公路橋梁施工中軟土地基施工技術的應用分析

董明

山東省棗莊市嶧城區公路事業發展中心，中國·山東 棗莊 277300

隨著社會經濟的不斷發展，公路橋梁工程的日益擴大，在公路橋梁工程施工中會出現不同地質現象，包括軟土地基等比較普遍的地面結構，如果是不能對軟土地基加以有效管理，將會給公路橋梁工程造成不良影響，如下陷和裂縫，進而對人員、交通工具產生危害。由此，對公路橋梁工程軟土地基的處理工藝加以歸納，以便在具體工程建設中結合具體情況選用的處理工藝，保障公路橋梁工程的質量。

公路橋梁工程；軟土地基施工技術；應用

1 引言

地基的處理對于公路橋梁的安全性和可靠性至關重要，在公路橋梁施工中，需要精確的檢查和控制，確保地基的牢實和安全。軟土地基的施工尤其困難，因此，必須對其進行全面的土壤檢查，確定其土壤類型，進行土壤結構的分析，從而確定地基的安全和可靠。

2 軟土地基施工的特點

目前，隨著市場經濟活動節奏不斷加快，世界各地間的經濟貿易往來也更加緊密，對公路橋梁工程的科學建設提出了更高的技術要求。長期以來，中國政府高度重視公路橋梁工程行業的科學發展，相繼提出并進行了許多重要戰略方針研究，在建設公路橋梁工程方面作出了可喜的成績，并積累了大量而重要的工程建設實踐經驗，為經濟持續高質量的增長打下了扎實的技術根基。但公路橋梁建設的軟土地基工程對施工技術人員要求很高，如果對軟泥基管理不善，就非常容易發生路面建設病害現象。所以總的來說，軟土地基工程建設主要存在著以下特點：①地面變化較大。軟土地基抗剪切能力較弱，其承載能力比較薄弱，在外部應力的影響下更易產生巨大變化，不利于建立穩固的地基[1]。②下沉不均勻。軟土地基形成較為復雜性，軟土層中含有的礫石或粉土孔隙不一，凝結作用的差異明顯，時常會產生不均勻沉降，使公路工程地基存在著很大的潛在安全隱患。③壓縮性很高。經科學研究證實，由于軟弱土壤的含水率很大，一般土壤的最多孔隙度也很大，因此單位軟土地基的最大壓縮系數是一般土壤的2～5 倍以上，在內部荷載的影響下，非常容易產生很大的變化，從而產生了重大安全事故。

3 公路橋梁施工中軟土地基施工的必要性

公路橋梁對國家交通運輸的重要意義也是不言而喻的，因為唯有保證了公路橋梁的工程質量安全，才能使得后面的工作能夠有條不紊地進行。所以當施工人員在對路面進行澆筑工作時，面對軟土地基時就必須要做出準確的處理，稍有疏漏就將會對施工的速度產生障礙，進而使得工程質量無法得以保證。同時公路橋梁密實性、公路的表面都可能由此損壞，從而導致路面變硬并且下陷，從而減少了公路橋梁的使用壽命。由于軟土地基的組成材料大都由疏松沙，大孔隙泥炭，細疏松土等所構成，而這些物料通常都是有著高含水率、強壓縮性的特點，因此將在一定程度上制約著公路橋梁的總體壓實率。也就是壓實程度并沒有達到相應的水平，這樣造成在軟土地基的含水率與通透性方面也有著嚴重的缺陷，公路橋梁上的排水體制也有著突出的問題，如果出現了降雨天氣也將導致項目建設的進行影響到了路面的正常工作，進而也會導致了工程質量出現轉變，質量的優劣也直接決定了公路橋梁的使用壽命，如果不能很好地對地面進行雨水滲透和沖刷的保護，將會給工程質量埋下了隱患，對交通安全也有著極大的危險性。

由于軟土地基形式的差異，在基礎工程施工時所采用的特點也不盡相同，因此許多地面在實際應用的流程中都會產生不同的道路硬化情況，這并不算最重要的缺陷，而最重要的問題便是在下雨天會導致公路橋梁表面產生水土流失的情況，進而削弱了軟土地基的硬度，使公路橋梁的表面產生了大量的下陷，工程品質也沒有保證。公路橋梁工程施工時普遍采用的施工材料為水泥與混凝土，雖然這種施工材質較能增加工程的施工效果與利用功能，但是比較容易產生問題的材料，其穩定性也就相對地較為脆弱，會導致所采用的工程產生斷裂和硬化的情況，而一旦公路橋梁采用了軟土地基技術，則將會提高此類問題的嚴重性[2]。

