關于公路橋梁施工中軟土地基施工技術的研究

張琦

摘 要：為解決公路橋梁軟土地基處理不當所帶來的質量、安全問題，總結在公路橋梁工程中軟土地基施工技術及要點，引導各個施工企業在面臨軟土地基時對比和選擇加固技術，提高軟土地基的承載力、穩定性。引入理論討論與案例分析的方法，探究了公路橋梁軟土地基的特點及可用的處理技術，得到了軟土地基加固處理的必要性，說明這些加固技術對改善軟土地基性能、增強地基承載力、強度都具有重要的意義，各公路橋梁中尤其需關注軟土地基的施工作業，加強軟基處理全過程控制。在公路橋梁項目中，尤其需要關注地基問題，根據地基類型及土質、水文等情況，創新軟土地基施工技術，保持軟基加固技術的先進性、多樣性，并在施工全過程做好技術管理與質量控制，以期提高公路橋梁項目的地基穩固性。

關鍵詞：公路橋梁工程；軟土地基；施工技術

中圖分類號：U416? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2024）02-0043-03

0引言

結合公路橋梁施工情況來看，許多路橋工程建設中經常面臨軟土地基條件，此類地基疏松多孔、抗剪不足，難以符合公路橋梁的結構要求。目前，軟土地基施工技術越發多樣，但每種技術都有其適用條件及施工要求，工程人員需結合軟土地基特征，合理選擇技術，并加強施工全過程的控制，提高軟土地基性能。

1 公路橋梁施工中軟土地基的特點

1.1 疏松多孔

每一公路橋梁項目建設時都會面臨不同的地基條件，軟土地基相對常見且特殊，其顆粒狀泥土或黏土的含量較高，典型特征為疏松多孔，這一土質特點易導致軟土地基的壓縮性增強，在受到外力作用后地基變形明顯[1]。我國軟土地基的分布較廣，此類地基的孔隙多，土壤中還包含大量的水分與氣泡，這種結構、土質特點易導致軟土地基的承載力不佳。如要在地基上建設工程項目，必須改善地基性能。

因為軟土地基疏松多孔，土壤中的地基呈現不均勻分布特點，不利于項目建設。軟土地基中并非僅有泥土或者黏土，泥炭、砂石的含量也相對較高，這些雜質導致軟土地基的孔隙與空間遠超于常規地基，在強降雨天氣下，雨水大量滲于地基中，影響了地基強度、承載力。

1.2 流動性強

軟土地基的另一典型特點為較強的流動性。這主要是因為地基中的水分含量高，在受到溫度等的影響下，水分快速蒸發，周邊土壤逐步向外擴散，一旦這種滲流作用發展到一定程度，將加劇結構風險。

2 公路橋梁中軟土地基處理技術

2.1 表層排水處理技術

當公路橋梁工程中面臨軟土地基施工條件時，可采用表層排水處理方法。合理應用表層排水處理方法后，可顯著降低地基含水量，提高地基的破壞極限、滲透能力，保持地基的穩定性。

應用表層排水法處理軟土地基時，需注意以下3個方面：①設置溝槽。布局溝槽時應盡量利用天然坡度來排水，設置大縱坡，保障水流速度、流量。填筑作業中施工人員需關注邊坡情況，保持邊坡間距的一致性，形成良好的排水條件。②挖溝。以設計要求為基準開挖溝槽，選擇恰當的開挖位置，并控制開挖深度、寬度。為提高排水能力，溝槽的各個挖掘參數需與設計圖紙要求完全一致，在條件允許的情況下施工人員要在現場進行一系列測試，確保基礎承載力符合要求，并將挖掘出的軟土運往指定區域。③處理基礎。當基坑開挖深度與設計要求相一致，達到基底部位時，應保留0.1 m高度，安排專人清理基礎。土層上部的基底應設置砂漿隔水層，必要情況下在盲溝凹槽基底鋪設一層防水土工膜。

2.2 土層置換法

在采用土層置換法時施工人員需分層替換，控制每一分層的厚度。根據大量的施工經驗，埋深在3 m以內的軟土地基，分層換填的施工效果較為理想。施工過程中有關人員需依據設計規定，開挖地基，挖出基礎土質，用其他材料換填原土，此后開展分層填筑與壓實，保障地基壓實度。在土層置換施工期間，填充物的松散厚度一般不超0.5 m，而壓實度需達90%以上[2]。

