道橋施工中軟基加固技術的應用研究

文／劉鵬 北京鑫實路橋建設有限公司 北京 102400

關常春 北京鑫實路橋建設有限公司 北京 102400

許紅林 北京路橋瑞通養護中心有限公司 北京 102400

劉立寧 北京路橋瑞通養護中心有限公司 北京 102400

引言：

道橋工程是維護城市交通秩序，提供交通支持的重要基礎設施。道橋工程使用過程中，由于軟基問題產生的影響受到普遍關注。 軟基是道路軟土路基，這種路基缺陷較為明顯，但是在道橋工程中，這種軟基問題是難以回避的，因此需要對軟基問題加以分析和解決，消除和控制軟基危害，確保道橋交通的安全保障。

1.相關簡述

1.1 軟土地基的基本概述

軟土地基，其實就是含水量較高的地基，主要是在水流環境作用下而形成的地基結構。正是因為軟土地基的實際含水量較高，孔隙比例較大，所以無法保障工程項目的地基固結效果，那么地基結構的承載性較低，從而必將影響道路工程的整體施工質量。此時則需要借助加固技術保障土壤結構的處理效果，降低道橋工程路基結構沉降現象與隆起現象的發生概率，從源頭上提升整個道橋工程的安全性與穩定性，科學延長工程項目的安全使用期限。

1.2 軟土地基的主要特點

1.2.1 含水量高

由于軟土地基的土體顆粒間具有明顯的縫隙，所以使得土體結構的承載力較差。并且土壤中還存在較多的粉土，這會使得土壤顆粒間帶有負電，進而會增大土壤的含水量和土體顆粒縫隙，那么土體結構的承受能力會明顯降低，道橋工程的施工風險與綜合效益都會受到直接性的影響。

1.2.2 壓縮性強

上文所述，軟土地基的含水量較高，土體顆粒縫隙大，所以使得軟土地基的可壓縮強。同時這也使得軟土地基的抗剪強度較低。當道橋工程的路面車輛量較多時，路面荷載增大明顯，有可能因此而直接引發路基塌落現象，直接威脅行車的安全性。

1.2.3 流變性與觸變性較高

如果道橋工程中的軟土地基未能得到及時有效的加固處理，則會受荷載因素的影響而出現流變問題與觸變問題，最終使得路基結構的整體承載力明顯降低。如果道橋工程地基結構的穩定性不符合相關標準，會產生地面受損情況，進而增大道路交通安全事故的發生概率。

1.3 在道橋工程中應用軟基加固技術的重要作用

1.3.1 降低道橋工程的安全隱患

由于軟土地基的含水量高，且土壤壓縮性強，所以軟土地基出現沉降問題的概率較高，對車輛及行人的安全都具有嚴重的影響。應用軟土地基加固技術，能夠提升地基結構的整體性能，增強地基結構的承載力，從而降低道橋工程的危險指數，提升路道橋工程的綜合使用效益。

1.3.2 促進道橋事業的可持續發展

將軟基加固技術科學應用在道橋施工中，能夠提升軟土地基加固效果，增強地基結構的承載力，從源頭上提高道橋工程的施工效率與施工質量，為道橋事業的可持續發展提供有力的促進和推動作用。

2.道橋施工中軟基加固技術的應用體現

2.1 土工合成材料加固技術的應用

雖然土工合成材料加固技術起步相對較晚，但以其顯著的優勢得到了廣泛的應用，所以現階段該類加固技術已經具有較多類型的產品。該類型加固技術主要是應用土工合成材料而制作的復合體，能夠有效提升土體結構的承載性。

2.1.1 軟基排水墊層方面

由于土工合成材料的滲透性較強，所以在道橋工程施工中通常將其作為路基結構的排水墊層。當路基結構的填土荷載壓力不斷增大時，軟土結構中的水分也會隨之而流出，進而達到加固路基結構，提升路基承載力的根本目標。

2.1.2 地基位移方面

在道橋工程軟基施工過程中，路堤會在施工中被不斷填高，加上其他因素的共同影響，地基會出現不同程度的下沉現象和位移現象。將土工合成材料應用在軟基施工中，能夠使得土工合成材料與地基直接形成較強的摩擦力，在摩擦力的作用下達到約束地基位移問題的目的，從而提升道橋工程的安全性與穩定性。

