公路橋梁工程中軟土地基施工的關鍵技術

劉振坤

（青海省果洛公路工程建設有限公司，青海 西寧 810000）

0 引言

由于各個地區的地質條件存在差異，施工中容易遇到軟土地基等困擾，軟土地基與普通地基相比較，其含水量較大、滲透性較小、天然空隙大，容易導致工程路堤不穩、路面開裂等問題，為工程安全使用埋下隱患。在實際施工中，施工單位要根據現場具體情況合理應用施工技術，科學處理軟土地基為工程后續施工奠定基礎，確保工程安全進行。

1 軟土地基的特點

軟土地基屬于公路橋梁施工中經常遇到的問題，其特性會為施工帶來一定困難。軟土地基的主要特點為：第一，抗剪性能差，軟土地基中含有大量水分，并且滲透性不足，會為路面排水帶來阻礙，誘發路面出現沉降不均勻的情況，在工程投入使用后，將會縮短工程使用年限；第二，滲透性差，與普通地基相比較，軟土地基滲透性不足，加之土層強度較低，如果土層中含有有機物，后期工程在使用中會不斷產生氣泡，對地基的穩定性和堅固性帶來負面影響；第三，含水量大，是軟土地基最為重要的特點，通常情況下，軟土地基的含水量基本在20%左右，甚至部分軟土地基會達到60%以上，含水量大則意味著土層流動性較強，會影響工程施工過程的安全性和穩定性。

2 公路橋梁施工中軟土地基對工程的影響

2.1 誘發工程變形

地基在公路橋梁工程建設中占據關鍵地位，地基的穩定性與工程質量密切相關，由于軟土地基中空隙較大、流動性較強，工程投入使用后，其土層會使工程路面出現偏移等問題。同時，軟土地基的含水量大、滲透性不足，內部水分無法充分排出，地基會在長期使用過程中出現開裂或變形等問題，影響工程的安全運行。

2.2 土層壓實不足

土層壓實是地基施工的關鍵內容。通過壓實能夠提升地基的強度和穩定性，進而保證公路橋梁路面具有較強的承載能力。但是由于軟土地基含水量較大、內部空隙較多、土質較為松軟，會嚴重影響路面的滲透性和抗壓性。在工程建設中，如果壓實度無法滿足設計要求，工程的穩定性則無法保證。同時，在多雨季節，隨著路面雨水的不斷滲入，軟土地基會受到較大影響，甚至腐蝕工程內部，如果沒有及時處理則容易誘發路面坍塌等問題[1]。

2.3 土層分布不均

軟土地基在土層分布方面，與普通地基存在一定差異。軟土層主要是由砂土、松軟土共同組成，承載能力和透水性能較小，尤其在工程建設中，土層分布受到外部承載力容易出現不均勻的情況。如果外部承載力較大，還容易誘發地基不均勻沉降等問題。對于公路橋梁工程而言，地基屬于最為基礎、最為重要的施工內容，如果發生地基不均勻沉降，會對工程使用性能和安全運行造成巨大影響。

3 公路橋梁建設中軟土地基施工的重要意義

3.1 延長工程壽命

隨著公路橋梁工程建設規模持續擴大，投資成本也更加高昂，對工程的使用年限也提出要求。軟土地基會對工程使用壽命帶來巨大影響，其所具備的含水量大、滲透性不足等特點，會隨著工程的使用而造成路面病害，對軟土地基進行科學處理，有助于延長工程使用壽命，節約城市基建資金投入。

3.2 節約維護成本

公路橋梁工程作為城市交通體系的關鍵組成部分，其在使用一段時間后需要進行科學的維護和管理，確保工程保持正常使用狀態。如果在施工中沒有對軟土地基進行科學處理，會導致路面頻繁發生病害，為后期工程維護保養帶來困難，進而導致維護成本增加，造成資源和資金浪費。在施工中通過應用科學的施工技術，對軟土地基進行科學處理，能夠減少后期工程維護的成本投入，起到節約維護成本的作用[2]。