4 公路橋梁施工中軟土地基施工技術的應用

4.1 軟土表面處理

一般來說，軟土地不是太厚的土壤，可通過墊板、預壓型或排水的方式加以解決。墊板方法一般是處理了原來的軟弱土壤，再用硬度較好、耐腐蝕和安全性較好的建筑材料加以回填，保證土壤硬度達標。墊層技術通常應用在軟化后土層不大于3m 的土壤，但是如果土層過厚，使用這個技術將影響到開挖效果；預壓法主要是利用將高壓力填土堆放在軟土上，從而提前下沉土層，使得土壤下沉的深度達到了施工需要；排水方法則主要是針對含水率相對較高的軟弱土壤，通過地表進行沖刷等方法，對土壤的水分進行排出，從而使得土壤含水率滿足需要并完成了回填。

4.2 敷料施工技術

針對那些存在變形裂縫、不均勻下沉等特征的軟弱地層，敷料施工技術具有較大的耐壓性和穩定性能，能保證填土負荷和設備的作用，也可以解決土壤不均勻下沉和側向變形等特殊情況，從而提高了地基的保障力。敷料的選擇，通常可以選擇玻璃纖維格柵等條帶型加筋材質，以提高與土壤摩擦力，然后再對表面進行瀝青浸漬，鎖定將土石料層固化于柵極內，以保證其不會出現側向變形等現象，從而增加了土壤的整體穩定性。

4.3 化學加固施工技術

對軟粘土含量較大的土壤，使用單純的敷料法無法有效改善土壤的硬度，因此也可以添加某些化學制劑改善軟土層的特性，通常可以使用富含化學物質的混凝土、硅灰等和水玻璃混合液法。混凝土拌和法，主要是通過對軟黏土和水泥矽灰等進行拌和，混凝土和矽灰能夠吸附土壤中的水分，進而產生穩定土壤的效果，最后再將巖石與地層軟土膠結，通過這種方式可以產生硬度較高、穩定性較強的土地，進而改善土壤地層強度。另外，也可使用旋噴土法強化土壤，利用干粉劑噴灑機械，或高壓噴灑注漿的器具等噴灑成灰土樁，最后產生復合地基，從而改善土壤的強度，保證在橋上時與路基保持平衡，從而減輕了地面的下陷問題。這種方式在土壤含水率相對很大，而又無法直接去除的軟弱土質施工中也比較適合。另外，還可通過硅化法加固，利用水玻璃混合液固定以軟化土壤。該種固定方式的施工成本也相對較高，但通常適合于水滲透系數較大的軟弱土質[3]。

4.4 真空預壓法

一是在軟土結構上鋪設砂漿墊板，成為水平排放體；二是在水平排水墊層中鋪設過濾管，并將過濾管成條狀布置，過濾管材質一般為塑料或鋼材，孔徑尺寸選擇在8～10mm，過濾孔寬度尺寸一般為5cm；三是鋪上密封性良好且數量較多的聚氯乙烯薄膜，以確保操作密封性，通常情況下可在上鋪一層；四是真空管道設計，確保管道連接條件較好，密封性也較強；五是啟動離心式水泵并開始真空喘氣，以增加在密閉層中的最大真空度壓力中，促進建筑物排水膠結，具體而言，可控制密閉層的真空度達到73kPa，使用時限一般限制在五天之內；六是全部作業時，對于離心式泵、密閉層和真空管道狀況的有效觀察，準確了解土壤不同深度下的真空量、土壤地表下沉量、土壤下沉的狀況。真空預壓法作業時限短，技術簡便，適合大規模作業施工。這一方法使用于飽和軟黏土地基，一旦施工現場的透水層過厚，將無法用真空預壓法加以解決。

