道路與橋梁施工中軟土地基施工技術(shù)應(yīng)用分析

劉凱

（山東綠達(dá)建設(shè)發(fā)展集團(tuán)有限公司，山東 濰坊 261000）

0 引言

道路與橋梁工程在方便區(qū)域公眾出行，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展等多個(gè)方面均發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，而軟土地基的存在對(duì)道路與橋梁工程的實(shí)際建設(shè)質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重威脅和影響。因此，有必要對(duì)道路與橋梁施工中相應(yīng)軟土地基施工技術(shù)的合理應(yīng)用進(jìn)行深入研究，從而進(jìn)一步提高道路與橋梁工程的建設(shè)成效，促進(jìn)各地區(qū)社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

1 軟土地基介紹

道路與橋梁施工中軟土地基普遍存在，其指的是施工區(qū)域中存在的強(qiáng)度低或者壓縮量高的一系列軟弱土層。這些土層內(nèi)部含有大量的有機(jī)物質(zhì)，因此一般承載力均明顯偏低，而且會(huì)在荷載的長(zhǎng)時(shí)間影響下產(chǎn)生各種病害，包括變形、沉降、滑動(dòng)等。軟土地基的主要特點(diǎn)是含水量高，通常在35%～80%之間；土壤中的孔隙率大，一般介于1～2 之間；具有很強(qiáng)的流變性，受到荷載影響后會(huì)逐漸變形。

此外，軟土地基本身的抗剪強(qiáng)度也比較小，通常處于20kPa 以下[1]。

2 道路與橋梁施工中常見(jiàn)軟土地基施工技術(shù)分析

現(xiàn)階段，在道路與橋梁施工中可以采用的軟土地基施工技術(shù)相對(duì)較多，常見(jiàn)的主要包括以下幾種：

2.1 強(qiáng)夯技術(shù)

此種技術(shù)在道路與橋梁施工中廣泛應(yīng)用，也稱(chēng)之為“動(dòng)力加固法”。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，主要通過(guò)將具備一定重量的夯錘從高處自由下落產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊力，從而對(duì)施工區(qū)域的土地結(jié)構(gòu)造成適當(dāng)?shù)钠茐模缓蟠偈怪車(chē)馏w實(shí)現(xiàn)持續(xù)擠壓，最終達(dá)到提升地基承載力的目的。該技術(shù)通常在工期短還有土層比較淺的工程中比較適用。

2.2 粉煤灰碎石加固技術(shù)

在開(kāi)展道路與橋梁工程施工時(shí)，粉煤灰碎石加固技術(shù)也得到廣泛應(yīng)用，其利用粉煤灰還有碎石等多種不同的材料，配合使用水泥和水，通過(guò)機(jī)械攪拌的形式最終打造出一種具備較強(qiáng)黏性的樁體結(jié)構(gòu)。樁體結(jié)構(gòu)可以和樁間土還有褥墊層逐漸構(gòu)成復(fù)合地基，從而促使地基具備較為良好的穩(wěn)定性還有整體性，切實(shí)滿足工程的建設(shè)需求[2]。

2.3 換填技術(shù)

換填技術(shù)在道路與橋梁施工中極為常見(jiàn)，又被稱(chēng)為“換填法”，其主要是指將地基范圍內(nèi)的相應(yīng)軟土進(jìn)行部分或者全部清除，在此基礎(chǔ)上利用一些具備較強(qiáng)穩(wěn)定性的土、石或者砂礫等各類(lèi)材料進(jìn)行回填，再借助壓路機(jī)等設(shè)備對(duì)換填后的材料進(jìn)行有效壓實(shí)。此方法施工簡(jiǎn)便、易行，通常僅適合一些淺層的軟弱地基，能夠顯著提升地基承載力、剛度。

根據(jù)換填材料的不同，一般情況下該技術(shù)能夠分為砂墊層換填技術(shù)、粉質(zhì)黏土墊層換填技術(shù)、礦渣墊層換填技術(shù)等多種類(lèi)型。在實(shí)際應(yīng)用期間，需要根據(jù)工程實(shí)際情況，合理地設(shè)定墊層厚度、寬度等一系列參數(shù)。

2.4 土工織物處理技術(shù)

土工織物處理技術(shù)是利用先進(jìn)的土工織物來(lái)有效增強(qiáng)軟土地基性能，同樣適合應(yīng)用在一些比較淺的軟土地基中，主要將土工織物先合理地鋪設(shè)在軟基底部，然后通過(guò)地基自重作用，使已經(jīng)鋪好的土工織物逐漸受到壓力，從而生成一定的抗滑力矩，最終促使地基穩(wěn)定性以及承載力不斷提升。