排渣、路塹邊坡石方工程中如采用的是砂礫、碎石等滲透性材料，施工中主要需注意以下6方面：①清晰劃分開挖區與填筑區，已開挖的基坑必須及時回填，縮短開挖面的暴露時間，回填后應按照要求組織碾壓操作。②基坑后的軟土上可種植植物，設置中部隔離帶，以節約基坑后空間。③回填作業中有關人員需密切關注壓實度指標，采用石渣填方時應合理確定碾壓次數，保障石材的緊密度。④碾壓作業結束后檢查壓實度是否達標，保持壓實地面的穩固性，減小變形。⑤回填碎石質殘渣時，現場應由專人組織灌砂試驗。⑥在粗砂回填作業中應至少碾壓3遍，每一分層的回填作業中都需遵循施工標準完成測量。

2.3 剛性樁復合地基

一些公路橋梁軟土地基處理中選擇的是剛性樁復合地基，這一技術的應用效果也相對理想。剛性樁一般為實現鉆孔制作的小型樁、管狀樁，如CFG樁。剛性樁復合地基為樁、土結合而成的人工地基，能凸顯樁和地基的承載力優勢。

施工過程中，施工人員需根據現場的地基條件，在天然地基中布設樁體，發揮樁體的加固作用，并通過一定厚度的顆粒散體材料如褥墊層與基礎相連接。在剛性樁負荷地基中，樁土分擔荷載的比例與荷載變化存在直接關系。當荷載存在變化時樁土分擔荷載的比例也有所變化，如荷載較小，土分擔的荷載超過樁，當荷載持續增大時，土分擔的荷載比例也將減小[3]。

剛性樁復合地基對軟土地基的加固效果好，許多公路橋梁的軟土地基中均采用了這一技術。某工程中復合地基的應用效果較為理想，其單樁復合地基載荷實驗結果如表1所示。

2.4 粉噴樁施工

粉噴樁的技術原理為借助高速噴射的水泥漿或其他膠凝材料的混合物促進土壤固化，施工過程中需配備高壓旋噴設備，使水泥漿體順利噴射于軟土層，一段時間后形成固結體，達到加固土壤的目的。因為粉噴樁施工的特點，在軟土、淤泥、砂質土地基中較為常見，此技術的適用范圍廣、施工靈活且高效。

軟土地基施工中同樣可采用粉噴樁施工技術，此技術的施工難度較大。施工過程中應著重關注以下3方面：①依據軟土地基的土質類型，確定鉆井設備的鉆入深度，選擇最優的停灰平面。控制粉噴樁長度、高度，避免噴粉過多影響施工效果。參與粉噴樁作業的人員都需要熟悉粉噴樁施工規范、操作流程，可在施工中發揮專業優勢。②合理規劃施工場地，調試機械設備，控制每一設備參數，保障機械鉆孔效果。③噴射粉末時，采用鉆井工具進行混合，在第二次混合完成后，從鉆孔中取出鉆棒。此環節有關人員需測定鉆棒長度、判定鉆孔深度，整個施工過程中完整記錄噴粉量、壓力、提桿速度等參數。

2.5 深層石灰攪拌樁技術

公路橋梁項目中軟土地基的施工難度大，可選擇的施工技術相對較多，深層石灰攪拌樁技術也相對常見，此技術下需利用石灰固化劑，持續攪拌軟土與石灰，使二者之間發生化學反應，提高地基性能。

在實際的施工中，如能規范利用深層石灰攪拌樁技術，可提高軟土地基的承載力、強度，預防公路橋梁中因地基問題導致的塌陷事故。與其他技術相比，深層石灰攪拌樁技術的施工操作簡單，施工成本較低，效果較為理想。在具體的施工中，有關人員需根據技術要求選擇高性能攪拌設備，規范操作設備。

利用深層石灰攪拌樁技術時包含物理加固與化學加固兩個方面，物理加固下涉及吸水性能、膨脹性能及樁身置換過程，施工周期短，時間不超7 d，樁身密度、成型效果基本達標。化學加固法下涉及反應熱性能、離子交換性能、凝膠性能，此施工過程中的反應緩慢，施工時間較長。

深層石灰攪拌樁技術利用了石灰的膨脹特性，其能不斷擠密周邊土體，在離子交換力、膠凝作用力下，保障樁間土強度。樁身的生石灰與活性摻和料共同作用，發生水化、膠凝反應，保障樁身良好的抗壓強度。

2.6 注漿技術

如公路橋梁中的軟土地基性能較差，可在土層中澆筑水硬性膠凝材料，利用該材料填充土壤中的空隙，增強地基強度。施工期間有關人員需在軟土地基的銜接部位設置隔離水質面，以預防水體的侵蝕，保障地基性能，確保軟土地基的承載力達標，控制沉降、預防塌陷。地基注漿施工期間，有關人員在現場應規范鉆孔，控制孔位、孔深、孔徑，一般孔徑保持在60～95 mm。

在鉆孔結束且通過驗收后，在孔中放入射管，射管直徑應略小于孔徑，在管外層套管。在施工任務完成后，有關人員需按照地基處理要求配制水泥砂漿，控制配合比，保障水泥砂漿的各方面性能，隨后將水泥砂漿注入射管，使砂漿逐步滲入土體縫隙中。

