公路橋梁過渡段軟土路基的施工

伍元波

瀏陽現代制造產業建設投資開發有限公司 湖南 長沙 410329

1 公路橋梁建設中軟土路基分析

軟土路基因其所處環境的特殊性，成為公路橋梁建筑項目中最難處理的問題，其路基特點包括含水量大、天然強度低等。軟土路基項目施工后，后續問題主要是公路路面的裂縫、塌方、下陷等[1-2]。

造成這些問題的原因是軟土路基抗剪力與路面外負荷無法保持一致。所以，在項目施工中需要比較特殊的工藝進行處理，才能使路基的穩定性長期保持。除此之外，承載能力的增加，也是軟土路基穩定性研究的環節之一。隨著公路橋梁的發展，一些先進的技術手段被應用于軟土路基的施工中，軟土路基施工技術的進步，提高了軟土路基公路的質量，解決了公路建設中的安全隱患。

2 公路橋梁過渡段軟土路基施工現狀

2.1 土壤質量不佳

根據軟土路基的施工環境分析，在目前情況下，軟土路基施工存在不良土質的問題。公路橋梁過渡段軟土的存在，直接使路基施工的難度上升了一個等級。軟土環境下，土中含水量大，并且抗剪程度較低。其抗剪程度公式如式（1）所示：

一旦軟土受到超出其承載力的荷載作用，會導致原有土質隨之產生變化，從而使自然結構受到影響。在公路橋梁過渡段施工中，應該以現實情況為依據，有效根據限制性因素控制路基填筑高度，并增加路基強度以提升項目承載力。面對土質不佳的問題，施工過程中應切實對土質指標進行研究，并針對研究結果，提出有效處理方式。

2.2 軟土路基剛度差異明顯

在公路橋梁項目施工過程中，橋臺與路基之間有一段距離需要進行過渡。大部分情況下，橋臺與路基二者之間存在著極大的剛性差異。為保證橋梁施工的穩定性和安全性，需要重點思考軟土路基的物體支撐度，這一環節對施工整體質量起著決定性作用。對公路橋梁過渡段軟土路基進行觀察可知，在沉降出現的現象中，整個橋臺自身出現問題的情況很少，大部分問題出現在路基下方松軟的土層。當軟土路基剛性要求不達標時，路基之下的土質受到壓力，造成路基沉降，從而引起變形（圖1）。

圖1 路基變形示意

2.3 填充料不完善

在軟土路基施工中，公路橋梁過渡段的施工填料對整體技術的影響巨大，施工填料是造成沉降、壓縮的重要原因。在施工技術的實際推進中，對于填充料要進行完善，并應用于施工階段。軟土路基受車輛的振動作用，產生空隙減少，從而引起施工沉降。這一問題的解決，主要在于對滲透材料的選用。

3 公路橋梁過渡段軟土路基施工技術研究

公路橋梁所處位置的多樣化，導致軟土路基出現情況十分普遍。根據調查，在各地區的公路路基建設中，軟土路基在公路全部路基中所占的比例極大，如表1所示。

表1 部分地區公路軟土路基情況

其中，上海地區最為突出，軟土路基長度占公路全部路基的100%，軟土路基相對占比最少的北京地區，軟土路基在全部公路路基中也占有33.80%的比例。而蘇杭與廣州地區，軟土長在公路中占有的比例分別是63.45%、46.67%。因此，軟土路基的施工技術研究，是公路建設中不可缺少的一項。一般來說，軟土路基采用超載預壓法進行施工。但是在實際的施工過程中，這些方法還需根據施工現場情況進行科學的選擇。公路橋梁過渡段軟土路基施工，采用良好的施工技術，可以避免路面沉降問題的產生。軟土路基的施工規劃，要將具體設計落實，保證各方面的有效結合，主要包括：結構設計、軟土路基開挖、水泥土攪拌樁加固、路堤密實程度加強、預應力混凝土T梁安裝、砂墊層處理和沉降觀測方面的處理。

3.1 設計軟土路基結構

以過渡段軟土路基路面的施工狀況為依據，可以觀察到路基出現的各種問題，從而通過合理的結構設計進行有效控制。首先，實現對軟土路基施工項目中的沉降量控制；其次，是對橋梁施工交接點進行控制，以達到對容錯沉降量的控制。以這2個項目為基礎，加上科學合理的技術手段，對軟土路基的結構進行設計，并且針對建筑的不同強度結構層，進行緩和過渡設計，以保證在施工結構上降低差異性，實現結構強度的一致性。

3.2 軟土路基開挖

過渡段的軟土路基施工，一般都是比較特殊的地質情況。在最開始的開挖環節，面向不同的地理環境，應該由專業的技術人員設計有效合理的處理方法。待施工條件準備完成后，技術人員可以根據各方面的綜合信息進行開挖工作，一面進行路基的填筑，另一面對路床問題進行及時處理。根據整個土質的特點進行分析，開挖時采取分層檢測以及填筑的措施。所謂的混合填筑所代表的范圍也較為廣泛，具體來說，所使用的是分層壓實技術，但是其操作形式要求壓實和填筑同步化操作，使得路基的壓實度得到最大程度保證，為之后的建設打下基礎。當軟土路基開挖工作完成之后，相關施工部門的工作人員進行施工質量評估，確保公路橋梁過渡段軟土路基的施工達到審核的標準，從而提高路基整體的承載力和穩定性。