3.3 確保行車安全

隨著現代我國居民生活水平的不斷提升，駕車出行已經成為居民出行的重要選擇，因此，橋梁道路工程的使用效率也隨之提升。對于居民而言，工程質量與出行安全密切相關，如果工程路面發生病害，則容易誘發安全事故，例如路面出現坍塌病害，車輛在高速行駛中則會有安全隱患。軟土地基是誘發工程病害最為重要的原因，通過對軟土地基進行科學處理，能夠確保行車安全，為居民出行創設安全的交通環境。

4 公路橋梁施工中軟土地基施工技術分析

4.1 換填墊層

在處理軟土地基時，換填墊層是最為常用的一種技術方法，其應用要點是使用穩定性好、強度高、含水量低的土層，置換掉穩定性差、強度差以及含水量高的土層，以改變地基特性。換填墊層技術具有操作簡便、成本低、施工周期短等特點，可以改善軟土地基施工質量，并且適用性較強，可應用于大部分軟土地基施工中。在具體操作中，施工單位需要把握以下技術要點：

第一，施工單位要提前開展地質勘查工作，掌握周邊環境、軟土層性質、土壤物理屬性等信息，綜合考慮施工量、施工成本、施工進度等因素，制定科學的施工方案。

第二，為了確保技術應用效果，施工單位要確定換填的材料，并且與現場實際充分結合，保證換填材料具有良好的強度，可以滿足工程建設要求。

第三，在整個換填墊層施工中，涉及大量的施工人員和施工機械，所有施工機械都要處于正常使用狀態下，并科學控制換填的密度和厚度，嚴格控制碾壓環節，保證土層密度和強度符合施工要求[3]。

4.2 強夯法

強夯法在我國公路橋梁建設中的應用歷史悠久，也稱為動力固結法。通過合理應用可以顯著提升軟土地基的承載能力和強度，并降低土層的壓縮性和強度。強夯法的應用方式為：使用重量為20～50t左右的物體，通過自由落體的方式，對軟土層進行反復錘擊。強夯法在應用初期具有一定的局限性，主要在砂石軟土地基中應用，而隨著技術的不斷更新和完善，該技術的應用范圍也不斷擴大，可以在淤泥型或者細砂型軟土地基中應用，具有應用范圍廣、施工用時短、成本低、快捷方便等優勢。例如,在我國陜西和河北地區的公路橋梁工程建設中，強夯法是處理軟土地基的首選技術，通過科學的操作可以顯著提升地基的承載能力、液體性能和抗震性能，降低工程建設整體造價。但是強夯法不能在粉土土層中應用，因此在確定施工技術之前，施工單位要綜合考慮當地的土壤條件[4]。

4.3 粉噴樁技術

粉噴樁與強夯法相比較，其屬于一種新型技術，目前在公路橋梁工程建設中的應用較為廣泛。通過設置粉噴樁，能夠強化地基的穩定性和承載能力，具有顯著的應用效果。但是該技術與換填墊層、強夯法相比較，操作具有一定難度，需要施工單位把握幾個關鍵技術要點。

第一，組織人員需對現場進行勘察，將場地中的雜物清理干凈，確保現場沒有任何雜物，施工機械和材料則可進入場地。

第二，粉噴樁技術需應用大量水泥材料，并對水泥的灰號和質量進行抽查，尤其在試樁過程中，要加強數據對比分析，在攪拌水泥中可適當加入固化劑。

第三，應用粉噴樁技術會涉及水泥攪拌機等機械設備，施工單位要對設備的運行狀態進行檢查，確保所有設備都處于正常使用狀態。

第四，在粉噴樁施工過程中，要規范施工人員的操作行為，粉噴樁只有深入土層中，才能起到加固和支撐的作用，樁體不能在土層內部處于懸浮狀態，要將軟土層完全打穿[5]。

4.4 固化劑

固化劑屬于一種化學材料，是一種新型的軟土地基處理技術，具有操作簡單、施工便捷、成本低廉等優勢，而從當前固化劑的使用情況分析得出，其應用范圍在不斷擴大。固化劑化學成分是由有機材料和無機材料共同組成，不僅能夠單獨應用于軟土地基中，還能夠結合水泥使用，具有顯著的固化效果。以往在公路橋梁施工中，較為常用的建設材料包括礫石、粉煤灰以及石灰等，其都屬于礦石資源，如果過度開采，容易造成環境污染和生態破壞。而固化劑具有環保、節能的優勢。其應用原理為通過與軟土層中的水分進行化學反應，產生具有穩定結構的物質，進而起到固化土壤的作用。此外，固化劑還能夠提升土層中的電解質濃度，促使膠團體迅速膨脹，填補土層中存在的縫隙，提升土層的抗壓能力和抗剪能力[6]。