2.1.3 不均勻沉降方面

應用土工合成材料處理軟土地基，能夠直接提升路基結構基底應力分布的均勻性。換而言之，土工合成材料加固技術能夠使道橋工程的軸豎向應力得到明顯降低，而兩側的豎向應力卻能得到增加，由此確保工程的中心軸沉降量得到降低，進而降低不均勻沉降現象的發生概率。

2.1.4 拉力破壞方面

在拉力破壞區域應用土工合成材料加固技術，能夠有效分隔拉力破壞區域和地基剪切破壞區域，確保工程項目的地基結構與軟基結構得到科學分隔。減小軟基變形，避免因拉力過大引發破壞問題，并通過縮小塑性范圍而達到提升道橋工程整體安全性的目標。

2.2 水泥攪拌固化加固技術的應用

同其他類型的軟基加固技術相比，水泥攪拌固化加固技術具有顯著的應用優勢，例如操作簡單便捷，成本投入低，加固效果理想等等。但是該技術在具體的應用過程中，需要重點注意以下方面的內容：

2.2.1 現場勘察方面

落實道橋工程施工現場的全面勘察，系統分析軟土地基的土質情況，并結合試驗分析科學確定各項參數，由此為水泥攪拌固化加固技術的實際應用提供良好的基礎條件。

技術人員要以道橋工程施工圖紙為依據開展測量放線操作，明確實際施工區域，增強邊樁定位的精準性。同時，落實場地平整工作，優化標高設計，科學設置施工區域兩側的排水溝，避免因此而造成積水現象影響軟土地基的加固效果。

2.2.3 材料質量控制方面

施工單位要嚴格落實各項施工材料的進場檢驗要求，增強材料檢驗效果。尤其是針對水泥材料的檢驗，要保障水泥強度，具體凝結時間等參數都得到精準檢驗，確保其符合施工標準以后再進行使用。另外，在開展材料保存管理時，要結合材料的性能特點，避免因保管不合理而影響材料的使用性能。

2.2.4 樁位布置方面

通常情況下，水泥攪拌樁施工的樁位均設計成梅花形狀，同時結合鋼尺與經緯儀設備開展放樁操作，由此提升樁位設計的精準性與科學性。

2.2.5 試驗樁施工方面

在開展水泥攪拌樁施工之前，技術人員需要通過試驗樁確定實際施工過程中的各項參數，保障漿液比重設置的合理性，才能提升水泥攪拌固化加固技術的應用效果。

2.2.6 試驗樁檢測方面

2) 除塵、除雜效果差。由于梗來料時裝于麻袋中，投料時梗中摻雜有大量麻繩。除塵、除雜效果不明顯，造成浸梗時水中漂浮的麻繩量大。在風選剔除與浸梗過程中未被剔除的麻繩進入梗處理后段，存在工藝隱患。

在試驗樁施工結束后的3 天內要對樁身的均勻性進行檢查。而在施工結束7 天后則要檢測水泥樁的外觀情況與直徑。樁身的承載力檢測通常是在施工28 天以后，同時還要對各項工藝參數進行精準確定。

2.3 粉煤灰碎石樁加固技術的應用

2.3.1 骨料配置方面

粉煤灰碎石樁加固技術在具體的應用過程中主要使用的原材料為水泥和粉煤灰，所以保障骨料配置的合理性尤為重要。為此，技術人員要嚴格按照施工要求把控骨料的配合比，并保障攪拌的均勻性，由此提升骨料的使用性能。

2.3.2 樁體結構制作方面

依托專業的機械設備將樁體結構和軟土進行混合，同時對地基進行復合墊層施工處理，由此提升軟土地基的承載力。在具體施工過程中需要重點保障粉煤灰骨料配比的科學性與合理性，避免因骨料配比不合理而引發安全事故。

