道路橋梁施工軟土地基處理對策

張龍勝 梅婷 周朋勃

摘 要：軟土地基應用技術作為現代城市道路和城市橋梁工程基礎設施的主要基礎應用技術，依舊存在著軟土地基含水量高、變形力和應變能力大、承載力和流動性差等重要技術缺陷。軟土地基應用技術的正確選擇能夠充分發揮其在基礎應用技術上的獨特優勢。因此，針對不同軟土層和土質基礎的地質缺點，首先要針對地質問題找出相應或對應的解決方案和措施，了解不同地質基礎道路加固的不同特點和差異，對地質基礎加固實施合理的保護措施，增加公路和橋梁的基礎地質加固承載力。本文針對道路橋梁施工中的軟土地基展開探討，希望對道路橋梁的施工建設有所幫助和指導。

關鍵詞：道路橋梁;施工建設;軟土地基

引言

路橋工程是連接我國的重要基礎交通設施之一，對保障人們正常生活起著重要的關鍵作用。在公路橋梁的建設和使用中，經常會遇到軟土地基的問題。如果在軟土地基上的橋梁建設和使用中處理不當，將會大大降低橋梁的承載力，縮短橋梁的使用壽命。基于此，對軟土地基處理技術在我國道路結構與橋梁工程中的具體應用及對策進行了深入研究，以期為我國道路橋梁工程的前期施工設計提供重要的參考技術依據。

1? ?道路橋梁施工過程中軟土地基概述

1.1 軟土地基的定義

較土地基的處理主要是處理一些優質、高壓、高膨脹、低腐蝕強度的土地基。軟硬土地基一般含有非常豐富的有機化學物質。如果不進行這些處理，道路施工后極易發生地基沉降和硬化，對城市道路的正常交通運行和經濟發展將產生極大的影響，從而嚴重威脅道路工程質量和道路施工人員的人身生命財產安全。軟土地基技術分析可以幫助確定需要長期使用的地基是否安全，保證軟土地基的安全穩定。

1.2 關于軟土地基的特點概述

道路工程安全施工的技術質量直接影響整個道路工程的安全和道路的正常使用壽命。軟土地基由于其整體結構和承載能力，一般很少進行支撐和保護，不能保證道路交通的穩定性。軟土地基早期施工不會出現一些質量問題，可能間接造成嚴重的道路交通病害。所以可以從以下幾個主要方面來探討在道路建設項目中軟土地基的應用特點。首先，道路工程中軟土地基結構的含水量比較高，這主要是由于整個軟土地基的土質不同造成的。軟土地基的表層土往往含有較多的水，不利于道路的整體交通穩定性。當軟土路基受力嚴重時，軟土地基可能會產生嚴重的排水堵塞，從而降低道路工程的穩定性。其次，道路工程施工中軟土地基結構的承載力相對較差。這主要是由于我國軟土路基的結構特性不同。由于我國軟土地基的承載力不高，很難承受道路內部結構的重量。因此，我國道路工程的設計支持和保護明顯不足，降低了我國道路基礎工程的設計和施工管理質量。

2? ?軟土地基的不良影響

2.1 路面結構損壞

一般來說，應用于路橋基礎施工的主要原材料之一是鋼筋混凝土和水泥碎石。如果工程單位所在地區施工地理環境不利，或部分一線基礎施工單位技術人員未嚴格執行與工程相關的施工標準規范，可能直接導致基層軟土地基松散，加固處理不達標。在降雨徑流集中的季節，過量的地表雨水徑流影響路面主體結構的施工質量。此外，建筑基礎工程施工中使用的鋼筋混凝土等碎石復合材料抗自然侵蝕沖擊能力較弱，使得路面容易出現碎石材料脫落或主體結構穩定性能不足等不良問題，嚴重影響整個基礎工程的施工質量。

2.2 路面不規則沉降

部分城區地下徑流的水文生態環境較為復雜。淺層地下徑流排水工程，容易導致軟土地基形成過渡沉降帶，導致地下水土資源快速流失，軟土地基安全性和穩定性明顯下降。在城市交通建設和交通工程負荷不斷增加的情況下，出現了沉降帶形成不規則的問題。這種危險情況可能會嚴重影響路面主體結構的使用安全，對公共交通系統構成潛在的安全威脅。

2.3 發生液化

從物理學的研究方向來看，液化問題主要是指將一個物體從氣體變成液體的液化過程。因此，高速公路上的橋梁建設會受到一些力的影響，在道路或橋梁的建設中，會直接受到一些水的作用力，這將增加水管的壓力，從而產生大量的液化水。飽和松散砂巖間隙中液化動力狀態非常明顯【1】。為了有效減少液化狀態問題帶來的其他負面影響，在處理液化狀態問題時，液化效應和壓力可以大大降低或達到零。