2.5 振動(dòng)擠密砂樁技術(shù)

振動(dòng)擠密砂樁技術(shù)目前在道路與橋梁施工中廣泛應(yīng)用，其可以有效地對(duì)一系列深度較大的軟土地基開(kāi)展加固處理，顯著提高道路與橋梁工程的建設(shè)效率和質(zhì)量。該技術(shù)主要先通過(guò)相應(yīng)的鉆孔設(shè)備在軟土地基鉆孔，然后利用振動(dòng)沉管等相應(yīng)設(shè)備設(shè)施，將提前準(zhǔn)備好的砂料壓入鉆好的孔內(nèi)部，以此構(gòu)造出具有較強(qiáng)密實(shí)性的砂樁結(jié)構(gòu)，從而提升軟土地基強(qiáng)度的效果。

3 案例概述

該案例工程為某市開(kāi)展的道路與橋梁工程建設(shè)項(xiàng)目，該標(biāo)段長(zhǎng)度約7km，全程車(chē)速為80km/h，雙向四車(chē)道設(shè)計(jì)，實(shí)際路基寬度達(dá)到24.5m。在開(kāi)展工程現(xiàn)場(chǎng)勘察活動(dòng)期間，相關(guān)工作人員發(fā)現(xiàn)該標(biāo)段存在軟土地基問(wèn)題，實(shí)際深度處于0～2.5m 之間。案例工程的相關(guān)施工單位綜合考慮了成本、地基承載力還有沉降量、工期等多方面后，最終決定采用片石換填技術(shù)實(shí)施該段軟土地基處理。該技術(shù)強(qiáng)調(diào)根據(jù)縱橫具體范圍合理實(shí)施換填作業(yè)，對(duì)于橫向開(kāi)展的片石換填活動(dòng)需達(dá)到排水溝位置的對(duì)應(yīng)外緣75cm 左右區(qū)域；縱向開(kāi)展的片石換填活動(dòng)必須貫穿整個(gè)路段；而針對(duì)橋頭區(qū)域，需到錐坡腳位置。完成換填處理后的地基還要再鋪設(shè)一層碎石及路堤填料，兩者的厚度均為30cm。因該案例工程對(duì)軟土地基最終的處理效果比較理想，提升了道路與橋梁施工質(zhì)量，所以便結(jié)合該工程針對(duì)換填施工技術(shù)在道路與橋梁施工中的應(yīng)用進(jìn)行深入探究[3]。

4 道路與橋梁施工中軟土地基換填施工技術(shù)的應(yīng)用

4.1 合理選擇片石

道路與橋梁工程施工中，片石換填技術(shù)采用的片石材料一般情況下均是取自土石方爆破開(kāi)挖后產(chǎn)生的材料，這種材料中可能有部分石料的實(shí)際硬度無(wú)法有效滿足軟土地基的處理要求，因此該案例工程未對(duì)其進(jìn)行選用。針對(duì)片石材料案例工程要求技術(shù)人員依據(jù)國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)還有規(guī)范進(jìn)行合理選定，最終選定中硬巖石，且具體粒徑要求必須超過(guò)4cm 以上，材料的強(qiáng)度也需要超過(guò)15MPa。對(duì)于最終采購(gòu)的巖石材料中需要保證滿足這一標(biāo)準(zhǔn)要求的片石必須達(dá)到70%以上，此外，該工程要求填料不均勻系數(shù)處于20%以內(nèi)即可。

4.2 準(zhǔn)備工作

為提高片石換填施工技術(shù)的應(yīng)用效果，案例工程強(qiáng)調(diào)在開(kāi)展正式施工作業(yè)前，務(wù)必做好相關(guān)準(zhǔn)備活動(dòng)。

第一，施工人員需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)基面存在的積水進(jìn)行徹底排除，同時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)存在的各類(lèi)雜物做出仔細(xì)清理，避免對(duì)換填施工質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。除此之外，針對(duì)存在地下水浸入的一系列地段，施工人員還應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況，通過(guò)打造片石盲溝等措施來(lái)提高地下水排水成效。

