探析軟土地基處理技術在市政路橋施工中的應用

張強

（太原市政建設集團有限公司，山西太原 030000）

0 引言

路橋橋梁作為重要的運輸結構，在當前的交通體系中發揮著重要的支撐作用，其自身的結構穩定性能以及運輸壽命在很大程度上決定著交通事業的綜合發展水平。在全新的運輸環境中，路橋橋梁工程的規模在日漸擴大，同時對軟土路基的施工也提出更高的要求，施工單位需要精準掌握軟土路基的結構特點，就具體的施工技術手段展開有效分析，并深入發掘和探索質量的管控舉措，這樣能夠促進整個路橋橋梁運輸事業實現良性的發展。

1 軟土路基的危害

從整體上來說，對于軟土路基而言，其本身所呈現的壓縮性較強，而且擁有較高的含水量。因受本身性能因素的影響，出現沉降現象的可能性較高，無形之中增加了施工難度。同時，從結構穩定性方面來看，軟土路基的性能相對較差，絮狀結構會在軟土路基內部出現，對土壤結構造成負面影響。如果情況嚴重，則會對土壤結構造成直接破壞，已有強度與施工要求無法處于有效承接的狀態，進而影響后續施工活動的正常開展。從抗干擾性能方面來看，軟土路基的性能相對較差，在短時間內，軟土路基的性能難以得到有效恢復，滲透性不理想。經過長時間的使用，則會快速降低軟土路基本身的負荷能力，使得其內部結構嚴重變形，無形之中增加了交通運行的危險性。在對路橋橋梁項目進行施工前，沒有圍繞軟土路基對其進行及時有效的處理，則會影響到車輛的正常通行，極易導致施工安全事故的出現[1]。從抗剪強度方面來看，與路面抗剪強度相比，前者處于超出的狀態，很容易使得路橋工程受到破壞，在穩定性較差因素的影響之下，發生沉降現象的可能性較大。對于軟土路基來說，以性質為切入點，各部分之間的差異較大。在不用負荷作用的影響之下，出現變形的現象會較為嚴重，而且變形形式較為多樣，這就會影響路橋橋梁工程的正常施工，甚至會出現斷道情況。

2 軟土路基處理技術應用現狀

總體而言，目前處理軟土路基的技術較為完善，經驗較為豐富，工藝較為多樣。例如，深層攪拌、強夯法、土樁法（灰土樁法、粉煤灰樁法、石灰樁法、砂樁法）、爆破法、碎石樁法、水泥粉煤灰擊石柱法、粉噴樁法、旋噴樁法、豎向排水法、加鋪土工織物等施工方法已經被熟練掌握。在具體操作中，在軟土路基施工時使用頻率最高的是砂墊法（袋裝砂土工織物或塑料排水板），這是因為這種方法的經濟效益、進度效益、社會效益突出。通過砂墊法，路橋路基的質量和穩定性能夠得到有效保障，路橋施工的進度和效率也較快。綜合看來，砂墊法是合理有效的施工方案和技術措施。

目前，在處理軟土路基前，應該由專家和設計人員共同設計出科學、合理、準確的施工方案，統籌考慮當地實際地況、路基特點、經濟水平、投資環境、生態保護、材料供給等具體因素。在處理軟土路基過程中，應該嚴格落實施工方案，并根據具體情況進行及時、靈活的調整，盡量節約材料，貫徹就地取材、因地制宜的原則。在完善以上環節的基礎上，處理軟土路基的工藝和技術將更加成熟。如果實際沉降程度超出施工計劃預期，就會出現路橋各結構之間連結穩定性不足或實際路橋建設高度不符合施工要求等情況[2]。另外，軟土路基普遍存在凝固速度慢且強度較低的特點，施工過程中會出現頻繁的路堤滑坡現象，不僅可能拖延工程進度，還會影響整體路橋工程的質量。軟弱路基的壓縮性較高，會由于外力的作用而出現明顯的壓縮現象，從而導致建設于上方的路橋結構失穩沉陷；軟弱路基的滲透性有限，鞏固周期相對較長；在擠壓、震動多項作用下，軟弱路基還將產生豐富的破壞絮狀結構，此部分的存在隨之影響到土體的強度。如果軟土路基方案設計本身存在問題，沉降比例不符合標準，則可能需要重新施工。如果路橋的各種材料或者結構的接合處缺乏穩定性，則需要后期進行及時補救。另外，路基高度可能存在過低或過高的情況，將對路橋的運營產生負面影響，應該在施工后加以確認和驗證。

