路橋工程的軟土地基施工技術(shù)研究

桂志武

（中煤科工集團(tuán)重慶設(shè)計(jì)研究院有限公司，重慶400037）

1 引言

國(guó)家在基建方面的投入不斷加大，路橋工程建設(shè)總量也在不斷上升。由于我國(guó)各地水文地質(zhì)環(huán)境存在較大差異，在路橋工程建設(shè)期間不可避免地會(huì)遭遇軟土地基處理問(wèn)題。因此，軟土地基施工技術(shù)在路橋工程建設(shè)中的應(yīng)用較多，要想取得良好成效，必須結(jié)合土壤地質(zhì)環(huán)境及工程設(shè)計(jì)建設(shè)要求，借助科學(xué)、合理的方法，引進(jìn)有效的科學(xué)技術(shù)對(duì)軟土地基進(jìn)行處理，確保路橋工程順利完工。

2 路橋工程軟土地基概述

2.1 主要特征

根據(jù)軟土地質(zhì)勘察相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，孔隙比值不超過(guò)1.01，且天然水含量不超過(guò)液限，以灰色為主的細(xì)小顆粒土層即為軟土地基的類型。其主要特征有：抗剪強(qiáng)度低、壓縮性強(qiáng)、穩(wěn)定性差。土層抗剪強(qiáng)度與排水固結(jié)條件、加荷速度等參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)較為顯著，在排水期間，軟土地基抗剪強(qiáng)度與土層固結(jié)程度成正比關(guān)系，若固結(jié)程度低，抗剪程度也會(huì)降低。軟土地基壓縮性會(huì)隨天然水量、液限等參數(shù)的增加而增長(zhǎng)，這是造成軟土地基在大荷載作用下出現(xiàn)形變的主要原因。在天氣較為惡劣時(shí)，軟土地基會(huì)出現(xiàn)自然沉降，整體穩(wěn)定性下降較為明顯。在路橋工程投入使用后，所受到的各類外部載荷均勻性較差，經(jīng)常造成結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不均勻沉降，若不能有效處理軟土地基問(wèn)題，會(huì)給工程項(xiàng)目造成較大隱患【1】。

2.2 主要危害

受軟土地基特征影響，其存在會(huì)給路橋工程帶來(lái)較大危害。軟土地基土質(zhì)松軟且強(qiáng)度低，其抗剪強(qiáng)度低于路堤、路面，容易出現(xiàn)局部或整體的剪切強(qiáng)度破壞，引發(fā)路堤塌方、沉降等問(wèn)題。對(duì)于排水不暢的區(qū)域，外部水會(huì)逐漸侵入路基，受土層自重、外部載荷及環(huán)境溫度的共同作用，路基會(huì)出現(xiàn)較為嚴(yán)重的沉降變形，若不均勻沉降量較大，路面會(huì)出現(xiàn)開(kāi)裂，而水會(huì)更快地進(jìn)入路基當(dāng)中造成更為惡劣的情況，嚴(yán)重者會(huì)造成路橋工程功能無(wú)法發(fā)揮。

2.3 技術(shù)難點(diǎn)

根據(jù)路橋工程中軟土地基的實(shí)際處理情況來(lái)看，對(duì)其處理的主要技術(shù)難點(diǎn)包括以下幾方面內(nèi)容：

1）軟土地基的含水率較高，其滲水能力有限，會(huì)影響路橋工程加固周期，降低土層固結(jié)速度，影響地基穩(wěn)定性。加之土層當(dāng)中含有大量有機(jī)物，內(nèi)部通水管道容易出現(xiàn)堵塞，無(wú)法及時(shí)排除土層內(nèi)的各種水分，造成路橋地基出現(xiàn)沉降。

2）軟土地基土層很多都是淤泥，位于軟土層下面的流動(dòng)層會(huì)加劇淤泥的產(chǎn)生，加之土層當(dāng)中含水率較高，給軟土地基的處理工作增加了很大難度。

3）無(wú)法有效降低軟土地基壓縮性，增加了土層坍塌現(xiàn)象概率，需要及時(shí)采取有效措施予以解決，才能確保路橋工程整體質(zhì)量【2】。

3 軟土地基施工技術(shù)在路橋工程中的應(yīng)用

軟土地基施工技術(shù)是路橋工程建設(shè)中的難點(diǎn)問(wèn)題之一，由于軟土地基的剛度、強(qiáng)度都無(wú)法滿足路橋工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)要求，因而必須結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工情況，選擇有效的技術(shù)手段進(jìn)行處理，以便提升路橋工程的穩(wěn)定性和承載能力，具體而言，軟土地基施工技術(shù)在路橋工程中的應(yīng)用包括以下幾種類型。

3.1 排水固結(jié)法

軟土地基墊層中同樣也會(huì)含水，路橋工程建設(shè)期間可以設(shè)置一定數(shù)量的排水通道，處理軟土地基中的積水，借助排水固結(jié)方法提升軟土穩(wěn)定性、固結(jié)性。所使用的添加劑要能對(duì)軟土表層中的水分進(jìn)行處理，以便更好地排除墊層水分。應(yīng)用墊層排水措施時(shí)，要注意為后續(xù)機(jī)械化施工提供基本條件。通過(guò)對(duì)軟土內(nèi)部進(jìn)行控制，增強(qiáng)路橋基礎(chǔ)穩(wěn)定性、牢固性，為后續(xù)施工奠定基礎(chǔ)，在排水固結(jié)過(guò)程中經(jīng)常使用排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)。若軟土地基存在不均衡問(wèn)題，一定要加以重視，避免出現(xiàn)地基側(cè)向變位、沉降問(wèn)題。實(shí)際施工過(guò)程中需要結(jié)合地質(zhì)測(cè)算結(jié)果，對(duì)軟土地基處理現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行嚴(yán)格勘察后，運(yùn)用逐步分級(jí)加載預(yù)壓和事先加載預(yù)壓的方式，固結(jié)軟土地基中的孔隙水，路基的抗壓強(qiáng)度會(huì)得到明顯提升，然后選擇滿足設(shè)計(jì)、施工要求的敷墊材料進(jìn)行整體支撐，提升軟土地基抗拉能力、抗剪能力及填土載荷能力。