3? ?軟土地基處理技術對策分析

3.1 灌漿加固

隨著我國建筑施工技術產業發展經驗的總結和建筑施工技術創新的穩步發展，各種施工技術不斷創新，并在現代建筑工程的早期建設中廣泛應用。灌漿是建筑處理土層中常見的技術之一，已廣泛應用于大型公路建筑物、橋梁軟土地基處理中。根據現場建筑軟土地基基礎注漿施工前處理的實際情況，采用水泥注漿加固施工方法對其地基進行施工處理，最終結果可有效實現徹底消除和改善軟土地基的性質，達到現場加固特殊軟土地基的處理目的。

在工程施工中，先對軟土地基的底部進行鉆孔，先對底基進行加固，以保證鉆機設備的安全，再鉆入軟土地基，為后續施工期進行灌漿工程奠定基礎。然后根據施工工藝的技術要求，通過加工工藝制備各種化學涂料水泥漿，以保證涂料水泥漿的建筑施工工藝質量，能夠滿足建筑施工工藝的需要。灌漿加固施工工作基本完成后，利用土層高壓鉆孔泥漿灌漿加固施工設備，從每個高壓鉆孔向軟土地基的主體基礎結構中灌注大量泥漿，使大型高壓鉆孔壓入的泥漿與軟土地基之間發生物理化學反應， 從而有效實現加固粘性土的目的，實現加固軟土地基主體基礎結構的主要施工目的。在注漿加固凝結的綜合作用下，可大幅改善橋梁路基軟土地基和其他基礎鋼筋混凝土的整體結構性能和功能結構，顯著增強橋梁路基結構土體強度。通過提高道路、橋梁在整個路基結構中的承載能力，最終能夠滿足道路橋梁結構全路基施工技術的技術規范和設計技術要求。

3.2 拋石擠淤法

如果想靠近池塘附近修建橋梁，或者位于池塘的中心節點，大多數人通常會首先考慮蓄水拋石或蓄水擠淤的處理方法，或者綠化或改造這些水土保持區的地基強度。由于池塘長期土層淤積淹沒，其軟土地基和硬土層完全埋在水下，不僅對整個池塘土層的所有地基和軟土層進行地下污水處理非常困難，而且污水處理的工程量非常大，消耗大量的工程資金。但是，如果軟土地基的基礎沒有得到及時徹底的處理，很可能會對以后的公路和橋梁建設項目造成許多安全隱患。目前很多橋梁工程在設計施工工藝的過程中，一旦遇到這種特殊的施工情況，就會選擇將大量石塊直接傾倒到池塘的水池中的施工方法，這樣石塊就可以完全覆蓋整個地下橋梁內部的基礎， 然后進入石塊內部淤泥層的水受到各種強大外力的擠壓，使石塊可以深埋在橋梁基礎中，淤泥層可以將石塊內部的水完全排出。 然后在這些石塊的邊緣鋪上一層厚厚的砂墊層。這種建筑施工方法的整個設計過程看似簡單，但對建筑工程施工方法的設計和實施過程有著嚴格的要求，設計和施工過程需要嚴格、切實符合建筑工程設計相關技術規范的要求。

3.3 土地交換方式

一般來說，換土的方法是在路橋勘察階段將勘探區塊內的軟土全部挖出來，然后用各種硬度好、墊層承載力強的填筑材料填筑墊層，包括硬砂巖、碎石、優質粘土、灰土等。后期采用機械或人工處理方法進行壓實，以滿足勘探的軟土密實度要求。這種處理方法一般只需針對軟土層較薄的勘探位置。軟土置換墊層處理軟土的深度一般在3m左右。常見的軟土墊層填筑材料主要有硬砂巖、碎石、優質粘土和灰土。由于墊層填筑材料的不同，墊層應力分布可能略有差異，但在軟土承載力方面差異不大。因此，在基礎施工處理過程中，一般采用部分堆放再攤鋪的方法，即將基礎墊層上的材料分開堆放，分成幾層土樁，再進行攤鋪，可采用一些人工或其他機械化的方法進行均勻攤鋪。如果基礎墊層表面的水泥土層較軟，為了保證施工人員和其他運輸工具的正常操作和使用，需要在每個基礎的墊層表面鋪設一層鹽巴。為了提高基礎墊層的使用荷載和抗拉強度，需要在匹配搭接前確定一定的墊層長度。

3.4 振動夯實法

振動填筑壓實法一般適用于土質滲透性較好的硬砂、碎石、礦渣等松散雜質的壓實處理【2】。建筑工地土壤機械壓實是一種利用機械壓路機、爪式機械和打磨機壓實土壤的機械。一般在基礎施工前，需要先開挖軟粘土塊，然后在下臥基坑底部進行碾壓，再鋪設砂或基層優質粘土塊，并逐層壓實。需要結合各種碾壓土的實際軟土壓實強度、機械壓實強度和分層含水量，綜合確定各種碾壓土的分層攤鋪厚度和碾壓遍數。夯實重填土的方法是利用自動起重機械帶動夯錘在離地面一定高度自由升降，使其上升產生的最大沖擊力主要來自于夯實淺層建筑基礎和地下墊層基礎的填土。搗固重錘數量需根據現場填土試驗確定，一般10次左右。

