道路橋梁施工中軟弱地基的處理方法

陳吉利

蘭州新區城鎮工程建設有限責任公司 甘肅 蘭州 730000

伴隨著我國城市建設進程的不斷加快，交通事業也獲得了快速發展，道路橋梁工程的運輸量有了大幅度提升，這對工程的施工質量提出了更高的要求。地基是道路橋梁工程的基礎部分，地基的處理質量關系到道路橋梁的穩定性，軟弱地基是道路橋梁工程的施工難點，這種地基主要包括軟土、泥沙、淤泥、沖填土等，土質十分松軟，不夠穩定，需要施工人員開展換填、加固等，通過多種方法提高地基的承載力和穩定性。在實際施工中，施工人員需要結合施工地點的土質情況，選擇科學有效的軟弱地基處理方式，既要提高地基的穩定性和承載力，又要考慮經濟成本。

1 道路橋梁施工中軟弱地基的特征及危害

1.1 軟弱地基的特征

表1 軟弱地基的性質

在道路橋梁施工中，軟弱地基是一種常見的地基類型，這種地基通常由淤泥、軟性黏土組成，土壤的縫隙較大，含水量較高，土質比較疏松，無法滿足道路橋梁工程的施工要求，需要采取措施進行處理。從整體上來看，軟弱地基的特征可以劃分為5個方面：

第一，含水率高。軟弱地基在沿海、沿湖等區域中比較常見，這類地基的土壤中含有大量水分，含水率能夠達到35%～80%，空隙率為1～2。

第二，滲透性差。軟弱地基通常由淤泥質土等組成，土壤自身的滲透系數非常低，如果不采取人工干預手段，軟弱地基需要較長的時間才能固結。

第三，壓縮率高。軟弱地基土層的壓縮性通常在0.5～1.5MPa，有些區域的軟弱地基甚至能夠達到4.5MPa。

第四，剪切強度低。軟弱地基不排水的自然剪切強度通常在20kPa以下，剪切強度較低。

第五，流變性較強。軟弱地基的結構性較差，流變性強，一旦土壤的絮體結構受到破壞，就容易出現流體狀態。

1.2 軟弱地基的危害

基于軟弱地基含水率高、滲透性差、壓縮率高的特征，道路橋梁施工會受到嚴重影響，如果不能在施工過程中對軟弱地基進行有效處理，就會引發不同程度的道路橋梁工程病害，例如路基開裂、路面沉降、路基滑移、橋頭跳車等，這會影響人們的行車體驗，甚至還有可能造成嚴重的交通事故。在一些排水不暢的路段中，水侵路基的現象時有發生，路基有可能會出現嚴重的沉降問題，路面也有可能發生開裂，水分進入之后可能會出現翻漿問題，從而影響道路橋梁工程的運營效果[1]。

2 道路橋梁施工中軟弱地基處理的技術

針對道路橋梁施工而言，軟弱地基的處理應當圍繞改善地基透水特性、提高地基抗變形特性、降低土體壓縮性、改善土壤的動力性能等方面進行施工，以提高道路橋梁工程的穩定性。

2.1 水泥粉煤灰碎石樁加固技術

水泥粉煤灰碎石樁加固技術的核心在于制作高黏結性、高強度的樁體，簡稱CFG樁。在施工過程中，施工人員需要將水泥、碎石、粉煤灰、石屑等材料攪拌均勻，使CFG樁和樁間土、褥墊層形成復合結構的地基，提高地基的承載力和強度，防止地基沉降。在道路橋梁工程的施工中，軟弱地基的處理可以采用水泥粉煤灰碎石樁加固技術，如果CFG樁的樁徑較大，施工人員就需要采用鉆孔灌注樁的相關設備，如果樁徑較小，就可以用振動沉管機和螺旋鉆機。例如，在使用振動沉管機施工時，施工人員需要按照沉管、投料、拔管等施工順序完成施工。對于道路橋梁工程而言，CFG樁能夠在軟弱地基中發揮樁體作用、置換作用和加固緊密作用。褥墊層能夠在復合結構中使樁和土共同承擔荷載，確保樁間土的穩定性，避免出現沉降不均勻的現象。在具體的施工中，調整褥墊層的厚度能夠使樁、土的荷載分擔比得到調節。CFG樁的受力性狀和水泥攪拌樁非常接近，施工操作簡單便捷，施工周期較短，具有良好的應用優勢。

