軟基加固技術在道路橋梁施工中的應用

楊忠武

（新疆建通工程管理有限責任公司，新疆烏魯木齊830000）

0 引言

軟基加固技術是提升軟土地質條件區域道路橋梁工程質量的重要措施，為了在施工中充分發揮其應有的作用和價值，在實際工程中，施工人員需要增強對軟土地基和加固技術要點的了解，確保整個施工工序規范、合理，為后續施工奠定良好的基礎。

1 軟土地基特征

軟土一般由黏土和砂土組成，土質較為松散，土體的流動性較強，強度低于正常土質，容易受外部重力的影響發生運移和形變，在道路橋梁工程中屬于不良地基。軟土地基的特性主要包括以下幾點。

其一，含水量較高，土體顆粒存在一定縫隙，承載力較弱，且土壤中存在粉土，會形成帶有負電的顆粒，增加土壤的含水量，土體顆粒之間的縫隙也會進一步增加，降低土體受力能力，增加道路橋梁的施工風險[1]。

其二，壓縮性高、抗剪強度低，軟土地基中土體顆粒的縫隙較大，具有較強的可壓縮性，一般情況下壓縮系數高于0.5m2/mm，但抗剪強度不高，一旦路面的車流量增加，路面實際荷載增大，就很容易引發塌落事故，給該地區發展帶來負面影響[2]。

其三，土體的流變性和觸變性高，在道路橋梁施工中，倘若沒有采取有效的加固技術，在長期荷載的作用下，會引發流變和觸變問題，導致地基承載力下降，地基結構穩定性不足，地面受損嚴重，甚至引發嚴重的安全事故。做好地基加固技術能夠有效避免這些問題發生。

2 軟基加固技術在道路橋梁施工中的應用

2.1 預應力管樁施工技術

預應力管樁加固技術是應用較為普遍的一種軟基加固技術，它以一種空心筒體細長的混凝土預制構件為主，制造方法和工藝為離心成型法、先張法預應力工藝，該技術具有改善土質松軟、控制土層縫隙的作用。但是，前期準備工作較繁重，需要準備大量材料，且施工過程中可能發生局部地面沉降，預應力管樁施工技術主要有靜壓預應力管樁加固技術和錘擊預應力管樁加固技術兩種，其優、缺點各不相同，具體可見表1。

表1 靜壓和錘擊預應力管樁加固技術對比

在實際施工中，首先，要充分考察軟土地基的范圍，以地基松軟程度為基礎，確定打樁位置；其次，做好施工前的準備工作，選擇好預制構件型號后，即可開展打樁施工，應嚴格按照施工工藝進行作業，確保預應力管樁施工科學、有效；最后，完成打樁作業后，應做好防護及標語張貼工作，避免人員和外力損害管樁，影響施工質量[3]。

目前，預應力管樁施工技術的重點、難點主要有：需要準確計算道路橋梁具體的松軟程度和變形量，從而確定軟基加固的范圍和打樁位置，充分發揮該技術，增強地基承載能力的作用，提升加固質量；需要根據實際需求選擇對應管樁，市場中管樁種類繁多，要依據計算出的軟土層孔隙大小和沉降數據（軟土地基變形量=瞬時沉降+主固結沉降+次固結沉降）確定管樁型號和數量。

2.2 水泥攪拌固化技術

水泥攪拌固化技術，是通過水泥拌和樁體進行加固的技術，具有施工便捷、成本低的優勢。在軟基道路橋梁施工中，能有效提升軟基的承載力，具有突出的加固效果。在實際施工中，首先應做好施工場地的前期調研工作，全面、仔細地勘察軟基的土質情況、土體結構、土壤條件等，確定施工配合比參數[4]。其次，要做好測量放線工作，以施工設計圖紙為依據，對施工場地進行嚴格測量，確定標高，并做好場地的清潔和平整工作，將樁位地上、地下一切的雜物、垃圾、樹根等障礙物，清理干凈，并設置好排水溝。再次，建立水泥庫（存儲量≥80t），嚴格進行材料的進場檢查，按照檢驗標準和規范檢查水泥，包括水泥的材質、強度、凝結時間等，并采用抽樣檢查的方式對同批次、同廠家、同貨號的水泥進行送檢化驗，確保其符合施工標準。同時，要加強存儲管理，確保水泥庫內干燥、整潔[5]。最后，嚴格進行現場的樁位布置、試驗樁施工及檢測工作，按照試驗結果對水泥漿液進行配制，并分別在第3 天、第7 天和第28 天，對試驗樁的均勻性、外觀和整體性能、單樁和復合地基的承載力進行檢驗，確定施工工藝參數。值得注意的是，在該技術的實施過程中，攪拌是最關鍵技術要點，通過不斷攪拌水泥，使其與地基土充分融合，且攪拌次數越多，拌和效果越好，加固強度越高，詳見圖1。

圖1 水泥拌和樁加固技術

2.3 表層排水技術

在道路橋梁軟土地基施工中，軟土地基最主要的特征之一就是高含水量，而且，施工環境一般為露天，因而一旦遭遇連續降雨或暴雨天氣，會進一步增加土體的含水量，導致地基密度發生變化，增加施工難度。因此，應采用表面排水技術進行干預，切實將水排出，提高地基的密度，優化施工效果。其施工工序如下：現場檢查—挖槽—排水—回填溝槽。在溝槽開挖過程中，施工人員必須以施工現場的勘查結果為依據，確定溝槽的位置和斷面尺寸，避免對周圍地質環境造成破壞。一般來說，溝槽的深度大約在50～100cm，寬度在50cm 左右，若需要增設管孔，可采用管道過濾措施，確保管道順暢排水，避免發生阻塞。