3 市政路橋工程中軟土路基處理方法

目前，在我國市政路橋建設中，軟土地基的治理方式包括以下7 種。

3.1 軟土路基換填置換技術

換填置換技術是目前較為普遍的一種軟土地基處置技術，它是將地基表層的不符合標準的土開挖，并按照工程的實際情況選擇具有高透水性、高強度、高硬度的土（如素土、礦渣、砂石、灰土）進行填充，填充后要進行多道夯實，并進行分級，以確保更換的地基滿足設計的壓實度，提高地基強度。填筑物可提高路基的排水性能，減小土中的孔隙和水分，減小車輛引起的不均勻沉降，提高路基的承載力，確保路基的穩定。采用換填置換工藝時，必須對更換的填料品質進行嚴格控制，并且嚴禁加入其他的雜物。換填置換法是一種比較昂貴的方法，它適用于地下暗溝或暗塘的表面和淺層的治理，其深度通常在0.5～3m，不宜用于深層或大體積的軟黏土，否則成本會很高。其施工工藝簡單，處理軟土快速，能全方位地提高地基質量。

3.2 真空預壓技術

真空預壓法是對排水板預壓技術進行改進的一種新型的軟土地基處理技術，利用真空抽吸裝置將軟土中的氣體抽出來，通過壓力的不同，將軟土中的水分排出，擠壓出土壤中的水分，從而減少土體中的濕度，減少孔隙率，加快路基的沉陷，從而達到壓縮路基，排水固結，穩定路基的效果。這種施工方式可以減少預壓期，節約施工時間，而且在真空預壓期結束后，不會產生地基上的剪應力因排水增大的情況，從而避免了地基的剪力破壞問題。這種處理方式適合于松軟的飽和土壤，而對于滲透率很小的黏土則要慎重選擇使用。通常采用真空預壓法和堆載預壓組合使用，先按真空預壓抽真空至設計壓力合格后，再進行堆載預壓并繼續抽氣。

3.3 填土法

將路基表面清理干凈，清理樹根、生活垃圾等雜物，然后按照一定的工藝流程進行操作。

（1）保證路基填料符合要求，上路床路面地面以下深度為0～30cm 時，填料最小強度CBR、最大粒徑、壓實度（重型）分別為8%、10cm、96%；下路床的路面地面以下深度為30～80cm 時，填料最小強度CBR、最大粒徑、壓實度（重型）分別為5%、10cm、96%。

（2）做好路基填筑與壓實，采取分層壓實的方法。

（3）采用分層方式進行填筑，當要求路基平整度符合要求。填土法在應用中對軟土埋深要求較高，需控制在3m 以內，且局部埋深不能超過6m[3]。將不良地基按照要求挖除，將符合要求的材料替換進去，采取分層壓實的方式確保地基的壓實度符合要求；填料分層松鋪厚度、壓實度需分別控制在50cm 以內、90%以上；將碎石、砂礫等透水性材料；換填在填區底部50cm 范圍內，碾壓遍數可對石渣填料進行控制，在確定壓實標準時，以石料間密實狀態作為參考，在壓實期間需使用振動壓路機，碾壓次數為2～6 遍。

3.4 排水固結法

路橋施工期間軟黏土地基的穩定性問題與沉降問題，可通過排水固結法進行有效處理。排水固結法的施工工藝流程如下。

（1）施工測量。施工定位放線工作需使用GPS 進行處理，將基準點引測到施工區域。在高程測量前，要在場地填土前后、鋪砂墊層后進行此項工作。

（2）試驗段施工。軟土地基試驗段確定之后，為保證施工質量，需選擇有代表性的試驗路段，要求試驗路段不宜過長，以100～200m 為宜。如果路段內情況比較復雜，可在不同施工路段應用不同的方法。

（3）砂墊層施工。在預壓施工中需做好砂墊層施工，滲透水會從土地進入，需將其快速排出，讓土體能有效固結。加固效果、預壓時間與砂墊層質量有直接聯系。砂墊層材料確定為級配中粗砂，確保其具有良好的滲透性。同時也要保證含泥量在5%以內，且砂墊層厚度控制在30～50cm。

（4）袋裝砂井施工。豎向排水體的構成元素為砂井、袋裝砂井與塑料排水板。基底回填期間，將草袋圍堰沿著坡腳線向外側筑，在陡于1:5 的基面橫坡部分開挖臺階。完成基底作業之后，需及時就位砂井機，要求砂井機與樁位對準，將垂直誤差控制在1.5%以內。為將填沙袋送入管道，需使用入口滾輪沙袋快速送入，拉起袋尾，提升套管，提高0.5m 之后，要放開沙袋。將5 個觀測點與2 個水準點設置在觀測點，按照要求將地表沉降處理好，并將位移觀測樁安裝在路堤坡角外1m 位置。