第二，在正式開(kāi)展施工作業(yè)前，如果檢測(cè)發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)的相應(yīng)地面橫坡坡度達(dá)到1∶5 以上，施工人員應(yīng)在橫坡所在區(qū)域適當(dāng)?shù)亻_(kāi)挖臺(tái)階，通常臺(tái)階寬度約2m 即可，并保證向內(nèi)傾斜約4%。施工人員在挖完臺(tái)階后，還應(yīng)利用相應(yīng)的小型夯實(shí)設(shè)備對(duì)臺(tái)階進(jìn)行緊密壓實(shí)，一般順序?yàn)樽陨隙隆?/p>

第三，正式開(kāi)展片石換填施工前，應(yīng)該完成縱橫排水溝的挖設(shè)，以此增強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)的臨時(shí)排水能力，確保施工現(xiàn)場(chǎng)可以處于良好的清潔干燥狀態(tài)。

第四，施工前還需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展全面仔細(xì)的勘察，并與圖紙進(jìn)行核對(duì)，若發(fā)現(xiàn)相應(yīng)問(wèn)題需及時(shí)向上級(jí)主管反映，在經(jīng)確認(rèn)以及處理后，方可正式開(kāi)展施工作業(yè)。

第五，對(duì)于施工期間需要用到的人員、材料還有一系列機(jī)具機(jī)械設(shè)備等應(yīng)保證備足備齊，針對(duì)材料和設(shè)備還需要開(kāi)展性能、質(zhì)量檢查，確認(rèn)無(wú)任何問(wèn)題后方可投入使用。

4.3 測(cè)量放樣

片石換填施工活動(dòng)正式開(kāi)展前，相關(guān)技術(shù)人員需對(duì)控制點(diǎn)坐標(biāo)還有具體高程等做出仔細(xì)復(fù)核，并基于此完成測(cè)量控制方面的設(shè)置工作。該案例工程中，每個(gè)施工控制點(diǎn)均安排了相應(yīng)的專(zhuān)人負(fù)責(zé)落實(shí)好定期復(fù)核工作，從而確保正式施工過(guò)程中相應(yīng)的測(cè)量結(jié)果足夠精準(zhǔn)可靠，進(jìn)而為施工作業(yè)的合理開(kāi)展提供指導(dǎo)和參考。

此外，施工人員還應(yīng)依據(jù)圖紙及觸探試驗(yàn)獲取數(shù)據(jù)信息，測(cè)量放樣現(xiàn)場(chǎng)需要進(jìn)行清淤的具體范圍，避免產(chǎn)生超欠挖等相關(guān)問(wèn)題[4]。

4.4 組織清淤工作

在有效完成測(cè)量放樣活動(dòng)后，即可組織開(kāi)展清淤工作，該案例工程的此項(xiàng)工作以機(jī)械輔以人工的方式來(lái)完成，施工人員需要根據(jù)設(shè)計(jì)要求開(kāi)展分段清淤作業(yè)，具體每段長(zhǎng)度設(shè)定為30m，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理人員等要落實(shí)驗(yàn)收工作。清淤作業(yè)主要遵循“從近到遠(yuǎn)”還有“從上到下”的原則，施工人員需要將區(qū)域內(nèi)表層植被等一系列雜物進(jìn)行清除，在此基礎(chǔ)上對(duì)下層淤泥實(shí)施清除。

4.5 換填施工

完成清淤作業(yè)后，施工人員即可開(kāi)展換填施工，該案例工程的換填施工要點(diǎn)如下：

第一，片石換填作業(yè)主要遵循“水平分層”原則，每一層均需要開(kāi)展碾壓作業(yè)，確保實(shí)際每層填筑厚度在50cm。針對(duì)部分難以分層或者分段施工的區(qū)域，施工人員先將一些強(qiáng)度比較大的片石石料先在地基最下層進(jìn)行鋪設(shè)，片石間距需保證均勻適宜，在此基礎(chǔ)上鋪設(shè)一層軟質(zhì)石料，避免填筑表面出現(xiàn)石塊松動(dòng)還有孔洞等相關(guān)問(wèn)題，有助于提高換填質(zhì)量。

第二，對(duì)于攤鋪?zhàn)鳂I(yè)，該案例工程強(qiáng)調(diào)大粒徑石料的攤鋪應(yīng)該采用漸進(jìn)攤鋪法，卸料作業(yè)應(yīng)遵循“先低后高”“先兩側(cè)后中間”這一施工原則，卸料期間相應(yīng)自卸車(chē)應(yīng)做到勻速前進(jìn)，現(xiàn)場(chǎng)施工人員緊隨其后通過(guò)推土機(jī)或人工形式對(duì)石料進(jìn)行攤鋪整平。工程所用的細(xì)粒徑料主要在完成大粒徑石料壓實(shí)作業(yè)后，通過(guò)自卸車(chē)在基面上勻速后退進(jìn)行卸料，施工人員再借助推土機(jī)完成細(xì)粒徑石料的攤鋪及整平。