4.5 排水固結法

排水固結法主要是將軟土地基中含有的水分大量排出，進而起到提升土層強度和承載能力的作用。當前在公路橋梁建設中，排水固結法的應用也較為廣泛。在具體應用中，通過設置水平排水層和豎向排水體，將水分順利排除。在設置水平排水層時，需要科學設置砂墊層高度，厚度保證在50cm左右，材料為粗砂或者砂，寬度要大于工程路面，能夠確保排水充分，防止后期建設中對工程質量造成負面影響。在設置豎向排水井體時，需要保證豎向與水平方向的連接，并在連接處設置橫坡，形成完善的排水體，以提升排水效果。在軟土地基中應用排水固結法，能夠將軟土層中的水分順利排出，并提升地基的強度和密度，但是在具體施工中，施工單位需要把握相關技術要點，切實發揮其排水作用。

4.6 堆載預壓技術

堆載預壓技術是一種新型軟土地基處理技術，在開始施工之前，需要通過調研分析掌握相關數據，然后利用固結沉降的方式，提升軟土地基自身的抗壓能力和承重能力，改變其物理性質，包括壓縮性以及靈敏度等。施工單位在具體操作中，需要把握以下技術要點：第一，應用堆載預壓技術需確定沉降系數，施工單位要根據現場具體施工情況科學計算；第二，在對開挖作業進行填土施工時，需要采用機械或者人工的方式，保證土層夯實；第三，通常情況下需要進行三次填土施工，第一層為普通土，第二層為混合土，第三層為黏性土。

5 公路橋梁施工中軟土地基施工的注意事項

5.1 開展前期調研

軟土地基施工是一項重要性和基礎性工作，在開展工程建設前，施工單位不能盲目施工，需要積極開展前期調研工作，為后期軟土地基處理提供數據和信息支撐。首先，組織技術人員和設計人員深入施工現場，對現場土層樣本進行采集和分析，掌握現場周邊環境；其次，前期調研內容要包含現場周圍環境、土層性質、土層成分、水文地質等方面，并且出具具有參考性和指導性的文件，為工程設計奠定基礎；最后，在開展工程前期調研中，要確保各項數據的準確性和完整性，如果數據存在問題要進行二次調研。

5.2 確定施工技術

基于軟土地基的特點和性質，需要采取針對性的技術措施進行處理，不同施工技術的處理效果也存在差異，因此在開展施工前需要先確定施工技術。首先，施工技術要具有較強的應用性和適用性，符合施工現場的實際情況；其次，綜合考慮經濟、環境、可行性、機械設備以及施工成本等因素，在確保施工質量的基礎上，盡量降低工程造價；最后，在確定施工技術后，需要做好技術交底工作，促使施工人員掌握技術應用的要點，切實發揮施工技術的作用。

5.3 規范現場操作

基于軟土地基的特殊性和危害性，施工單位要高度重視現場管理。在確定施工技術后，施工人員需要嚴格執行既定的規范和操作標準。首先，所有施工人員都要具備一定的崗位經驗和操作能力，在現場施工中嚴禁出現隨意操作或者憑經驗操作的行為，切實發揮施工技術的應用價值；其次，現場配備數量充足的監理人員，實行監理旁站制度，對整個軟土地基處理過程進行動態監管，避免影響施工質量；最后，在完成軟土地基處理后，需要對施工質量進行驗收，測試其滲透性、強度以及抗壓性能，達到設計標準后再開展下一工序的施工。

6 結語

總而言之，在現代城市發展中，橋梁和道路工程的重要性和功能性日益凸顯，其施工質量也受到社會的高度重視。軟土地基是工程建設中常見情況，會對工程穩定性、安全性和耐久性帶來巨大影響，施工單位需采取合理措施科學處理，提升公路橋梁工程的整體性能，為居民安全出行提供保障。