3.2 深層攪拌樁法

若路橋工程中軟土地基的塑性指標(biāo)較高，需要選擇深層攪拌樁法處理軟土地基。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中可以選擇水泥、石灰作為攪拌樁固化劑【3】。

選擇水泥作為固化劑進(jìn)行軟土地基處理，可以有效發(fā)揮樁身強(qiáng)度優(yōu)勢(shì)，減少軟土地基對(duì)工程建設(shè)質(zhì)量的影響，其施工成本較低。而且對(duì)于淤泥質(zhì)土、黏性土、粉土處理過(guò)程中的應(yīng)用較為廣泛。通過(guò)計(jì)算確定攪拌機(jī)的進(jìn)入深度，然后在地基當(dāng)中加入水泥固化劑，并使其與軟土能夠充分、均勻地混合，在二者的化學(xué)作用下可以固結(jié)軟土地基，達(dá)到攪拌處理的目標(biāo)。

選擇石灰作為固化劑進(jìn)行軟土地基處理，這種方法所花費(fèi)的成本不高，且技術(shù)比較簡(jiǎn)單容易掌握。在石灰與軟土地基進(jìn)行攪拌的過(guò)程中二者即可發(fā)生反應(yīng)，對(duì)軟土地基的穩(wěn)固作用要高于水泥。而且，使用深層石灰攪拌樁處理軟土地基能夠增加地基強(qiáng)度，提升軟土地基承載能力，避免路橋面層因地基不穩(wěn)出現(xiàn)開(kāi)裂。

3.3 材料換填法

表面處理技術(shù)能夠改善軟土地基結(jié)構(gòu)性質(zhì)，但其耐久性較差，材料換填法可以解決此類問(wèn)題。在路橋工程建設(shè)期間，使用優(yōu)質(zhì)土或水穩(wěn)定性好、強(qiáng)度高的材料將軟土替換掉，可以有效改善路橋基礎(chǔ)土質(zhì)狀況。實(shí)際施工前，要先將軟土地基清理干凈，檢查基礎(chǔ)坡度，確保滿足換填施工要求，然后選擇滿足要求的材料進(jìn)行分層鋪筑，現(xiàn)場(chǎng)要注意控制每層填料路堤的基礎(chǔ)寬度，在填筑高度滿足標(biāo)準(zhǔn)后及時(shí)進(jìn)行翻松、碾壓。對(duì)于橋頭路段、半填挖路段、山邊坡腳處多采用砂墊層材料進(jìn)行換填，提升地基穩(wěn)定性，避免路橋面層出現(xiàn)坍塌、開(kāi)裂問(wèn)題。對(duì)于透水性較差的土層，要集中進(jìn)行水量控制，使用壓實(shí)裝備去除有害材料，保證墊層顆粒的均勻性，碾壓過(guò)程中壓實(shí)度要滿足設(shè)計(jì)、施工標(biāo)準(zhǔn)【4】。

3.4 粉噴樁加固法

在橋梁工程建設(shè)期間經(jīng)常采用粉噴樁加固法處理軟土地基。在實(shí)際施工前必須安排專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查，明確軟土地基的具體范圍。

施工準(zhǔn)備階段將施工區(qū)域進(jìn)行清理，為現(xiàn)場(chǎng)施工提供便利，對(duì)于存在嚴(yán)重的凹凸區(qū)域可以使用砂石或砂土填平，并碾壓密實(shí)確保施工區(qū)域平整性能夠滿足設(shè)備運(yùn)行、作業(yè)要求。根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求確定樁位的具體位置，確保樁位準(zhǔn)確，在試樁時(shí)，可以將樁體加固與實(shí)際施工需求進(jìn)行結(jié)合，確保滿足路橋工程建設(shè)要求。所選擇的材料質(zhì)量必須保證合格，并按照施工工藝要求進(jìn)行操作。若所使用的材料存在差異，需要根據(jù)施工要求進(jìn)行固化前配制，然后使用粉體固化劑強(qiáng)制攪拌軟土地基，促使土層形成飽和性軟黏土，最終形成加固樁體，促使軟土固結(jié)，從而達(dá)到改善路橋工程地基的目標(biāo)。

4 結(jié)語(yǔ)

路橋工程建設(shè)期間，軟土地基處理技術(shù)是非常重要的施工技術(shù)之一。在對(duì)軟土地基進(jìn)行處理過(guò)程中，需要結(jié)合路橋設(shè)計(jì)、施工要求，掌握軟土地基水文、地質(zhì)條件，選擇科學(xué)的施工方法，做好地基穩(wěn)定性、形變方面的控制，改善路橋地基性能，減少施工后的沉陷問(wèn)題，提升路橋工程綜合性能，延長(zhǎng)其使用壽命，發(fā)揮其作用，為人們提供更加安全的出行條件。