2.4 強夯加固技術的應用

在非飽和類的軟土地基加固中常用強夯加固技術進行處理。主要是因為該技術能夠對原有的土體結構進行夯擊加固，如果出現列縫，那么吸附水則能轉換為自由水，由此對孔隙內的水壓力進行有效控制，土體結構的抗剪性能也會隨之增強，從而達到改變土體結構變形模量，增強其穩定性的根本目標。由于強夯技術在應用時土體結構容易出現不規則開裂現象，不利于土體結構內部氣體與水分的有效排出，所以在實際施工過程中要加強同排水措施的合理應用，由此提升軟土地基的加固效果。此外，在應用強夯加固技術時，技術人員還要全面落實施工區域的地質勘察工作，提升加固處理的針對性與有效性。如果加固區域存在的軟黏土較多，必將直接影響強夯加固效果。此時則需要技術人員精準確定夯擊施工的深度值，確保土體結構能夠獲取最佳夯擊能量，在此基礎之上結合固結沉降法對整個土體性質進行科學改善。同時，在整個施工過程中，都要嚴格遵循“先輕后重、少擊多遍”的夯擊原則，提升強夯施工的質量，增強軟土地基的安全性與穩定性。

2.5 現澆混凝土管樁技術的應用

由于現澆混凝土管樁加固技術融合了多種技術的優勢，如預應力混凝土管樁技術，振動沉管樁技術，以及振動沉模薄壁防滲墻技術等等，所以該類型的加固技術具有較強的綜合性特點，能夠取得理想的軟土地基加固效果。利用該技術進行軟土地基加固處理，能夠在土層深度設計過程中，借用管腔上部錘頭的振動作用引導腔體順利打入土層結構中，再結合混凝土澆筑的方式提升腔體與周邊土層結構的穩固性。在該技術的具體應用過程中需要重點保障土層結構橫向與豎向荷載情況，確保管樁與樁間土對整個荷載力都能夠進行合理承擔，以理想的平衡效果降低基礎底面預應力集中過度現象的發生概率。同時，還能將褥墊層設置在樁頂，確保混凝土材料的強度符合設計標準，并結合土工格柵與樁間土的作用獲得理想的現澆管樁地基，從而提升整個軟土地基的承載力和穩定性。

2.6 預壓加固技術的應用

預壓加固技術具有成本低，效果好等優勢，所以在道橋工程軟土地基加固處理中具有較高的應用頻率。應用預壓法進行軟土地基加固處理，技術人員要科學利用軟土地基自身所具有透水性強的特點，借助專業的排水設備與排水設施對軟土地基進行及時有效的排水處理。進而增強軟土地基土質結構的整體密實性，提升整個土體結構的緊密性和穩固性。同時，在實際施工過程中，技術人員需要對施工材料的實際用量進行科學精準的控制，保障整個預壓處理的標準性與規范性，避免因此增大施工成本，影響施工效果。

2.7 排水固結加固技術的應用

利用排水固結加固技術進行軟土地基加固處理，能夠明顯提升地基結構的穩定性與安全性。尤其是在淤泥土質或填充土質的軟土層中，該技術具有理想的應用效果。在該技術的具體應用過程中，首先，要保障垂直排水體系設計的合理性，由此促進軟土地基自身承載性能的有效提升。其次，技術人員要結合實際情況將排水加固技術與其他類型的軟土地基加固技術進行融合應用，增強排水加固技術的應用效果。例如，利用排水固結加固技術處理道橋工程軟土地基結構，技術人員需要重點保障排水體間距設置的合理性，并且排水體要穿透土層結構，如果應用塑料排水板，要保障塑料排水板的埋設深度符合相關要求。如果地基結構的排水板穩定性較差，則應當借助土工格柵實現排水目標。在施工過程中還應當借助大型設備對軟土地基進行有效碾壓，及時排除路基結構中的水分，提升路基固結效果。另外，技術人員開展施工情況的記錄統計時，要科學借助自動記錄儀設備，針對實際記錄分析的相關內容要及時上交至相關部門進行簽字確認，從而增強各部門施工人員及管理人員的責任意識，提升施工效果。當排水施工結束之后，技術人員要重點監測施工沉降問題，確保地基結構的實際沉降值符合相關標準，提升軟土地基的加固效果。