2.2 塑料排水板加固技術

在軟弱地基處理中，塑料排水板加固技術是一種新型的軟弱地基處理技術，目前該技術已經廣泛應用于公路、隧道、地鐵等工程中，能夠加固軟弱地基，降低地基的含水量。針對道路橋梁施工而言，一些地基存在含水量高、壓縮性大、透水性差的問題，這種地基強度較低，不利于道路橋梁工程的穩定性。塑料排水板加固技術的原理是構建豎向以及水平方向的排水通道，施工人員需要運用插板機械在軟弱地基中插入塑料排水板，使軟弱地基中形成豎向的排水通道，再通過鋪設砂墊層形成水平排水通道，然后通過真空預壓、預壓堆載等方法加大荷載，使軟弱地基當中的孔隙水通過塑料排水板和砂墊層排出，降低軟弱地基的含水量，使地基土壤更加密實，提高地基的承載力。在豎向排水板的平面布置上，施工人員可以將其在平面上設計為正方形或者等邊三角形[2]。此外，在豎向排水板的深度布置中，施工人員需要結合道路橋梁工程項目對地基穩定性和沉降的要求確定排水板的長度，讓塑料排水板穿越地基可能的滑動面2m以上，以提高地基的穩定性，同時還要讓排水板穿越主要的受壓層，避免地基沉降。對于該方法而言，橫向排水是指頂部砂墊層的鋪設，如果缺乏砂料，就可以用砂溝代替墊層，在鋪設中應當使砂墊層的厚度大于0.4m。下圖為塑料排水板加固技術的工藝流程。

圖1 塑料排水板加固技術的工藝流程

2.3 置換處理技術

置換處理技術又被稱為換填土法，該方法是指用優質的土壤替換軟弱土層，從而達到提高地基承載力、降低地基含水量的目的。在實際的施工過程中，道路橋梁施工如果遇到土層較薄的軟弱地基，就可以采用置換處理技術，挖除軟弱地基中的不良土質，然后再根據道路橋梁工程施工的實際情況，分層換填穩定性良好、強度較大的材料，包括高爐干渣、粉煤灰、砂石等，然后再進行強夯打壓，提高地基的密實度，增強其承載能力，減少軟弱地基的沉降量。在分層換填的過程中，施工人員需要在現場對換填材料做好壓實處理，對地基進行充分擠壓，使土層當中多余的水分充分排除，這樣才能提高土層的替換效果。在人工壓實處理時，施工人員需要注意工程項目中的土層強度標準，做好土層強度測量，提高軟弱地基處理施工的精準性。針對道路橋梁工程來說，置換處理技術適用于雜填土、素填土、濕陷性黃土、淤泥質土中，這種處理方法可以徹底改變軟弱地基的土壤結構，使地基的固結速度加快，確保換填之后的地基符合道路橋梁工程的施工要求。

2.4 加筋處理技術

加筋處理技術是一種運用不銹鋼鋼帶、鋼筋等材料對軟弱地基進行處理的技術，能夠有效提高軟弱地基的抗壓性，該技術對施工工序的要求較高，施工人員需要在施工過程中制定嚴格的材料鋪設作業方案，這樣才能充分發揮加筋處理技術在軟弱地基處理當中的優勢。除了應用不銹鋼鋼帶、鋼筋等材料之外，該方法還可以在軟弱地基當中加入土工合成材料，或者在邊坡部位打入土釘、土錨，以提高軟弱地基的抗剪強度，使路堤更加穩定。當前，道路橋梁工程軟弱地基處理中經常將加筋技術和填土墊層技術結合起來，通過加筋處理技術來提高土壤與拉筋之間的摩擦力，避免軟弱地基出現變形問題，然后再通過填土層處理技術清除松軟和濕潤的土質，利用穩定效果良好的化學材料進行填充，待填充完成之后，再進行壓膜處理。在施工過程中，施工人員需要對砂石墊層、土工格柵進行處理。為進一步提高軟弱地基的抗壓性能，施工人員需要對鋪設的材料進行嚴格檢查，在鋪設第一層土工格柵之前，確保土工格柵原材料的質量，使施工原材料符合軟弱地基的處理要求。在道路橋梁工程的施工中，有些工程項目中的斜坡位于軟弱地基上，施工人員需要對斜坡進行施工，控制好施工材料的緊密度，防止出現結構變形的問題。在進行填充作業時，施工人員需要嚴格按照事先制定的鋪設作業方案進行施工，優化鋪設順序，提高軟弱地基結構的穩固性和安全性。

2.5 密實加固技術

2.5.1 動力固結法

動力固結法是一種通過強夯的手段對軟弱地基進行處理的方法，該方法可以廣泛應用于砂土、碎石土、素填土、黏性土等土壤中，利用外部的強夯打擊改變土壤結構，提高地基的強度。在實際操作中，施工人員需要運用8～30t的重錘，將重錘調整為8～20m的落距，然后讓重錘反復夯擊地面，使土壤的顆粒結構得到調整，讓土壤更加密實，降低軟弱地基的壓縮性，提高地基的強度。