3.3 水泥土攪拌樁加固路基

根據軟土路基的施工情況分析，水泥土攪拌樁加固是一項特殊技術。在這項工作過程中，需要使用石灰、水泥等建筑材料，將軟土進行科學的攪拌處理，以實現加固路基的效果。整個處理流程為：進行原地面處理→測量放樣→鉆機就位→驅動攪拌鉆使其進入設計深度→開啟噴漿攪拌提升→將材料提升至停漿面→重復攪拌至設計深度→提升攪拌至樁頂→將鉆機移位，從而完成整個水泥土攪拌樁加固過程。一系列的處理環節完成后，形成復合路基，該路基具有高強度、高穩定的特點，將其應用于軟土路基施工中，會產生明顯的作用。由于水泥土攪拌樁加固工作的特點，需要對施工時間進行選擇，或者延長工作人員的施工時間，從而實現工作效率與工作質量的雙重達標。

3.4 加強路堤密實程度

對于軟土路基影響較大的一種物質是水，長期的水泡會造成路面的塌陷。因此，為保證公路的結構穩定性，軟土路基的修建過程中必須有較高的路堤，至少要高于地下水、地面水的水位。但是路堤往往會因為自身質量而產生壓密沉降。另外，由于車輛對路面的長期碾壓，積累沉降的現象也會出現。對整條公路來說，過量沉降的路堤會造成路基的病害，需要進行公路路基的維修與養護，這會增加工作量，還會影響車輛運行。為了有效控制路堤沉降，在軟土路基施工時，需要提升路堤的填充程度，以保證路基的密實程度，從而降低路基壓縮形變產生的可能性。加強路堤的密實程度，可以通過加筋法、強夯法等基礎手段，此外，在面對一些特殊的地質條件時，塑料排水法也可在施工中得以運用。本文應用三位一體化的網狀施工形式，以土工格柵作為基礎，利用泥土、碎石等，形成一種密度大、剛度高的結構體，從而減少填土材料的沉降，使得軟土路基施工后沉降量的差值降低。

3.5 安裝預應力混凝土T梁

在路基施工中，預應力混凝土T梁的安裝非常重要，其安裝方式主要是使用雙側梁結構的設計。首先將梁體提前設置好；然后在橋頭路基兩側設置軌道，將梁體運輸到施工現場；隨后將架橋機安裝在橋頭路基的上方，通過架橋機對梁體進行移位，以確保梁體受力平衡；最后將支座擺平，預制梁體在合適位置進行安裝。

3.6 處理砂墊層

一般情況下，軟土路基施工中沉降量降低還可以通過砂墊層的處理。以良好、質地堅硬的細石作為材料，經過分層夯實作為持力層，以提升路基承載力。砂墊層因厚度小、排水性好的特點，在軟土路基建設過程中，對路基穩定性的提升起到巨大作用。因此，在處理砂墊層時，可以在仔細檢測細石外表狀況后，實行澆水壓實，以確保砂墊層濕潤，以在后期施工過程中達到更好的效果。充分發揮砂墊層快速排水的綜合性能，從而盡可能提升軟土路基的穩定性與抗壓性。

3.7 觀測沉降狀況

公路橋梁過渡段軟土路基的修建結束后，最大的潛在問題就是沉降。軟土路基的沉降主要包括3個部分：一是瞬時沉降，由于路基加載瞬間產生；二是主固結沉降，因為荷載作用下土體排出孔隙水，超孔隙水壓力消散產生；三是次固結沉降，超孔隙水壓力徹底消失，軟土路基沉降程度隨著時間而加重（圖2）。

圖2 路基沉降組成部分

軟土路基修建過程中，穩定和沉降容易受到關注，所以施工中的沉降觀測不可或缺，以此來保證施工結束后沉降在合理范圍內。在橋頭、高填土路段、軟土厚度變化大的地方，設置監測點。將監測點間隔200 m左右布置，保證監測數據的準確性。

4 試驗分析與結果

為保證本文所提出的軟土路基施工方法具有有效性，進行了試驗論證。為確保試驗具有嚴謹性，同時采用本文方法與2種傳統技術進行軟土路基施工。分別記錄施工長度與成本，進行沉降量測試，其流程如下：先確定3種軟土路基施工區域的承載極限力，明確最大承載力為350 kN，然后分為7級不斷加載。每次加載后，間隔5 min對沉降量進行記錄。最后在卸載時分為4個階段進行，也是間隔5 min進行數據記錄，觀察沉降量殘余。荷載值與沉降量的關系曲線如圖3所示。由圖3可知，隨著荷載值的不斷增加，沉降量也在不斷上升。本文所述方法與2種傳統方法相比，所耗費成本基本一致，但路基沉降量遠遠小于2種傳統方法。

圖3 荷載值與沉降量的關系曲線

當荷載值增加到50 kN時，3種方法體現出明顯的差距，當荷載值增加到350 kN時，相對于傳統方法1，本文所述的方法沉降量降低了40%左右；相對于傳統方法2，本文所述的方法沉降量降低了50%左右。

5 結語

本文以軟土路基施工技術為研究中心，對目前施工現狀進行分析，針對現存問題，提出了新的公路橋梁過渡段的軟土路基施工技術。本文的研究為公路橋梁建設打下了基礎，最終可保證公路橋梁的建設質量。