路橋施工技術對軟土地基的處理探討

陸建羽

溫嶺市九龍匯開發建設有限公司 浙江 臺州 317500

引言

任何規模及類型的路橋工程建設都有極高的技術標準，有關人員在參與項目時必須強化技術選擇與管控，特別是在面臨軟土地基時，施工人員需準確把握軟土地基的特點、此類地基對路橋結構的危害，從經濟性、技術性角度選擇最佳技術，保障軟土地基性能。未來的路橋項目中有關人員需繼續研究軟土地基處理的新技術，以豐富技術形式。

1 路橋工程軟土地基的基本特點

1.1 疏松多孔

在路橋工程建設中，因為每一工程所在地的環境各有不同，面臨的地基條件各有不同。許多路橋工程都會遇到軟土地基，此類地基中顆粒狀泥土或黏土的含量較高，土質疏松，導致土壤中的電荷呈現不均勻分布狀態，不利于工程建設的順利開展。當然，軟土地基中的泥炭或者砂石含量也相對較高，這些雜質的影響下，地基孔隙、空間尺寸較大，在強降雨天氣下雨水將沿著孔隙滲透到地基內部，導致地基強度、支撐力大大降低，給地上及周邊建筑帶來較大風險[1]。

1.2 土體的流動性強

我國的江河湖海等分布較多，在這些區域內因為特殊的水文條件，軟土地基比較常見。與常規地基不同，軟土地基的土體結構疏松，孔隙多且不同孔隙之間的距離大，土壤中水分、氣泡較多，土體密實度較差，如直接在此類地基上進行工程建設，如遭遇外部作用，地基變形較為明顯，無法保障結構安全。路橋工程中如遇軟土地基，其中的含水量較高，在溫度影響下水分快速蒸發，導致周圍土壤逐步產生向外擴散的運動過程，伴隨著路橋工程施工建設，將給地基施加更大的作用力，在達到特定程度時必將引發地基沉降，導致路基路面損壞。

1.3 抗剪能力弱

軟土地基的抗剪能力弱，在施工過程中必須關注這一方面，選擇恰當的技術處理地基，改善軟土地基原有的性能。在較大的外部壓力下，軟土地基無法保持其原始形態，往往會發生或大或小的變形現象，再加上地基質地疏松且多孔，如未采取有效的加固方式，地基強度、抗剪性都將保持在較低水平，不利于施工建設。

2 路橋工程中軟土地基的風險

2.1 增加路橋下沉的可能性

由于軟土地基的特點，不進行特殊處理時可能造成路橋沉降，在發生沉降現象后，路橋工程無法正常使用，存在較大的風險。軟土地基的含水量異常高，在長期的水體侵蝕下路橋地基存在失穩風險，在受到外力作用后路橋必將出現沉降現象，隨著沉降現象的發生，后續路橋工程可能出現局部或整體坍塌[2]。在任何路橋項目中，一旦某一路段有坍塌風險，全部路段都無法通車。為此，路橋工程中有關人員需合理處理軟土地基，以預防路橋的不均勻沉降。

2.2 破壞路橋表面結構

任何路橋工程建設中都需關注項目所在地的土質、水文等基本條件，以這些條件為基準選定施工技術。面臨軟土地基施工條件時，如未選擇恰當的地基處理技術，軟土地基將破壞路橋表面結構，導致道路橋梁的表面坑洼不平、路基和橋基下沉，不僅影響了道路橋梁的正常使用，也會引發交通事故，造成人員傷亡。

3 路橋工程中軟土地基處理技術

3.1 換填技術

軟土地基為路橋工程的難點，為改善地基性能，可選擇換填技術，特別是在埋深淺、軟土集中、厚度較小的施工區段，換填技術的效果較為理想。施工人員需根據軟土地基分布情況，用石灰、沙石等材料進行替換，這些材料的強度高、穩定性好，通過換填施工可修復現場地基條件，預防沉降現象，起到加固作用。在軟土地基中的換填加固技術下為取得良好的施工效果，有關人員需在前期進入現場展開調研，分析軟土類型、深度，選擇高性能替換材料。與此同時，在置換施工期間，施工人員需一次次置換，多次加固并壓實地基，使換填后的壓實度達到路橋施工標準。換填施工作業中應確定回填區域的大小、回填厚度，在此期間應整合已有的各種數據展開一系列分析與計算。如路橋工程為脆弱基礎，在上部有荷載作用的條件下，一旦無法確定基礎的承載、變形特性，最適合采用換填法。