3.5 高壓噴射注漿法

高壓噴射注漿法指的是利用來自日本的加固軟土體技術對路基進行高壓噴射注漿，提高路基承壓能力和抗形變能力。高壓噴射注漿法的基礎是化學注漿技術，該技術在我國發展時間較短、提升空間較大。即使目前高壓噴射注漿法在我國的運用范圍較小，但仍是軟土路基施工技術未來研究的重要方向。

3.6 重錘強夯技術

對軟土路基進行優化處理的主要目的是增強軟土路基的結構穩定性與承載力，使其能夠符合相關道路工程的施工要求，并在最大程度上提升路橋使用年限。基于軟土路基含水量大、土層分布情況復雜疏松、抗堿性弱、排水性能弱等特點，能夠改善軟土路基力學參數的重錘強夯技術自然也是一種能夠明顯改善軟土路基承載力與結構穩定性的處理方式。在進行重錘強夯作業之前，相關施工人員應結合路橋工程相關施工要求與施工所在地實際軟土路基狀態進行夯錘重量的選擇，常用夯錘重量為10～40t[4]。實際作業之中，夯錘將會通過以高空墜落的形式對軟土路基指定位置造成沖擊效果，通過巨大沖擊力對軟土路基進行夯實處理。重錘強弩作業的工作過程也是對軟土路基力學參數的改善過程，重錘強夯技術對軟土路基穩定性與承載力的改善較為明顯。同時，重錘強夯技術相較于其他技術而言改善成本較低、改善效果較好、整體施工操作流程較為簡單快捷。但該技術并非適用于所有類型的軟土路基，對黏土及濕陷性黃土等類型改善效果較好，而不適用于黏土與高飽和土。

3.7 軟土地基路基填筑

在完成軟土基地處理后，選擇路基一段進行試驗段施工，通過試驗數據來確定不同的施工機具壓實成適宜的松鋪厚度和相應的碾壓方式、碾壓遍數以及最佳的機械組合和施工工序組合，以獲得最佳的施工工藝和最合理的機械組合。路橋軟土路基施工過程中，在路基實施階段開展結構填筑要嚴格按照方案設計以及軟土路基施工與設計標準文件要求，針對工程項目各項施工標準與指標進行詳細總結。

（1）建筑原材料應嚴格控制材料質量水平，并且針對元素含量不符合標準要求的原材料進行清除，如果材料嚴重超出標準則堅決清理。

（2）整平操作時，道路碾壓材料的表面平整程度直接關系到道路碾壓質量，所以路橋項目施工過程中，使用推土設備平整時需要做好基礎結構排水，避免雨水不斷沖刷邊坡，導致道路坍塌。機械組合及碾壓遍數根據現場實際情況而定，并要滿足各項壓實度區（區）檢測指標要求。

4 軟土地基處理的后期檢測維護和技術發展方向

路橋對于國家經濟發展和人民幸福生活具有深刻影響，是城市、鄉村繁榮程度和發展程度的重要標志。但是，近年來，我國路橋施工和路橋運營出現了一些事故，導致了難以估計、不可挽回的損失和后果。為了保障人民群眾的生命和財產安全，在路橋施工中必須綜合考慮多種因素，盡量減少對人民日常生活的影響和干擾。

在路橋施工完成后，必須做好后期檢查和維修工作，確保路橋使用過程中的安全。安全在線檢測技術作為新時代科技發展的產物，對于保障路橋安全、方便出行具有重要意義。如果能利用好安全在線檢測技術，我國在軟土地路基施工技術領域將實現極大突破，施工問題解決的效率將得到極大提高。安全在線檢測技術還能為工作人員提供更加便利、舒適的工作環境，減輕工作人員的工作負擔和工作壓力，提高路橋施工和檢測人員的工作積極性[5]。

目前來看，我國軟土路基施工技術已經發展到較為成熟的水平，但是仍然存在缺乏合作、缺少頂尖人才等問題。為了保證我國路橋建設的穩步發展，路橋建設相關人員應該齊心協力，共同探討疑難問題，突破技術尖端。要熟練掌握并優化軟土路基的施工處理技術，必須打破技術和信息壁壘，攻克我國軟土路基處理技術的短板和弱點，實現全面、多向發展，為我國路橋建設提供重要支撐。

5 結語

綜上所述，軟土路基的存在影響路橋結構的完整性和穩定性，在正式施工前需要將軟土路基的處理工作落實到位。經過本文的分析，提出軟土路基處理中的常見技術形式，結合工程施工狀況，選擇的是旋噴樁處理技術，進而確定施工流程，有序完成鉆孔、下放注漿管、旋噴等各項工作。開挖檢查和荷載試驗結果均表明軟土路基的結構形態較好、承載力較高，達到預期要求，采取的旋噴樁加固軟土路基施工技術具有可行性。