研究公路橋梁軟土地基施工的關鍵技術

◎劉濤

由于我國國土面積遼闊，不同地區地質條件差異性相對較大，在路橋項目工程建設施工中，由于需要跨越不同的地區，受到地質條件因素的影響，經常會遇到一些軟土地基問題，對路橋工程項目基礎施工的安全性和穩定性造成比較嚴重的影響。因此，在項目工程建設施工過程中，軟土地基處理工作非常關鍵，需要引起工程施工單位的高度重視。針對現階段我國大部分的路橋工程項目建設施工而言，因為軟土地基問題的產生經常會出現路面基礎部分產生塌陷以及橋梁基礎結構不均勻沉降等情況。對此，路橋工程施工單位需要充分了解軟土地基的具體特點，結合實際施工條件采取針對性的軟土地及加固處理工作方法，提高路橋工程項目施工基礎結構安全性和穩定性。

一、路橋項目工程軟土地基的特點和危害性

（一）流動性較強

粘土地基通常情況下是通過一些含水量較大，同時比較松軟的土壤所構成，因此經常會出現比較強的流動性特點，這也是軟土地基會出現基礎塌陷的重要原因之一。由于軟土地基當中的土壤結構構成相對比較松散，同時內部會含有大量的土壤空氣和水，隨著外部承載能力的不斷加大，軟土地基中的土壤空氣率會進一步壓縮，同時會逐漸消失，基礎面會出現不均勻沉降問題。除此之外，因為軟土地基當中經常會受到地下水環境因素的干擾，或者是外部環境溫度的影響，內部的水分會快速蒸發和擴散，會帶動周圍的土壤形成比較嚴重的流動性情況，在后續的道路橋梁通車過程中，受到大量車輛荷載作用條件下，基礎從內部會出現不均勻下沉情況，如果沒有對其進行有效控制，會對整個公路橋梁通車安全性造成比較嚴重的影響和威脅。

（二）疏松多孔結構

在路橋項目工程建設施工當中，所遇到的軟土地基條件通常情況下屬于一種比較松散顆粒狀的粘土和粉土為主，這種類型的土壤材料具有疏松多孔等方面特性，受到這一特點的影響會造成軟土路基的基礎結構穩定性和強度有所不足，會造成土壤當中電荷量分布不均勻，因此，會直接影響到整個路橋基礎結構的安全性和穩定性。不但如此，還有一些軟土地基條件，除了通過粘土構成之外，其中還摻雜著大量的泥炭以及松散的片石等，由于這些雜物的存在會進一步加大軟土地基條件當中的空隙程度，同時在含水量方面也會進一步加大，如果沒有對其進行有效處理，很容易影響到路橋基礎結構的支撐性和穩定性。

（三）抗剪強度相對較低

在路橋向工程建設施工過程中，對于地基結構部分而言，基礎結構部分的土壤抗剪能力不足是軟土地基的一個重要表現特點。因為，軟土地基條件通常情況下，會出現疏松多孔的結構，因此無法保證在外部強大荷載作用條件下自身結構保持穩定，同時軟土地基土壤的壓縮系數相對較高，如果直接以軟土地基作為基礎承載部分，在后續的橋梁道路基礎結構穩定性方面無法得到有效保證，會出現比較大的安全隱患問題。

二、公路橋梁工程施工中存在的主要問題

（一）公路橋梁地基塌陷概率相對較高

由于橋公路橋梁項目工程建設施工當中，由于橋梁工程施工段經常會遇到一些軟土地基條件，軟土地基是項目工程施工過程中非常重要的工作環節，在實際使用過程中會造成公路橋梁地基塌陷概率相對較高。因此，需要充分做好橋梁下部結構軟土地基的處理工作，有效保證工程整體的施工質量和穩定性，防止項目工程施工問題的出現提高工程整體的施工效果。

（二）地基滲水性較差

在公路橋梁項目工程建設施工過程中，由于軟土層到含水量相對較高，造成混凝土工程項目在加固處理工作當中，混凝土材料的凝結效率相對較慢，公路橋梁工程基礎結構的穩定性無法得到有效控制，如果軟土地基當中的大量水分無法順利排除，很容易出現地基基礎結構產生塌陷等情況，會造成工程施工過程中產生比較嚴重的風險性問題。