3.2 塑料排水板

軟土地基中塑料排水板方式也相對常用，此技術考慮了軟土地基的高含水量條件。路橋工程中如軟土地基厚度超3m以上的位置、填土高度在5m以上的位置，可直接在軟土地基中布設塑料排水板，將相鄰排水板之間的距離控制在2m以內，以保障排水的通暢性。某路橋工程軟土地基在利用塑料排水板工藝時，以正三角方式布設排水板，施工作業中應嚴格執行以下流程：選擇與實際情況相一致的塑料排水板、攤鋪泥巖、鋪設砂礫石墊層、合理劃分施工區間、插板施工、填筑上層路基[3]。施工期間一旦某一環節的施工不達標，將無法保障軟土地基的承載力、強度。從經濟性、技術性和便捷性分析，現場配備了SPB-I型塑料排水板，施工過程中有關人員不得混合堆放排水板材料，當選定的塑料板進入工程現場后，必須有序存放，并做好遮陽、防水處理，現場人員需根據施工需求來領取。攤鋪泥巖時在恰當的位置應布設橫向排水溝、縱向排水溝，在場地攤鋪泥巖填料，將邊緣厚度控制在0.3m上下。按照施工規范攤鋪好泥巖后，施工人員需攤鋪砂礫石墊層，保持0.5m的攤鋪厚度，隨后安裝插板。在插放塑料板時施工人員需分析淤泥底標高情況，將現場劃分為若干個施工區域，借助相應的工具完成插入點位置，保障位置精度。

3.3 膨脹加固土樁復合地基技術

部分軟土地基的處理中可選擇膨脹加固土樁復合地基技術，此技術下對地基的加固主要利用了膨脹劑、水泥和土之間的反應作用。在整個施工作業期間，活性氧化物成分為關鍵指標，這一成分的含量越高，越有利于促進化學反應，膨脹效果越理想。膨脹加固軟土作業期間，主要的作用成分為氧化物水化、脹發擠密、離子交換、凝膠反應，施工中如能創造良好的反應條件，即可發揮該技術的作用。如施工過程中選擇膨脹加固土樁復合地基技術，施工人員需根據要求建設膨脹加固土樁，以促進該樁體與地基土之間的相互作用，形成復合地基條件，提高地基的承載力。在膨脹加固土樁中，可在選好的水泥材料中添加一定的專用膨脹劑，借助二者之間的反應促進混凝土的體積膨脹，在其體積變大的過程中同步擠壓了周圍土體，軟土地基中的土體孔隙減少，樁體與土體之間的摩擦力大大增大，新形成的地基可滿足路橋工程建設要求。

3.4 剛柔性長短樁復合地基技術

剛柔性長短樁復合地基技術雖對提高地基穩固性具有重要的作用，但此技術的復雜性較高，在施工建設期間有關人員需優化工藝流程及施工路徑，實施施工全過程管理。結合剛柔性長短樁復合地基的構成，核心構成部分為剛性長樁、柔性短樁、樁間土、褥墊層、下臥層，幾個部分之間相互配合，不僅可控制軟土地基的沉降現象，還能保障地基的強度、承載力[4]。

剛性長樁的應力傳遞性能良好，可分擔基礎底部所承載的一部分作用力，為地基上應力向基底的縱向傳遞創造條件。正是因為剛性長樁的這一傳力特性，可有效減小軟土地基在上部的壓縮變形。軟土地基的含水量高，土體壓縮量大，利用柔性短樁可解決這一問題。具體的施工作業中，有關人員需根據現場的地基條件，合理設置柔性短樁，利用這些樁體來加固地基。在現場合理布設褥墊層，能減小剛性長樁的向上刺入量，使樁體具有更強的抵抗力，與短樁相互配合，構成復合性結構承擔荷載。下臥層承受來自剛性長樁的荷載作用，與上部樁體、褥墊層相互配合，共同給復合地基施加作用力。總之，剛柔性長短樁復合地基技術雖能用于路橋工程軟土地基，但在具體利用此技術時，有關人員必須理清受力關系，展開一系列計算與分析。