3 案例分析

3.1 工程概況

某公路工程項目，總長2.785 km，包含一座高架橋，為該城市的重要項目。結合此公路工程規劃要求，選擇混凝土路面，基層為水泥穩定碎石結構。為保障路基路面施工效果，施工之前安排專人進入現場展開了調研，發現此項目所在地區屬于軟土地基，含水量高，為淤泥地質條件，為滿足公路工程的結構要求，必須加固軟土地基。

3.2 軟土地基施工技術

3.2.1 軟土的性質

經由一系列地質調研與分析得知，本工程中的軟土地基分布廣，含水量高達35.5%，抗剪強度在23～48 MPa，壓縮系數為0.7～1.58。

3.2.2 軟土處理方案

為改善此工程現場的軟土地基條件，施工人員需率先將淤泥清理出去，并將積水排出，在清理和排水工作結束后進行回填，回填過程中選用片石材料，回填以后鋪設土工格柵，換填改良土。

3.2.3 軟土處理技術要點

3.2.3.1 清表

此軟土地基的施工作業中，為提高地基施工水平，相關人員需將地基現場的樹根等雜物清理干凈，挖除施工現場的表層土。因為地基上還存在地表水、淤泥、雜草等雜物，如未及時清理，將影響地基性能。有關人員需將清表工作放在首位，按照制定的軟土地基處理方案，由專人負責清表，保障地基表面無任何雜物，清理干凈后將基層推平，并反復碾壓，檢測壓實度，當壓實度符合要求后進入下一環節。

3.2.3.2 測量放線

為保障軟土地基的處理效果，施工人員在現場作業中同樣需規范開展測量放線工作，借助專業的儀器和工具，獲得相應的施工參數，并清晰標注。如需參考原始基準點，確定道路中心樁號坐標，并做好標注。上述測量任務結束后，施工人員還需仔細閱讀圖紙，再通過全站儀、經緯儀等測量其他參數，測量過程中需規范操作步驟，以得到高精度的測量結果。

3.2.3.3 拋石擠淤

本工程項目所在地的軟土地基，含水量相對較高，綜合前期的地質調研結果，發現現場地勢不佳，無法自然排水。為此，綜合分析后，施工人員選擇了片石拋填處理方式，厚度在0.3 m以上。施工過程中有關人員需依據設計規定，用竹竿確定坡腳位置，再由挖掘機在道路內組織開挖作業。與此同時，挖掘機與推土機應聯合作用，逐級填筑淤泥邊緣位置。

施工期間有關人員需控制標高，保障這些參數與設計要求相一致。當現場地基全部用片石填筑后，應由專人來檢測填筑高度、攤鋪寬度、夯實壓實度，在這些參數均合格后方可繼續施工。拋石擠淤處理中，為減少質量問題，施工人員需采取鋪設土工格柵的處理方式。

3.2.3.4 鋪設土工格柵

為提高軟土地基的施工效果，本項目中鋪設土工格柵為關鍵步驟，具體的施工過程中需注意以下4個方面：①由測量人員依據設計規定測出邊線，在兩側路基分別加寬0.5 m，通過壓路機、夯實機的相互配合完成整平工作。由人工與機械相結合的方式，在現場鋪設0.3 m厚的中砂，再利用平地機整平，碾壓1或2遍，保障其平整度、壓實度。②鋪設土工格柵時施工人員需嚴格遵循操作規范，需保障面層的壓實度、平整度符合施工要求，再進行規范鋪設。在搭接位置應保持超0.2 m的搭接寬度，利用鐵絲完成綁扎與連接，保持穩定性。③鋪設完第一層土工格柵后，施工人員需立即檢查其鋪設效果是否與施工要求相一致，當符合要求時再在其上填筑一層0.2 m厚的粗砂，再次檢查平整度，整平不平整位置。④與第一層的鋪設方法一樣，鋪設第二層土工格柵，鋪設完成后填砂并碾壓。

4 結束語

現階段的許多公路橋梁項目，軟土地基施工是重點和難點，為提高整體的施工水平，有關人員需根據軟土地基的特點，合理選擇施工技術，并持續創新軟土地基加固方式，建立科學且合理的軟土地基施工技術體系。

參考文獻

[1] 朱守智.道路橋梁工程中軟土地基施工技術研究[J].江西建材，2022（12）：247-248+252.

[2] 陳秀娟.公路橋梁施工中軟土地基施工技術的應用分析[J].建筑技術開發，2022，49（21）：163-165.

[3] 李琳麗.市政公路橋梁工程施工中軟土地基處理技術研究[J].四川建材，2022，48（10）：82-83.