3.5 深層壓實加固法

這種強力擠壓、爆破等特殊工藝也用于加固固定高層建筑的軟土地基， 同時也是一種粘結和深密加密的施工方法，故又稱深密粘結法。這一過程中使用的處理方法和建筑措施比2005年公布的其他加固建筑措施以及條例中首次使用的未填充混凝土面積更大。在各種松軟的砂壤土或地方，如單一、混合和粘性砂壤土，可以通過選擇使用深層和致密的土壤固定劑來處理這種方法。（1）可以采用動壓固結和粘結的方法。因此，為了同時大幅度提高其對地基的強夯承載力，一般在高海拔地區，采用重錘進行壓制，利用地基的砂基進行強夯加固地基，這樣就可以同時大幅度提高地基砂加固層的受力、抗壓等條件性能和地基液化的抗應力性能。從而可以大大降低地基基礎壓縫的應力強度性能，大大提高地基基礎的強度性能。這種基本的夯實加固方法，實際上是利用機械動力重錘壓力機或軟土機對地基基礎進行強夯加固的一種夯推法，簡稱為地基基礎強夯加固的夯推法。（2）高強度、高壓力塑性灌漿的工作方式。它類似于一般的采用水動力固定的水泥處理措施，即利用高強壓力的處理方法，直接將固漿噴到水泥較軟的地方，可以大大增強水泥基的流動穩定性。在橋梁路基施工中，將橋梁浸入水中，將軟土倒入路堤中，采用雙層高壓或螺旋旋噴樁進行施工加固沉降處理。最大施工沉降深度達到42m，加固處理效果良好，滿足特大型專線橋梁路基最大沉降深度要求。這種施工方法已廣泛應用于淤泥、粘土、淤泥等高質量軟土層和地基工程。（3）水泥混凝土填料的攪拌方法。將深層水泥等復合材料加入深層淤泥、粘土等深層軟土復合地基的作用區域，然后混合攪拌，使粘土的含水量明顯降低，提高軟土地基的作用強度。這種攪拌方法一般稱為深層水泥和粘土攪拌法，或深層水泥攪拌法【4】。

3.6 孔內深層強夯

孔內深層強夯法常用于具有高粘性、建筑土膨脹嚴重等特殊性質的深層土。用自動鉆孔機在薄弱點的基礎上直接鉆幾個有一定深度的孔，然后將所有的建筑材料填入其中，這樣就可以及時用柱錘壓實周圍的土層。建筑填料在具有深層地下強擠壓豎向或反向樁的作用的同時，也有機會在孔周其他土層中強擠樁，從而直接形成高密度、高強度的深層樁，從而有效提高整個土層自下而上的強度穩定性和整體承載力【5】。這種施工方法對整個土填料有一定的硬度要求，需要盡量保證高粘度。同時，填料的種類和類型以及填土的強夯強度等級需要根據當地土層和整個土壤的不同具體情況來確定。該填料可以利用建筑施工過程中產生的一些廢棄建筑材料或有機行業的其他廢棄物和無機材料制成的建筑，不僅可以有效減少大量的各種建筑施工廢棄物，而且由于整體地面振動小、噪音低，是一種建筑施工的環保填充方法，還可以直接采用鵝卵石、粉煤灰等常見材料，減少了人工購買建筑填料和人工處理這些廢棄建筑材料時產生的人工成本，大大降低了建筑商的費用。

3.7 排水固結技術

在軟土地基處理過程中能夠，排水固結技術通常使用袋裝沙井和砂墊層法等方式進行處理，但具體方法的選擇還需要多加和施工要求相結合。袋裝砂井法就是沙袋打入軟土地基進行加固處理的方式，成本非常低廉，施工方法簡單操作，操作難度低，所起到的加固和穩定效果非常良好。而砂墊層法則是在頂層鋪設砂層的方式排除積水，進一步加固軟土地基。

4? ?結束語

道路橋涵工程作為重要的公共設施，在國家社會經濟發展中肩負著重要的歷史使命。但軟土地基會給道路施工帶來不同程度的環境危害，如路基突然滑移開裂、路面不平整、橋涵內通道、人為破壞的構筑物處車輛跳車、顛簸的聲音等。合理運用各種軟土地基處理施工方法，恰當運用適宜的路基加固施工技術，不僅能有效保證軟土路基和路面的穩定性，還能有效保證高速公路在日常使用中的質量和通行壽命，還能有效提高市民的道路出行服務水平，讓經常在高速公路上使用和駕駛的普通人享受到安全、高效、便捷的舒適出行。

參考文獻：

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