2.8 加載預壓處理法

路基設計中，需要對整個道橋使用時的最大承載范圍予以確認，并基于這個承載范圍的最大值進行路基強度設計。由于軟基無法達到相關要求，一般需要增加路基結構，提高路基頂面性能。路基頂面與路面銜接，路面作用力會直接作用于路基頂面，軟基頂面無法承載負荷時，就會逐漸發生變形、偏移，造成沉降、塌陷等問題。在加載預壓處理技術中，可以通過對道路承載的科學合理計算，對路基需要承載的最大應力做出準確判斷，并以此為依據來增強路基頂面的性能。路基頂面施工時，按照最大承載力進行預壓加載，也就是在路基施工中就考慮到后續的強度要求，從而模擬真實的道路壓力，檢測路基是否出現變形和沉降等現象。加載預壓技術，能夠在道路路基施工過程中，就隨時發現軟基問題并予以改進。路基加載預壓時，軟基如果出現沉降，則要求施工單位對沉降后的路基進行填充和夯實，然后再次進行加載預壓，直至道路路基不再發生沉降和其他變形。由于這種技術可以較好防范軟基沉降對道路施工的影響，可以在路基施工中結合其他技術使用，提高軟基處理效果。

2.9 堆載或超載預壓施工

（1）預壓與超壓高度應與圖紙要求相同；（2）預壓與超壓填筑都應分層進行，并逐層碾壓到要求的壓實度，使頂部達到平整，同時還應設置2%左右的橫坡，以利于排水；（3）無論是路堤預壓還是橋梁超壓都需要確定適宜的預壓期，對預壓和超壓具體時間進行適當的安排；（4）嚴格按照相關規程的要求做好沉降觀測；（5）預壓過程中及時做好填筑補方，在填筑補方過程中注意不可一次性施加填補，每次補方實際填筑厚度不能超過規范要求的分層壓實厚度。實際施工中應始終將重點放在如何保證砂墊層質量上，嚴格按照圖紙進行施工。

2.10 拋石擠淤

（1）因低洼地段的淤泥比較后，且這部分淤泥的含水量偏高，積水現場較為嚴重，排水難度大。針對這一情況，經過研究后，決定采用片石拋填的方法處理，選用的片石直徑應當達到30 cm 以上。在軟土地基處理現場進行片石拋填的過程中，應當依據現行規范標準的規定要求，從中間位置開始，逐步向兩側均勻攤鋪。若道路橫坡陡于1:10，則可從較低的位置處開始拋填片石。當拋出的片石將大部分淤泥擠出后，可以用粒徑相對較小的石塊，對縫隙進行填充，隨后通過重型壓路機碾壓，提高密實效果。壓實后，在其上鋪設反濾層，并填土。（2）按照設計好的拋石底腳，利用竹竿對坡腳位置進一步明確，通過挖掘機沿著道路向開挖，配合推土機由淤泥的邊緣部位向深處逐級填筑。用于拋填的片石規格為30 cm 左右，不得使用尺寸過大的片石或腐殖石塊進行填筑，當拋石頂面比淤泥頂面高出20 cm 后，應及時填筑石屑找平，再用振動壓路機碾壓密實，將淤泥從地基土體中徹底擠出。當達到設計標高后，再次填筑石屑，以刮板機找平。（3）當待處理的地基全部用片石填筑完畢后，要對填筑高度、攤鋪寬度、夯擊壓實效果加以檢測，看是否達到設計和規范要求。所有檢查項目全部合格后，便可施工下道工序。（4）在拋石擠淤施工期間，為提高軟土地基處理效果，可采用相應的技術措施降低地基內部的含水率。由于待處理路段周圍積水的存在，導致該路段的土體受到長時間浸泡，從而加劇了軟土地基的惡化速度。處理時，受施工車輛荷載與夯擊設備的反復作用，導致土壤的力學性能下降。為解決這一問題，需要在其上加鋪土工格柵。

結語：

綜上所述，強化道橋施工中軟土地基加固效果，不僅能夠增強道橋工程地基結構的穩定性與承載力，還能提升道橋工程的施工質量和綜合效益。為此，施工企業在開展道橋工程軟基加固處理時，要結合施工項目軟土地基的實際情況與具體施工要求，選擇最佳的軟基加固技術，優化細節處理，強化施工監管，從本質上提升軟土地基加固處理的效果，增強道橋工程的安全性與穩定性，保障道橋建設行業可持續發展目標的順利實現。