淺談路橋工程軟土地基的施工技術

高戰博

摘要：隨著我國交通業的不斷發展，高等級公路建設也得到很大的提高。然而對于公路、橋梁等工程施工技術當中，路橋過渡段的軟土地基問題變得越來越嚴重。很多路橋過渡段的軟土地基由于路基不均勻而產生沉降的危險。本文將通過對路橋工程軟土地基的路基問題進行原因分析，從而提出施工技術的設計方案以及詳細的施工工藝流程，進一步改善路橋軟土地基路段的沉降問題。

關鍵詞：路橋施工；軟土地基；沉降；方案改進；技術探討

中圖分類號：U416.1 文獻標識碼：B 文章編號：1674-3954（2013）21-0305-02

1 引言

所謂軟土地基就是指強度低、壓縮量較高的軟弱土層。由于軟土地基的土質較為疏松，含有的粘土和粉土微粒過多，所以這些路基會較為松散。盡管大多數的軟土地基層都含有豐富的有機物質，但是一旦路橋的地下水位升高，該路段所填的地基及路面就會由于穩定性薄弱而發生沉降的可能。近年來，我國路橋的軟土地基沉降問題越來越嚴重，為了提高路橋的公路路基的穩定性和承載能力，對軟土地基進行處理刻不容緩。

2 路橋軟土地基沉降的原因分析

2.1 施工圖設計不標準

軟基路段由于地基沉降常常會引起橋頭跳車現象。其原因主要是施工圖設計不標準，采用的軟基處治理論計算方法和選用的計算參數與軟基實際情況存在一定差距，導致地質鉆探布孔過少，對應該作軟基處理的地段未作處理設計。另外，雨水侵蝕造成路堤填土流失和強度降低，而軟土地基的鉆探深度不夠，未能準確探明軟基范圍和深度以及軟土的物理力學性質，造成路橋過渡段路堤沉降。

2.2 軟土地基處理不合理。路堤失穩

路基路面在車輛荷載以及自然因素的長期作用下，會形成土基塑性變形的積累，但是對軟土地基的處理未夠充分，常常伴隨安全隱患，甚至導致路堤失穩。就如海南的屏橋引道，雖然軟土采用砂并結合分級加裁預壓處理，路堤填土高度7m，南岸砂井施工完成后，僅填土到2.5m高（第一級加載）時就發生破壞，北岸在第三級填土完成時發生破壞。這就是由于軟土地基處理得不夠合理而使道路堤失穩。

2.3 軟土地基路段結構設計不周密

在臺背填土的情況下，地基對結構物會有負摩阻力和縱向推擠作用的產生，導致橋臺變位引致損壞。對于一些軟土地基路段的過渡段工程處治措施有粗粒料填筑法、鋼筋混凝土過渡板（即搭板）和加筋土法等。有的甚至建議在有“硬殼層”的軟土地基的情況下，應該利用好“硬殼層”的擴散應力效果，采用預壓措施，而不需對軟土地基進行特殊處理，以保持填筑路堤的穩定。末作加固處理但按規定施工的路段，雖然后來沉降較大，這些處理措施的主要目的是通過提高路基的整體強度，從而降低路橋問的剛度變化以及沉降差異，以減少路橋問的不平順，從而防治或避免路橋間跳車現象。

3 路橋軟土地基處理的施工方法

3.1 堆載預壓法

通過對路橋過渡段的路基路面的施工經驗可以分析出，要控制路橋過渡段的變形首先要嚴格控制過渡段內路基的工后沉降量，所以，控制路基工后沉降以及路橋間差異沉降是變形控制主要目的。該法是在工程建設之前用大于或等于設計荷載的填土荷載，促使地基提前固結沉降以提高地基的強度，減少工后沉降。加固土樁是用某種專用機械將軟土地基的局部范圍（某一深度、某一直徑）內的軟土。柱體用加固材料改良、加固而形成與樁問軟土的復合地基，當強度指標達到設計要求數值后，卸去荷載，再修建路面。路面設計使用年限內，由于道路下沉引起路面縱坡變化，要求搭板隨路堤沉降后傾角在1/200～1/300范圍內變化。堆壓預處理之后，地基不會有大的固結沉降發生，可以利用路堤填土降低堆載的成本。施工填筑時，為了控制加荷速率應采用分層分級施加荷載的方法，以避免地基發生剪切破壞，達到慢慢提高地基強度的效果。這個方法比較成熟，施工簡單，對施工機械和材料沒有特殊要求。但因施工地軟土固結系數小，故軟土的排水固結時間較長，工期也相應較長。如工期允許，可單獨使用；如工期緊，可結合其它方法一起使用。