3.5 管樁加固技術

部分路橋工程在面對軟土地基施工條件時，采用了管樁加固技術，保障了地基性能。依據管樁加固技術的應用情況，施工中需在特定位置設置管樁，以確保地基穩定系數、承載力等符合施工需求。目前工程領域管樁技術有顯著發展，比較常用的有以下幾種：①碎石樁加固技術，此技術中有關人員需根據要求選擇設備，利用這些設備在指定位置打孔，將單位密度大、穩定性好的材料填充于孔內，構成新的樁體，此樁體具有較大的支撐能力，對預防軟土地基的沉降、變形都相對有效。②水泥土樁法，施工建設中相關人員需分析現場的地層條件，在地層中添加一定的水泥材料，當添加后的水泥凝結后可改變地基性能。③鋼筋混凝土管樁加固技術，此技術具有先進性，與上述兩種管樁技術相比，鋼筋混凝土管樁技術下的地基穩定性好、承載力大，樁體與地基之間的摩擦系數基本符合要求，能最大程度上避免地基變形。

3.6 砂墊層技術

軟土地基的加固處理中，砂墊層技術屬于一種基礎性技術，如地基中的含水量超標，但軟土含量較少時可利用砂墊層技術來處理。根據砂墊層對軟土地基的加固原理，施工期間需在地基底層均勻鋪設砂石，以發揮砂石的性能優勢，使地基強度、穩定性符合要求。但因為每一軟土地基現場都有其特殊情況，在利用砂墊層技術時必須從實際情況來分析，優選材料并制定技術規范。一些路橋工程的軟土地基，其軟土層厚度較大，此情況下砂墊層難以取得預期的施工效果，主要是因為厚度較大的軟土層條件下，很難均勻鋪設砂石材料，如在施工期間未做好細節把控，可能導致地基水平高度參差不齊。另外，施工人員在攤鋪砂石材料時，必須從地基加固要求出發，控制攤鋪厚度，一般此厚度需保持在0.5～1.2m這一區間，實現地基加固并隔離軟土。砂墊層施工作業中，砂石材料為影響地基處理效果的重要因素，施工期間應選擇高性能材料，發揮材料的性能優勢。

3.7 預埋加筋技術

預埋加筋技術對保障軟土地基施工效果也相對有效，此技術的本質就是要利用預埋加筋材料，主要為鋼筋或纖維材料，通過合理使用這些材料，可提高土體抗拉強度、剛度，使土體有更大的能力抵抗外部因素引發的變形現象。以鋼筋網格加筋技術為例，施工時有關人員需在軟土地基中嵌入鋼筋網格，構建網狀結構，通過此結構來分散土體應力，預防剪切破壞。如路橋工程軟土地基處理中需適當增加地基的抗剪能力，適合采用鋼筋網格加筋技術。纖維增強材料加筋技術也屬于預埋加筋技術，在地基中嵌入玻璃纖維、碳纖維等材料，以發揮這些材料在強度、延展性方面的優勢，保持土體良好的抗拉強度、抗變形性能[5]。如軟土地基深度較小、需提高地基抗拉能力，應優先采用纖維增強材料加筋技術。預應力錨桿加筋技術本質上為預應力技術，施工建設中有關人員需在現場地基上安裝錨桿，給錨桿施加一定的預應力作用，用錨桿來增強地基承載力。錨固力作用下軟土地基與加固層或者深層結構可靠連接，形成了整體性結構，對改善地基性能的效果相對明顯。一些工程的軟土地基中選用了土釘加筋技術，此技術下需在地基中安裝鋼筋土釘，保持鋼筋土釘與土體的摩擦力，保持地基良好的抗滑穩定性。

4 結束語

目前我國的路橋工程施工工藝越發多樣和先進，雖克服了傳統技術的諸多不足，但經常面臨軟土地基的施工問題。為保障軟土地基施工效果，工程人員需結合實際需求優化施工技術，保障地基加固效果。