軟土地區橋梁與道路連接處的路基處理方案

夏 楓,王吉文

（中國市政工程中南設計研究總院有限公司，湖北 武漢 430010）

軟土地區橋梁與道路連接處的路基處理方案

夏 楓,王吉文

（中國市政工程中南設計研究總院有限公司，湖北 武漢 430010）

橋梁與道路連接處路基施工一直是設計與施工難點，軟土環境使得這一問題更加顯著。分析了軟土對橋梁與道路連接區的影響，并研究了該區域內軟土基礎的處置方法，根據軟土特征可選用常規和深層加固方法。最后討論了該連接區路基的施工技術與質量管控要點，提升路基施工質量。

軟土地區；橋梁；道路；連接區；路基；處理方案

0 引言

軟土基礎在我國非常普遍，為了滿足交通基礎設施的建設要求，往往需要在軟土環境建設道路和橋梁結構，而橋梁與道路的連接本來就是設計的難點，如果是在軟土環境下的橋梁與道路連接，其設計與施工就變得更加復雜，如果處置不當，很容易引起橋梁與道路的連接不順暢，引發交通安全風險問題，同時降低連接處道路的運營使用性能[1-2]。

論文首先分析了軟土環境下道路與橋梁連接區的主要問題，分析了相關病害及其危害，特別是路基方面；其次總結歸納了軟土環境下橋梁與道路連接區路基設計與施工存在的問題，對這些現有問題的分析和總結具有很好的借鑒性；最后提出路基處理方案，提高軟土基礎下橋梁與道路連接的順暢性和安全性，提高交通運行穩定性和安全性。

1 橋梁道路連接段軟土基礎的危害

軟土本身就是力學性能有很大缺陷的材料，是一種含水率很高的土質材料，具有含水率高、強度低、承載性能差、容易變形等物理特性[3]。總結而言，作為路基基礎的軟土結構，具有如下的力學性能：

（1）承載性能差。軟土材料本身具有很大的孔隙比，因此壓縮性很強，抗剪切的能力也很差，這使得在外界荷載的作用下，軟土之間不能進行協同變形受力，出現大變形特點；而當外界荷載很大時，則直接形成軟土的大變形破壞，造成局部大沉陷等病害形式。

（2）具有受力觸變和流動性。由于軟土的壓縮性強，在荷載作用下會有很大的變形，而且這種變形是發散流動的。這就使得在道路施工中，施工荷載作用下的軟土路基會形成大面積的坍塌風險，嚴重影響施工的進程。

（3）軟土基礎的整體性差，容易受到沖刷作用導致表面路基層破壞，路基表層的破壞會進一步影響到路基的整體穩定性。

橋梁與道路的連接區域，由于橋梁剛度大，基礎沉降變形小，而道路路基在長期車輛荷載作用下總有沉降變形，特別是軟土路基。因此很容易在過渡段區域產生路基沉降問題，一旦沉降就會使路基和橋梁發生分離，產生裂縫；而當路基與橋梁連接不在一個高程時，會導致行車不平穩，出現跳車和沖擊現象，一方面對行車舒適性和安全造成影響，另一方面加劇道路段路基和路面的病害，產生更嚴重的后果。

2 橋梁與道路連接段軟土路基處置措施

橋梁與道路連接段有很多設計措施保證兩者之間銜接的合理性，包括搭板的設計、伸縮裝置、填料質量等，但這些都是建立在良好的路基基礎施工前提下。處于軟土基礎下的連接區，需要在明確橋梁與道路連接區重要性的基礎上，對軟土基礎進行處理，并以此作為基礎施工路基結構與路面結構，保證道路路面與橋梁路面的良好過渡與銜接。

由于連接區所處位置既有橋梁結構又有道路結構，橋梁結構一般采用樁基礎，一般的軟土基礎并不對橋梁樁基礎產生較大影響，但道路結構受軟土基礎影響很大，因此重點應該是對道路路基的軟土基礎進行處置和加固。

道路軟土路基的施工處置需要根據軟土基礎分布范圍、特點和程度，針對性地選擇采用加固措施，一般有軟基淺層加固和深層加固兩種類型。不同加固方法，其處置方法和注意事項也有所不同。

2.1 常規處置方法

常規軟基處置方法主要針對軟土分布范圍不大和軟弱程度不高的情況，可以采用墊層施工、排水固結和鋪灑添加劑等方式，這些處置方式的基本原理和技術要點如下所述：

（1）墊層施工方法。采用密實度和承載能力很好的墊層，替換掉原有的軟土層，提高路基的承載能力。墊層施工一般適用于表層軟土性質差的情況，施工中主要是在軟土地基上鋪設0.5～1.2 m厚的墊砂層，一方面使得軟土進行固結排水，另一方面通過墊層加固軟土層。施工中需要注意墊層上的機械通行問題，在未完全固結沉降的情況下，需要控制施工機械與地面的接觸和偏心作用，同時墊層的厚度直接與經濟性相關，因此需要進行周全考慮。

（2）排水固結法。排水固結就是通過各種手段（例如直接表層排水、堆載固結排水等）等，使得軟土受荷其含水率會滲透出去，達到固結沉降的目的。由于含水率降低，軟土的抗剪性能會得到很大的改善，同時密實軟土。表層排水施工需要在地表開挖溝槽排除地表水，并且回填透水性能好的沙石或者礫石。施工中需要注意溝槽的構造，防止地表水和滲透水進入填土區域，同時溝槽的施工應該防止四周開挖。排水固結則一般通過表層加載方式，并采用排水樁排除軟土中的水，荷載加載過程需要緩慢，使得排水固結穩定，如圖1所示。

