公路橋梁工程施工中軟土地基處理技術研究

謝丹

摘 要：在公路橋梁等工程建設中，軟土地基的處理直接關系到工程的質量。不同的施工技術存在著各自的應用領域、各自的局限性和相互關系。為了達到設計要求、保證路面交通安全、合理進行路基基礎建設，必須采取行之有效、合理的技術措施。

關鍵詞：公路橋梁；軟土地基；技術研究

中圖分類號：U416.1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2023）01-0027-03

0 引言

在我國市政公路橋梁工程建設中，軟土地基是一個備受關注的內容。軟土地基情況存在著較為凸顯的復雜性和特殊性，需要進行科學合理的加固處理，才能滿足工程建設需求。近年來，公路橋梁工程得到了快速發展，并取得了良好的效果。我國公路橋梁工程的建設規模不斷擴大，為城鄉經濟發展創造了有利條件。在施工過程中，尤其是在軟土基礎上，必須進行有效的治理，方能進入下一階段的施工。

1 公路橋梁工程中軟土地基的施工原則

1.1 經濟性原則

在公路橋梁工程中，軟土地基處理必須遵循經濟原則。工程設計人員和管理人員必須合理規劃，注重經濟因素，減少人力、物力、財力和時間的投入，以全面提高工程效果。在軟土地基處理中，工程建設單位要盡可能以更低的工程建設投入來增強軟土地基的強化效果。同時，建筑企業還要從環境污染角度出發，選用對自然環境影響不大的工程技術和施工材料，以達到保護自然生態環境的目的[1]。

1.2 因地制宜原則

在公路橋梁工程中，軟土地基必須按照因地制宜的原則進行，設計單位應根據場地的地質、水文情況，采取科學、合理的方法進行地基處理。在實際工作中，現場勘測人員要對工程區域的軟土基礎進行調查，確定其分布區域和深度，選擇合適的施工方法，以提高工程的技術效果。同時，要樹立“以防為主、防治并舉”的建設觀念，在工程建設中要做好風險預測，并制定相應的對策。

2 公路橋梁工程施工中軟土地基處理存在的問題

2.1 工程設施陳舊

目前，在我國城市建設中，由于地質條件的復雜性，在公路橋梁工程中，往往會產生大量的軟土地層。目前軟土地基處理技術已有一定的發展，但相關的施工設備還不完善，部分工程機械不能進行定向施工，或在施工過程中會受軟土地基制約，影響公路橋梁的正常建設。

2.2 處理措施不合理

軟土地基的基本特征是壓力小，壓縮性能小。在進行地基處理時，應充分認識地基的真實特性，并依據土壤含水率、有機質含量采取適當的治理措施。但部分單位在軟基路段施工中，往往會盲目地采用不同的填筑方法，從而對軟土地基的治理產生不利影響。

2.3 土層結構變化

在軟土地基工程中，土層結構也會對其穩定性產生一定影響。例如，在高速公路施工中出現松散、壓實系數偏小的情況。在施工期間遇到雨季，土層含水量過大，導致土質松軟、地基下沉，會對施工進度產生較大影響。在公路橋梁工程中，軟土地基的處理是非常關鍵的，其施工質量直接影響到整個工程的工期，所以必須根據具體的施工條件選擇最適合的方法，來控制軟土地基對橋梁工程施工質量產生的影響[2]。

2.4 軟土地基施工問題

2.4.1路面侵蝕問題

軟土地基以軟土為主，其含水量大，內部孔隙率高，導致其抗壓強度較低，壓縮變形較大，對工程建設有較大影響。現在很多的高架橋工程，都采用了經過特殊工藝處理的水泥和砂礫，但長期暴露在空氣中仍會對路面造成一定的腐蝕，從而對橋梁的施工和工程的整體質量造成很大的影響。

2.4.2 路面沉降問題

在路基工程中，地面沉降是一個非常常見的問題，在施工過程中，由于各種原因，如果不能按照施工計劃進行，就會導致路基的沉降。針對上述問題，施工單位要采取行之有效的措施，避免工程質量受到影響。但由于工作人員的專業水平存在差異，在處理路基基礎壓實問題時，不能保證施工質量和穩定性，導致對軟土地基的處理不符合要求，從而使公路橋梁出現垮塌、斷裂等問題。

3 公路橋梁施工中軟土地基處理技術應用

3.1 換填技術

在公路橋梁工程中，一些地區的軟土地基分布比較稀疏，軟土厚度比較淺，采用換填技術，將原有的軟土層全部清理干凈，再進行基礎材料的置換，能增加基礎的承載力。

3.1.1 開挖換填法

開挖換填法是利用淤泥清理軟土地基，將原有含水量低的軟土改作水泥土、灰土和砂土。在完成土層置換后，施工方要進行壓實工作，對土層的壓實度進行檢查，以全面改善工程質量。采用開挖換填法，可從根本上解決軟土地基問題，全面提升其承載力。一般采用開挖換填法，先用天然砂礫代替軟粘土，然后進行試驗，分層填筑，分層壓實，以防止路基塌陷等問題。