4.5 換填法技術

現階段的軟土地基施工技術運用，已經告別了過去粗放、極端的管理模式，而可以根據地基的特性，來運用各種的技術方案、手段，這就對公路橋梁的施工技術水平提高，做出了更多的保證。換填法工藝也是較為常見的技術手段，但同樣在本身的科學技術濃度上也相當高。而這個方法的運用，重點就是對軟弱土進行更有效的處理，并且選擇了一種非常穩固的土層進行填處理，這不但可以在換填處理的效率上提高，而且同樣也對軟土地基的特性進行了良好的轉變。通常，都會采用隨時的應用來換填處理，而這種運用的最大優點就是既可以對軟土地基的穩定性進行改善，又同樣可以在鞏固基層的功效上不斷加強。不過，對于換填處理技術的運用，多數情形下都是在軟土地基施工還缺乏顯著效果的地方才會運用。因此換填管理工作的實施十分關鍵，必須借助硅灰粉末、粉煤灰等的有效應用才能實現，而且還要在排水的能力方面提高。換填處理技術針對各種形式的軟土地基有很大的適應癥，因此可以在對軟土地基施工的具體功效實現上，提供比較多的保證[4]。

4.6 注漿技術

在軟土地基上修建公路橋梁，通常都會采用許多復雜的工藝和程序進一步提高土地的柔韌性，進而增強地面的穩定性。注漿技術是一種常常在施工過程中所使用的技術手段，通常是應用于某些基礎堅硬性能不好的地段，尤其是在銜接地段，可以透過使用大量較硬的膠凝形式的試樣加以施工，可以在總體上提升基礎水平，以便于達到穩定基礎質量的目的。而采用此方法便可以改變軟土地基的自身狀態，另外還可設置出一些隔水層，將地下水和泥土之間加以隔離，以保證公路橋梁在施工過程中或在剛投入使用時擁有相應的安全保護，因而降低了出現坍塌等風險情況的概率。

4.7 深層石灰攪拌樁技術

公路橋梁施工中軟土地基一旦具備較優異的塑性特征指數，則應該運用深層石灰攪拌樁技術，通過使用石灰固化劑，利用石灰和軟泥在拌和過程中產生的化學反應，以獲得較有效的塑性平衡效應。而運用此技術還能夠為提升基礎剛度和整體承載能力提供了有力保證，從而避免了公路橋梁施工中因為土壤問題所產生的沉降現象。此外，通過運用深層石灰攪拌樁技術，還能夠在一定程度上大大降低公路橋梁施工生產成本，同時此應用技術的操作也較為簡便。在實際操作深層石灰攪拌樁技術時需要注意以下幾點：首先，空氣壓縮機、攪拌樁機等主要施工器具均為施工單位所需要配備的重要機具；其次，施工企業必須在軟土地基中鋪設礫石材料，而在路面或橋梁施工過程中，一旦地面表殼偏薄，那么為防止軟土地基工程質量問題，就必須在軟土地基中摻入砂礫等原材料，以保證地面強度；最后，施工企業還必須科學調整摻灰用量，以保證該項工程技術的使用效果，對施工現場土樣進行了收集分析，以達到對石灰摻入用量的合理限制[5]。

4.8 加載技術

為了防止軟土地基發生沉降情況，可以通過使用加載法來提高地面基礎的硬度與承載力，以便降低由于路基沉降所產生的影響。在通常情況下，解決地面膠結與下沉問題的方法主要包括了提升地基總壓、減少地面間隙與用水壓力等方法，在其中，提升地基總壓主要依托提升了地面的水壓力，并通過大氣壓的變化進行逐漸增加，從而實現了地面膠結的目的。如果在軟土地基的上部還存在著混凝土土層時，則可以使用地下水排斥法，來降低對周圍環境的沖擊。由于加載法的運用與荷承載能力和沉降能力等因素有著緊密聯系，當進行路基鋪設作業時，通過采用加載法可以有效減少路基下沉的情況發生。為了逐步改善，地基承載力以及安全性方面，應將加載法和緩速裝載方法進行適當的組合。另外，在公路橋梁施工的過程中，為全面了解路基沉降的各種因素之間的相互作用關系，可通過觀測工程施工狀態，以便于對基礎預載后的剩余沉降量加以確定，從而避免了由于基礎的破壞所導致引發風險[6]。

5 結語

綜上所述，軟土地基施工技術是公路橋梁建設進程中不可缺少的環節之一，不僅是對公路橋梁工程質量產生直接的作用，更是對施工企業技能與水平的嚴峻考驗。所以在公路橋梁建設中要加大對軟土地基施工技術的研究與運用，這可以在一定程度上減少路基硬化與下沉，從而有效提高了軟土地基的硬度，并提高了公路橋梁工程的使用壽命。