（三）含水量較高

由于軟土地基條件，通常情況下是通過大量的粘土、淤泥、粉質粘土等各種軟土條件所構成，在實際施工過程中發現軟土地及自身具有較強的蠕動性特點，因此在進行項目工程建設施工當中，需要最大限度上避免對橋梁項目工程造成不良影響。由于含水量較高會造成公路橋梁工程施工地基產生不均勻沉降情況，進而引發一系列技術難點問題，對整個公路橋梁項目工程施工造成較大的困難，在實際施工中會出現軟土地基的含水量相對較低，因此在正式開始施工之前必須要采取針對性的施工管控處理方法，有效降低地基基礎結構部分的含水量，保證地基基礎結構更加穩定，提高工程整體聲效果節省更多的施工經濟成本。

三、公路橋梁施工中軟土地基施工技術處理方法

（一）注漿加固處理法

現階段，在公路橋梁施工過程中，對于軟土地基的施工處理方法，比較常用的是高壓噴射注漿處理技術，該項處理技術主要是將噴射流的壓力，提升到預先設定的標準之后，再使用土提噴機破壞土體原本的狀態，噴射到到軟土層內部的漿液，會和土壤之間形成充分交換和傳播，凝固之后可以提高軟土地基的支撐性和穩定性，達到公路橋梁項目工程建設施工要求和規范標準。在進行旋轉噴射過程當中，可以根據實際設計工作要求，結合項目工程實際施工條件，對旋轉速率進行有效調整，同時還需要調整打樁機的上臺工作速度，有效控制好漿液噴射力度，根據實際施工要求合理調整噴射嘴的直徑大小，可以有效控制和優化噴射施工的具體流量，有效保證注漿施工的均勻性和穩定性。該項技術在實際使用過程中，對于相關操作人員的專業技術要求相對較高，施工人員在實際施工當中，必須要熟練掌握注漿操作技術方法，同時還需要具有一定的工程施工經驗，根據預先設定好的規則和施工技術方法進行合理控制。如圖1：

圖1 注漿加固處理

（二）攪拌處理法

攪拌處理在軟土地基施工處理工作中是用效果比較明顯，尤其對于深層攪拌處理工作方法，更加適合處理一些淤泥質軟土地基條件，或者是含水量相對較高的粘土地質條件等。在正式開始施工之前，需要有效做好施工之前的相關試驗工作，然后再將其運用到軟土層施工當中，比如可以將其用于泥炭、土壤等具有侵蝕性的地下水環境當中，在冬季施工條件下混凝土材料可能會受到溫度條件因素所產生的影響會出現凝固凍結等情況，因此在使用攪拌法進行軟土地基處理工作中需要充分考慮到溫度因素，可能會對土壤成型效果所產生的干擾。攪拌處理法在使用過程中，主要是將凝固劑粘土土壤材料，相互之間通過科學的混合比例進行攪拌，保證材料噴射到軟土地基之后，可以有效提高基礎面的承載強度和穩定性。在實際施工當中所使用的凝固劑材料，主要包含礦渣水泥和硅酸鹽水泥兩種形式，通過兩種加固材料的使用，可以有效提高軟土層整體結構的穩定性和水穩定性，并且根據項目工程實際施工要求，將粘土加固為圓柱狀或者是方塊狀等各種不同的形式，提高公路橋梁基礎結構的穩定性。

（三）排水加固處理方法

排水加固處理方法是公路橋梁解決基礎沉降問題的有效控制方法之一，通過該項施工技術的合理應用，可以進一步縮短項目工程施工的預壓周期。通常情況下，項目工程施工單位通常會使用豎向排水施工法，在施工過程中需要保證基礎承載能力，控制在合理的范圍之內，通過設置出豎直方向上的排水井，有效排除基礎軟土層內部一些孔洞內部的水體，降低空隙率提高軟土地基的含水量，進而可以提高基礎面的承載能力。通過排水處理工作之后，基礎土壤層到硬度可以得到全面提升，有效考慮到軟土地基層的施工條件，排水法更加適用于在一些飽和軟土層當中進行使用，但是并不適合在一些滲透性相對較差的土壤層當中進行使用，工程施工單位在實際施工當中，必須要結合實際使用情況對其進行合理調整。如圖2：