表2 強夯處理的有效加固深度

在實際的施工過程中，一些軟弱地基的土壤屬于飽和粘性土，在對這類地基進行處理時，施工人員可以采用“動力固結置換法”，將強夯法和置換處理法結合起來，通過外部的夯打，將強度較高的材料擠壓到軟弱地基內，然后使其在施工地基中形成碎石墩，與原有地基共同組成復合地基，最大程度地提高軟弱地基的承載力，減少地基的沉降。當前，強夯處理法經常和機械碾壓法共同使用，這兩種方法的應用原理十分相似，都可以將水分排出土壤，加大土壤的密度。在使用機械碾壓法時，施工人員需要科學選擇碾壓工藝，提前開展碾壓實驗，確定出碾壓的次數和夯實的次數，同時還要確定重錘夯擊的力度、夯擊的范圍[3]。

2.5.2 深層密實加固法

深層密實加固法是一種綜合運用爆破、夯擊、擠壓等手段對軟弱地基進行加固的技術，該技術能夠最大程度的提高軟弱地基的強度，增強地基的穩定性，能夠起到良好的加固處理效果。在道路橋梁工程的施工過程中，施工人員需要結合軟弱地基的具體情況，根據工程對地基強度的要求，使用深層密實加固技術，提高軟弱地基的處理效果，使道路橋梁工程的施工質量得到提升。

2.6 化學加固技術

化學加固技術是一種使用石灰、水泥等化學物質對軟弱地基進行排水固結的方法，該方法能夠提高道路橋梁工程地基的穩定性。當前，常見的化學加固處理法包括灌漿法、深層水泥和石灰攪拌法等。其中，深層水泥和石灰攪拌法能夠利用石灰、水泥和土攪拌時發生的一系列化學反應和物理反應，改變地基的結構和性質，提高軟弱地基的強度，達到良好的加固效果。在使用化學加固技術時，常用的材料包括生石灰、高爐煤灰，這些材料可以在軟弱地基處理中吸收地基當中多余的水分。

3 道路橋梁施工中軟弱地基處理的控制手段

3.1 做好外部環境勘察

在道路橋梁施工中，外部環境也會影響軟弱地基的處理效果，不同區域的地質條件不同、施工環境不同，軟弱地基的厚度、含水量等也存在較大差異。因此，在軟弱地基的處理中，施工單位需要提前做好外部環境勘查，認真分析道路橋梁項目所在區域的軟弱土質，進而選擇科學合理的軟弱地基施工技術，對軟弱土質進行處理。

3.2 優化技術參數指標

優化軟弱地基施工技術參數指標是控制道路橋梁軟弱地基處理技術的重要手段，只有立足道路橋梁工程的地基處理需求，完善軟弱地基處理的技術規范，健全軟弱地基處理的質量控制體系，才能提高施工質量。在道路橋梁軟弱地基的處理中，施工單位需要結合具體的工程項目，制定軟弱地基的處理目標以及相應的技術流程，明確不同技術模塊之間的銜接，對不符合行業技術標準的施工操作進行約束，此外還需要對軟弱地基的施工手段和施工工具進行明確，使整個軟弱地基的處理過程更加精細化、科學化。

3.3 加強施工現場管理

加強施工現場管理是提高軟弱地基處理質量、提升技術應用效果的重要控制手段。作為道路橋梁工程的現場管理人員，需要從道路橋梁構造的實際情況出發，結合現場勘查數據，靈活選擇道路橋梁工程中軟弱地基的處理方法。例如，有些橋梁工程的等級較高，對地基穩定性的要求也比較高，施工人員需要選擇更加高標準的軟弱地基處理技術，優化施工材料，避免軟弱地基出現沉降，制定出切合工程實際的軟弱地基處理方案。在軟弱地基施工的現場管理中，管理人員需要做好軟弱地基處理監測，充分運用現代化的技術手段，對施工工藝進行管控，使表層處理、地基處理、排水等工作科學推進，嚴格把控填料的質量，避免不合格的材料進入施工場地。

4 結束語

綜上所述，在道路橋梁施工中，軟弱地基的處理方式主要包括換填土、布置排水板、加筋、密實加固等方法，這些方法能夠提高軟弱地基的承載能力，降低土壤的含水量，使地基符合道路橋梁工程的施工要求。在軟弱地基的處理中，施工人員需要加強對外部環境的勘察，深入分析軟弱地基的土壤結構、土質特性，結合道路工程等級，按照規定的技術標準，開展軟弱地基處理工作，提高軟弱地基的穩定性。