2.4 土木合成材料加固技術

土木合成材料加固技術，是以技術形式進行軟基加固的操作技術，一般采用聚酰胺纖維、聚乙烯纖維等新型合成纖維材料，是目前發展較快的一種加固技術，具有約束地基位移、降低工程不均勻沉降、排水、分隔地基剪切破壞區和工程結構拉力破壞區的作用，具有十分廣泛的應用前景。在施工前，需要充分了解地基的實際情況，對各項參數進行詳細的分析和探討，并嚴格材料管控，確保整體施工精準、有效。為達到高效、高質的施工效果，還可以開展試驗測試，提升加固質量[6]。在施工時，施工人員要按照施工工序和技術要點展開工作，避免因施工不規范導致加固質量不佳的問題，具體的土木合成材料加固技術施工工序包括：測量準備—試驗準備—基底驗收—分層填料—碾壓。

測量準備：開展路基試驗前，由現場測量人員依據設計圖紙對導線點和水準線進行測量，對中線部位的相關點位進行復測。一旦發現存在偏差，可增設點位進行調整，確保整個測量過程精準無誤。試驗準備：為確保路基填料的質量滿足施工要求，需要對其開展類型和擊實試驗，還要對進場土工格柵、復合土工膜、取水點的水質進行試驗檢測，為后續施工提供堅實保障。基底驗收：在施工前，必須對基地的幾何尺寸進行檢查，確保其在設計圖紙的要求范圍內，才能開展后續的填筑工作。同時，要對基底的承載能力進行檢查，確保其達到120kPa，還要對填筑寬度和壓實程度進行檢查，確保其位于坡腳外2m，且壓實程度符合要求后，方可開展后續的分層填筑工作，保障施工質量。分層填筑：重點、難點在于將松鋪厚度控制在35cm 左右，填料需按路幅全寬均勻攤鋪；為增加后邊坡路堤的穩固性，需要在每層填料的每一側加寬50cm。碾壓作業：一般按照靜壓—弱振—靜壓的順序開展，可以使用22t 徐工XS222 器械，嚴格控制碾壓的力度和速度，可在碾壓前進行試驗，以確定最佳的施工方式。

2.5 置換加固施工技術

對淺層軟土地基的道路橋梁進行加固，可采用置換加固方法。包括兩種施工方式：一是換填法，通過人工操作或機械設備操作等，將原有的軟土路基挖除，再回填具有高強度、壓縮性低的碎石、礦渣、砂石等材料，促使道路橋梁的地基強度和性能得到提升，確保沉降度符合規范要求。在工程實踐中，換填法具有工藝實施簡單、處理速度快等特點，但其僅適用于地基深度在3m 以內的道路橋梁工程，否則將會增加施工難度和作業量。二是拋石擠淤法，其原理是在流塑狀土層內填充碎石片，利用自重對軟土發揮擠壓功能，將原有的淤泥質土充分擠出，再使用碾壓器等設備對地基表面開展夯實作業，以實現土質置換的目的。在操作中，該技術不會對周邊環境產生污染，而且操作效率較高，適用于道路橋梁工程中表層薄弱的軟土地基。

3 道路橋梁施工中軟基加固技術的實踐分析

3.1 工程案例介紹

該道路橋梁工程位于平原地帶，全長48.2km，擬定路面施工寬度為15m，設計為雙向車道。根據設計要求，需在路段中建設一座高架橋梁，跨越沿線，橫穿河流。經勘查發現，工程的橋梁路段存在軟基現象，主要土質為淤泥和軟土，含水量監測值在35%～52%之間。為有效解決該路段地基穩定性不足、承載負荷能力較低的問題，施工單位基于安全性考慮，決定實施軟基加固工作，并結合現場的實際情況，制定置換加固技術方案。

3.2 具體施工方案

為保障該工程的質量符合相關標準要求，在開展作業前，施工單位指派專業人員對現場進行了實地勘察，了解了地質條件和水文環境。經勘察后明確，地基存在黏土、粉質黏土、淤泥質黏土、淤泥等，應根據道路橋梁路基承載的強度需求，對置換加固技術方案進行優化和完善，保障其可行性，并規范具體的施工方法。首先，施工人員先對現場進行了清理，設置有針對性的排水措施，排出基層內多余的水分，并控制軟基表層的平整度。其次在施工時，以人工挖除和機械挖除相結合的方式，清除路段中的淤泥及軟土，控制開挖深度在2.5～3.5m 之間。再次，將淤泥運出現場后，采用碎石及砂石材料開展分層填筑和碾壓施工，完成軟基置換。利用相應的機械設備確保地基的密實度符合施工標準，即保證密實度超過98%。最后，開展檢查、維護工作，即利用孔隙水壓力計、沉降觀測設備等測算地基性能。

經過檢查、養護后，地基的承載負荷能力和強度均符合該工程的設計要求，道路橋梁施工的安全性和可靠性得到了有效提升，通過對該道路橋梁工程的軟基開展加固處理，確保了項目的整體質量，提高了綜合效益。

4 結語

總而言之，軟基道路橋梁工程具有一定施工難度，為加強軟基強度和密實度，必須先對軟基的特性進行分析，并以此為依據，結合工程的實際情況和施工條件，選用適宜的加固技術進行加固，如預應力管樁施工技術、水泥攪拌固化技術、表層排水技術、土木合成材料加固技術等，從而有效提升軟土地基的強度，進而提升道路橋梁施工的質量，促進我國道路橋梁工程的高質量發展。