圖2 路基排水系統

（四）材料填充法

材料填充施工處理方法，主要是在公路橋梁軟土地基當中，添加一些強度硬度較大的材料，有效提高基礎面的強度和穩定性，在實際施工當中通常情況下會填充一些土工聚合物，這種材料是通過人為加工所生成的材料，可以將聚合物作為基礎材料，將其使用在建筑體內部或者是建筑體的外表面，可以有效起到加固土層結構，充分發揮出土體結構的壓力保護性作用和效果。土工聚合物的重量相對較小，可以根據項目工程施工技術要求和規范來進行控制，對填充施工面積進行適當擴大，為后續的基礎結構的定性打下良好的基礎。由于該填充材料相對較弱，同時如果長時間暴露的外部環境，很容易產生比較嚴重的老化情況，填充軟土地基內部可以起到延緩材料老化速度的作用和效果。

（五）拋石擠淤處理工作方法

在一些地下水位相對較高、積水量較大同時土壤空氣分布比較密集的軟土地區環境條件下，通常情況下會使用拋石擠淤處理工作方法來進行處理，這一方法主要是向軟土地基當中拋投大量的碎石材料來進行淤泥的排除，同時做好內部的水體清理工作，充分實現對軟土地基的密實強化以及硬化處理等。在該項工作過程中必須要對碎石材料的尺寸大小進行合理控制，避免碎石尺寸過大或者過小，都會對后續的淤泥排出效果產生影響。通常情況下，排石擠淤處理工的方法，所選用的材料顆粒直徑范圍控制在30cm 以下，同時碎石材料拋填工作順序與強夯工作方法基本保持相同，需要由兩側區域朝中央區域逐步進行材料拋投，并且對其中的淤泥和水分進行充分排放。除此之外，除了需要進行大面積的拋填碎石工作以外，對于一些直徑相對較大的碎石材料而言，需要在其中的空隙部分使用一些小石塊進行充分填補，防止在后續的強力擠壓條件下，碎石材料相互之間產生滑動，影響到基礎面的承載力和穩定性效果。如圖3：

圖3 拋石擠淤處理方法

（六）強夯法運用

強夯法主要針對土質較厚施工面積較大的軟土地基層來進行處理。在使用強夯法施工之前，需要對行錘和地面之間的間距大小進行準確計算，充分保證夯錘每一次的擊打可以發揮出最大的力度。夯錘在長時間的使用過程中經常會造成夯錘底部出現破壞，進而對整個地基行石效果產生影響。因此，相關施工人員需要對行時點位進行全面檢查，同時需要對夯錘的落地位置進行詳細計算和分析，要保證在夯錘充分擊打的作用下，地基結構的穩定性可以得到全面提升，為后續的路橋主體施工質量和穩定性打下良好的基礎。如圖4：

圖4 強夯處理法

（七）自然沉降法

自然沉降法在使用工作過程中，主要指的是基于軟土地基自身重力的作用實現自然下沉，在正式開始處理工作之前，相關施工人員需要準確計算軟土地基的實際承載能力大小，然后再使用超過基礎承載能力的土壤完成后續的填充工作，保證地基基礎結構部分可以實現自然下沉，提高基礎土壤的密實程度和支撐性。這種方法屬于一種經濟成本投入量最低的方法之一，但是所需要的時間相對較長，在一些工程施工周期比較緊的項目工程當中并不適用。自然沉降法在使用過程中，需要有效考慮到周圍環境的各項影響因素，同時要有效考慮到土質結構自身對于基礎沉降問題所產生的干擾，需要有效保證自然沉降工作結束之后基礎層的承載能力和穩定性效果，有效保證地基基礎結構的承載能力和穩定性。

四、結語

綜上所述，道路橋梁工程施工過程中，需要對軟土地基處理技術加以充分重視，工程施工單位在開展道路橋梁工程施工之前，需要對施工區域范圍內的地質條件狀況進行全面勘查和分析，重點針對軟土地基條件情況進行詳細勘查和記錄，并且針對不同的軟土地基條件采取針對性的地基處理方法，有效提高地基結構的整體承載力和穩定性，防止道路橋梁工程在后續的使用過程中出現地基整體下陷，以及支撐穩定性不足等問題，對道路橋梁的通車安全性和穩定性產生不良影響。