3.1.2 拋石擠淤法

在軟土地基上，可以采取拋石法進行碾砂。此方法適用于低洼軟土施工區，可解決施工區機械設備難以到達的難題，加速排水，全面改善軟土地基的施工質量。在采用此方法時，要利用建筑機械把路基中央的碎石往兩邊推，以擠壓淤泥，增強基礎的強度。在拋石法中，選用不容易風化的砂礫，碎石的尺寸應該在0.15 m以上，以便擠壓淤泥，增強基礎的穩定性。在采用該技術時，施工機械要加強對現場環境的調查，并對采用拋石法進行壓實的可行性進行深入的分析，防止對周邊建筑物造成不良影響。

3.1.3 爆破排淤法

采用爆破排淤法可以將淤泥排出，從而達到治理軟土地基的目的。為了進一步增強爆破強度，可以通過加大碎石的堆壓，使其在工程中得到最大程度利用。在工程建設中，采用爆破排泥法進行多次開挖，避免一次開挖。爆破排泥法會對周邊環境造成一定的影響，因此，應當事先做好相應的防范措施。

3.2 排水施工處理技術應用

在公路橋梁軟土地基工程中，排水工程處理技術，可按工程需要選用中砂或粗砂。將埋設于軟土地基中的鋼管按自上而下的原則分層壓實，并將全部樁孔填入砂石。如果在道路橋梁建設過程中，遇到了粘質土壤，可以通過打樁的方法來形成壓實土層，將砂粒充分填滿，就可以形成砂樁。由于軟土地基中水分含量高，如果排水措施不當，將會對橋梁結構的穩定產生不利影響，從而導致路基崩塌。對此可以采取豎向排水法，即在軟土地基上施加重力，從而壓縮土壤中的水分，增強其強度，達到更好的加固效果。在安裝排水管道時，要確保它正常運行，防止砂石阻塞排水管道[3]。

3.3 砂墊層

在處理軟土地基施工時，應嚴格控制墊層的處理，確保墊層厚度在合理范圍內。要加強土壤的排水，防止雨水長期侵蝕。在進行砂墊處理時，必須嚴格地控制機械設備的工作性能和使用效果。機械與地面的接觸力要保持在合理的水平，并對設備的操作進行實時監測，以保證各接線均能滿足要求。對設備的偏心狀態進行檢驗，以保證軟土地基的表面強度得到明顯的改善。為了避免因材料的浪費，造成工程造價的上升，應確保砂墊層的工作質量。在選擇砂墊材料時，選用化纖無紡布為宜，以防止基礎，達到控制軟基沉降的目的。從而達到更好的工程效果。

3.4 化學加固處理技術

所謂化學加固技術，就是利用特殊的機械設備，將石灰、水泥等化學物質與軟質土壤進行混合，通過化學反應，使土壤中的水分得到有效地吸收，從而增強地基的抗壓強度。在軟土中摻入化學物質，能有效地阻止濕氣的滲入和地基的沉陷，為以后的高速橋梁施工打下了堅實的基礎。

常見的化學加固處理工藝在含有高有機質和高含硫量的土壤中，其加固效果并不理想。

常用的化學強化處理技術有三種：一是硅化加固處理技術。即用金屬澆筑管道向基礎上注入硅酸鈉溶液，或依次向基礎上注入硅酸鈉和氯化鈣。二是堿液加固處理技術，即將堿性溶液注射到地基中，與土壤發生化學反應，使它自身粘合，達到穩定效果。通過在軟土地基中加入堿溶液，使其溫度達到一定程度，從而改善處理效果。三是電化學技術，即在軟土地基上插上幾根金屬電極棒，通過引入直流電，將濕氣從陰極中排出，從而改善土壤的固結性。不過，這種技術成本太高，需要經過大量的實驗，才能大規模應用。另外，在采用上述方法進行強化處理時，要注意不能有大石塊、樹根、管道等障礙，否則會影響工程施工。

3.5 擠密法

在采用擠密法時，需通過在軟土中添加一定數量的砂石粉末，以彌補松軟土層中的土粒間距，再利用壓路機壓實。通過對軟土進行長期粉碎、壓縮，可以使其與土壤粒子充分粘合，從而改善軟土的平整度和穩定性。通過對工程實踐分析發現，采用壓縮方法可以改善軟土地基的整體承載能力，改善道路的穩定性，并可以減少后期的養護，減少整體維修費用，防止重復建設。但它對壓實機的應用要求較高，砂礫與碎石的混合工藝十分復雜。在混砂過程中，一旦發生裂縫，路面就會發生沉降。