圖1 墊層法和排水固結法處置軟土路基

（3）鋪灑添加劑法。這是一種化學處置方法，通過添加劑與軟土層的化學反應，使得軟土的表觀密度得到改善，并提高軟土層的抗壓縮性能和結構強度，從而達到改善軟土承載性能的目的。一般情況下可以鋪灑如水泥、石灰等添加劑類型，注意到添加劑的鋪灑需要保證均勻，且與軟土混合均勻，才能達到加固的效果。

這些淺層加固方法一般是間接地提高軟土層的承載性能，而且需要幾個方法同時配合使用才能達到加固的目的，例如墊層施工和表層排水共同使用，表層排水與鋪灑添加劑方法使用等。這些淺層加固方法主要面對軟土區域不大、問題不嚴重的路基路段。

2.2 深層加固方法

深層加固主要針對軟土分布范圍大且較為嚴重的，且采用常規處置方法不能達到效果的軟土路基基礎。通過深層加固使得整個軟弱基礎形成整體，提高其承載性能，常用的加固方法包括強夯法、灌漿加固法和化學加固法，各種方法的技術要點分析如下：

（1）強夯法是利用機械通過外力改變軟土層的物理特性，可以減少軟弱土層的含水率、孔隙率等，提高其密實度和路面承載力，降低軟土的受荷變形以及流變觸變性等問題。然而對于具有軟弱夾層的路基，這種加固手段效果不大，因為夯擊能量無法有效地傳遞到下部土層。

（2）灌漿加固法則是通過利用外界設備將液體材料灌入待加固的土層中，從而改變土層的材料構成，提高其物理特性和力學特性，使得軟弱土層能夠與新灌注的材料形成整體，提高整體的承載能力和堅固性，例如水泥攪拌樁、粉噴樁等。

（3）化學加固法是通過加入化學材料，使得軟土材料與新加入的化學材料形成化學反應，從而改變軟土的物理構造和化學構造，達到提高土層物理與力學性能的目的。例如，采用硅酸鈉的膠凝特性，將其注入軟土層降低濕陷的產生，這種加固手段俗稱“水玻璃化學加固方法”，整個施工過程非常簡便，效果也很好，但是成本相對較高，需要綜合考慮。

3 連接區軟土路基施工技術與質量控制

在解決了路基的軟土基礎問題，則需要對路基的施工進行質量控制，確保填筑壓實滿足設計要求，實現與橋梁的連接過渡。連接區路基的施工需要從填筑材料、壓實質量和組織管理三個方面進行嚴格控制。3.1填筑材料的選用

處于軟土基礎環境下的橋梁與道路連接區路基，其施工質量尤為關鍵，因此需要采用壓實性能滿足要求的填筑材料，不能采用本身物理性能和力學性能不好的材料，例如素填土、軟土、淤泥等，需要選擇灰土、碎石土、黏土等，最重要的是相關填筑材料能夠達到設計要求的壓實度。需要注意到的是，填筑材料的選用還要考慮到就地取材問題，由于填筑材料要求很多，如果需要從其他地方運輸路基填筑材料則非常不經濟，因此需要兼顧。

3.2 壓實質量的控制

路基的壓實度直接影響了路基的工作性能如沉降、安全等，為了保證壓實質量，要達到常規路基的施工要求，如分層攤鋪、碾壓、振動等，使得每層的壓實質量都能夠滿足要求。填筑壓實施工中主要依靠機械設備進行，為了確定最佳的壓實設備，確定設備最佳組合方式、碾壓速度以及次數，明確碾壓過程的工序和攤鋪適宜厚度，估算材料含水率等參數，使得攤鋪壓實后的各層填土或者填石能夠滿足施工質量要求，需要采用專門的試驗段進行試驗，以指導實際的施工。填筑試驗段也是提高后續施工工效的重要手段，通過對試驗段的施工經驗分析，可以更好地服務于后續重復的軟土路基施工。

3.3 施工組織管理

路基的施工很大程度受到人為因素的影響，例如機械操作不當、質量管控不嚴、人員質量不齊等，因此為了最大程度規避人為因素的影響，就需要加強施工組織管理，制定嚴格的執行計劃和質量檢查標準，將相關規章制度推行至每一個分組施工隊，真正從源頭解決路基施工問題，提供建設效率和質量。

4 結語

橋梁與道路連接區一直是設計與施工的難點，起源于橋梁與道路的結構剛度差異，使得這一連接轉化需要很好的過渡，而軟土環境使得這一連接區路基問題變得更加顯著。論文分析了軟土基礎對橋梁與道路連接處的危害，從軟土的材料特性和力學特性角度進行了深入分析，并提出了這一連接區的軟土基礎處置方法，最后對連接區軟土路基的施工技術和質量控制進行了討論與分析，目的是確保其施工效率和質量。

[1]唐博,楊錫江,稅歡.關于道路橋梁連接處的設計與施工探析[J].城市道橋與防洪,2016（1）:125-126.

[2]陳富強.淺述道路橋梁過渡段軟基路基路面施工的質量控制[J].江西建材,2015（8）:126.

[3]劉青云.淺談路橋過渡段軟基路基路面的施工[J].中小企業管理與科技,2010（5A）:170.

U416.1

B

1009-7716（2017）09-0045-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.09.013

2017-04-17

夏楓（1980-），女，湖北武漢人，工程師，從事市政路橋設計工作。