，為后期托板基坑開挖后具有足夠的承載能力作準(zhǔn)備，接著進(jìn)行樁位放樣確定樁位［5-6］。在樁上做好記號，按管樁施工方案進(jìn)行逐樁測量、放樣，放樣誤差小于5cm。在進(jìn)行管樁起吊、打樁、接樁時，必須嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)范進(jìn)行相應(yīng)的施工，并在完成打樁后再將打樁機拆除，并按圖紙上的要求進(jìn)行地面平整、樁位放樣、吊裝、打樁和接樁。

6 結(jié)語

總之，軟土地基問題是目前公路橋梁工程施工中普遍存在的問題，其承載能力低、含水量高、滲水性低、可壓縮性高，對施工產(chǎn)生了很大的影響，若處理不當(dāng)，將會影響到整個工程的施工質(zhì)量。因此，在實際施工過程中，應(yīng)因地制宜，按不同的設(shè)計要求和規(guī)范，對軟土地基采取不同的處理方法，從而達(dá)到改善軟土地基整體質(zhì)量和強度、保證軟土地基承載能力的目的。