3.6 水泥攪拌軟基施工技術

在水泥建筑攪拌過程中噴泥時，水泥與土壤會發生化學反應，從而增加混凝土的硬度。高速公路橋梁工程施工時，應嚴格按照有關技術規程進行混凝土配制。混凝土攪拌樁的變形要按照規范要求進行合理的調整。在施工前，必須對場地的基本情況進行分析，并結合當地的土壤狀況，選擇合適的混凝土攪拌樁的施工方案。根據相關資料，確定、匯總進度，并對總體建設方案進行調整。在淤泥和土壤中，水泥混合工藝應僅限于對泥炭和淤泥的加固。

3.7 粉體攪拌施工處理技術應用

在公路橋梁工程中，采用粉體攪拌是解決軟土地基問題的有效方法。這就要求采用專用的機械對粉狀物質進行強化，同時采用輸送和擠壓的方式，使地基中的土壤發生化學和物理反應，提高樁基的強度，并改善地基的力學性能。粉體攪拌技術所需建設費用低，無需大型設備，建筑操作相對來說比較簡單，而且不會產生更多的環境污染。該方法能有效增強路基的穩定性，為以后的工程建設打下良好的基礎。另外，在工程實踐中，采用粉體材料進行粉體攪拌，能有效地控制土體的側向壓力，保證工程質量。

3.8 碎石樁施工處理技術應用

軟土地基的碎石樁法基本原理是利用沖擊與振動來提高軟土地基的力學性能。在軟土地基的表層及內側，應先設孔洞，再填入砂礫，加入合適的膠結劑，以提升軟土地基的承載力，增強軟土地基的穩定性。在這個工藝過程中，柱體的粘度比較高。當整體硬化后，在軟土地基上形成一層墊層，以保證其穩定性。

3.9 強夯技術

強夯技術是通過對軟土地基進行外力改造，從而使軟土地基的整體性能得到改善。強夯法具有操作簡單、實用性強的優點。在施工前，先測量軟土地基的含水率和空氣含量，使兩者達到設計要求后，方能采用強夯法。施工中，施工人員需要平整場地，墊層鋪設，夯點放線定位，進行高程測量。在采用強夯工藝時，要先選用小型機械，將土壤中的濕氣擠出，再采用中等強度的機械，將土壤中的殘余氣體和濕氣全部排出。強夯施工必須遵循“先深后淺”的施工次序，即先進行深層土的加固，再進行表層土的加固。

4 公路橋梁施工中軟土地基的勘測

4.1 軟土地基的監測

在進行路基填筑過程中，需對軟土地基段的沉降、變形情況、地面、土壤垂直位移情況進行監測。在軟土地基的監測中，應盡量采用分層沉降標記，采用測斜儀進行橫向位移監測，以保證路基的施工質量。

在土質路塹區設置2～3個沉降觀測段，橫截面間距為50 m，若工程建設條件較好，則可將其提高至100 ?m。將基礎床設置為上層，底層為預應力路基，在總路線中央設置一個沉降觀察樁，采用半球型鋼頭觀察站，專門處理裸露在5 mm以上的混凝土表面，防止鋼筋表面生銹。

4.2 沉降形變觀測

在監測期間，要嚴格按照相關的公路橋梁檢驗規范，把測量結果錄入計算機，進行數據備份和存儲，完善監測記錄。一旦發現異常，要立即通知相關部門，盡早采取相應的處理措施。我國公路橋梁軟土地基工程施工管理規范規定，沉降值不得超過300 mm。

5 結語

隨著城市化進程的加快，公路橋梁建設技術得到了飛速發展，各類新技術得到了飛速發展，同時也使公路橋梁建設的質量得到了極大的改善。若土壤含水量大、滲水性差、穩定性差，將導致地面塌陷。工程建設單位要加強對軟土地基的分布范圍的調查，了解其土體結構，合理地選用相應的處理措施。為確保不同工藝的施工效果，需要現場測試各種工藝的效果，并根據實際情況選用合適的施工工藝，以提高軟土地基的承載能力。

參考文獻

[1] 焦壯.關于軟土地基處理技術在公路工程施工中的應用[J].黑龍江交通科技，2020，43（10）：46-47.

[2] 秦林.公路工程施工中軟土地基問題及處理技術[J].交通世界，2018（30）：36-37.

[3] 張浩.公路橋梁工程軟土地基施工中的技術處理要點[J].黑龍江交通科技，2018，41（9）：128+130.