3.2 真空預壓法

由于軟土地基路段含有較多的粉塵、微粒等松散有機物質，需要用真空預壓法來進行路橋軟土地基的加固，然后在地面鋪設砂墊層。因為路基結構型式不同，采用的橋臺剛度大的混凝土結構也不同。常用的方法都會過渡到柔性的填土路基結構和瀝青混凝土路面結構，其強度不一致。因此，軟土地基處治時，各段不同強度之間需設置強度過渡段。并在其上覆蓋不透氣的密封膜使其與大氣隔絕，通過用真空裝置進行抽氣，運用物理學中的大氣壓強差的原理，把不透氣的密封膜里面的所有空氣排出，從而作用于軟土地基，這個方法并不會對軟土地基產生剪切的破壞，反而是有利于軟土地基的加固的。只有當地基具有足夠的承載力，在路堤填土自重荷載與車輛荷載的聯合作用下不致破壞而產生較大的沉降時，土工合成材料的加筋才會產生明顯效果。僅僅是通過抽氣而不需要任何材料的堆砌，省去了加載和卸荷工序，縮短了預壓時間，省去了大量堆載材料所使用的設備，施工工藝均比較簡單，無需大量的大型設備，便于大面積施工。

3.3 臺背路堤加鋪法

在路橋過渡段路基施工設計中，必須采用土工格柵技術，采用土工合成材料加筋路堤并不能提高地基承載力，也不能有效阻止地基沉降。因為在路橋過渡段進行土工格柵鋪設會有比較明顯的工程效果，因而在路橋過渡段地方路堤填高可以采用橋臺臺背回填再加上鋪設土工格柵的結構形式。當土工格柵與土一起承受車輛荷載和土體自身荷載的同時，土工格柵能使土體的抗剪強度得到充分發揮，約束土體的側向變形，地基條件應保證路基的工后沉降≤10cm，沉降差小于5cm，沉降坡差≤0.4%的控制標準。通過控制路基填土的側向位移，增強路基的整體穩定性，從而增大了路基的變形模量。橋頭引道路基工程中，常用的過渡段工程處治措施有粗粒料填筑法、鋼筋混凝土過渡板（即搭板）和加筋土法等。土工格柵跟路基填土之間會有摩擦作用，使得上部荷載可以在路基中再分配，因而橋臺臺背局部范圍土中的垂直應力降低了，提高路基土體的承載力，從而沉降將會減少；由于水平鋪設的土工格柵具有彈性，在車輛荷載反復作用情況下，變形的累積不會產生或減少。土工格柵的設置間距和長度應滿足規范要求，通過計算確定。

3.4 換填墊層法

由于一些路橋的軟土地基層的路基并不是十分厚，在施工處理的過程中，可將路基面需要處理的范圍以下的部分軟弱、松散土層部分或全部挖除，若橋頭引道沒有軟土地基的情況存在，如果路橋過渡段的差異沉降以5cm作為控制標準，沉降坡差控制在0.4%，那么強度漸變段的長度應該要大于13m。然后換填強度較大的土或其它穩定性能好、無侵蝕性的材料（通常是滲水性好的礫料）稱為換填或墊層法。又或者可以將路橋交界處的錯落式沉降變成連續的斜坡式沉降。此法處理的經濟實用高度一般為2～3m，如果軟弱土層厚度過大，則采用換填法會增加棄方與取土方量而增大工程成本。通過配置一些碎石墊層，大概是厚10cm，然后采用路拌法施工，其具體措施如圖1所示。

4 結束語

總的來說，對于路橋的軟土地基工程技術，應該要保持定期和不定期相結合的安全檢查制度。建立登記、整改制度，在查出的隱患沒有排除前必須有可靠的防護措施，如有危及人身安全的情況，應立即下令停止作業，待整改完成并經驗收合格后方能恢復施工，制定科學管理流程，保障每道工序質量，就能避免或減輕路橋過渡段的不均勻沉降的問題，從而減輕甚至避免路橋軟土地基的沉降現象，提高路橋使用性能和使用壽命。

參考文獻

[1]韓昌德，公路橋梁軟基路堤設計與施工的探討[J]，中國科技博覽，2011（9）

[2]孫魁，公路路橋過渡段不均勻沉降的原因與控制措施，輕工設計，2011（6）