第三，在人工實(shí)施攤鋪活動(dòng)時(shí)，針對(duì)一些粒徑明顯超過(guò)25cm 的石料主要遵循“大面朝下”原則進(jìn)行合理放置，對(duì)于小塊石料還應(yīng)該鋪設(shè)在實(shí)際粒徑超過(guò)25cm 的石料上，然后再結(jié)合具體情況鋪設(shè)小石塊、石渣或石屑等一系列其他材料，最終完成攤鋪面的有效壓實(shí)。對(duì)于粒徑未能達(dá)到25cm 的石料，該案例工程要求保證所有石料需要均勻地進(jìn)行鋪設(shè)，避免與某一粒徑接近的石料出現(xiàn)過(guò)于集中的問(wèn)題。

4.6 碾壓施工

碾壓施工屬于換填施工技術(shù)在道路與橋梁施工中應(yīng)用時(shí)需要重點(diǎn)關(guān)注的一個(gè)環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)施工質(zhì)量的高低能夠?qū)φ麄€(gè)換填技術(shù)的應(yīng)用效果產(chǎn)生決定性的影響。該案例工程在此環(huán)節(jié)的操作流程如下：

第一，正式碾壓前，施工人員對(duì)已經(jīng)完成的攤鋪整平基面做出仔細(xì)檢查，針對(duì)填料最大粒徑做出合理調(diào)控，確保其不能超出層厚的2/3。若超出這一范圍，需要對(duì)其開(kāi)展降解活動(dòng)，若是現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法有效降解，可直接將其剔除。檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)存在較大的石料孔隙，施工人員利用小石塊、石屑等進(jìn)行合理填充，保證基面沒(méi)有任何明顯的突出位置或孔洞等相關(guān)問(wèn)題，在最終獲得足夠干凈、平整的效果后即可開(kāi)展碾壓作業(yè)[5]。

第二，該案例工程所用碾壓設(shè)備主要為振動(dòng)壓路機(jī)，在開(kāi)展碾壓作業(yè)前，相關(guān)施工人員以及技術(shù)人員需要對(duì)壓路機(jī)做出全面仔細(xì)的檢查，確認(rèn)性能達(dá)標(biāo)后，再結(jié)合試驗(yàn)段最終明確的施工參數(shù)來(lái)對(duì)設(shè)備的作業(yè)參數(shù)做出調(diào)整，比如案例工程強(qiáng)調(diào)應(yīng)保持在50t 以上，以此確保碾壓作業(yè)能夠取得理想成效。

第三，碾壓活動(dòng)應(yīng)做到連續(xù)均勻。該案例工程正式碾壓時(shí)將速度有效地保持在4km/h 以內(nèi)。整個(gè)碾壓作業(yè)分三步進(jìn)行：初壓所用機(jī)械設(shè)備為20t 振動(dòng)壓路機(jī)，碾壓遍數(shù)達(dá)到2 遍即可；復(fù)壓同樣采用20t 振動(dòng)壓路機(jī)，碾壓遍數(shù)需要達(dá)到3 遍；終壓所用機(jī)械設(shè)備更改為50t 振動(dòng)壓路機(jī)，碾壓遍數(shù)同樣需要達(dá)到3 遍。

第四，施工人員在開(kāi)展碾壓活動(dòng)期間，直線段主要根據(jù)“先兩邊后中間”的順序要求實(shí)施碾壓；小半徑曲線路段則反順序開(kāi)展碾壓活動(dòng)。

4.7 開(kāi)展完工檢測(cè)工作

道路與橋梁軟土地基施工中選用換填施工技術(shù)時(shí)，需要在完成碾壓作業(yè)后及時(shí)開(kāi)展碾壓質(zhì)量檢測(cè)工作，以此確保換填質(zhì)量達(dá)標(biāo)，保證道路與橋梁施工順利開(kāi)展，其具體流程如下：

其一，檢測(cè)人員需要在完成碾壓的相應(yīng)基面中先順著縱向選定幾個(gè)檢測(cè)點(diǎn)。

其二，在檢測(cè)點(diǎn)選定完成后，相關(guān)檢測(cè)人員即可組織開(kāi)展檢測(cè)，先利用提前準(zhǔn)備好并完成校準(zhǔn)工作的水準(zhǔn)儀實(shí)施高差檢測(cè)，然后在選定的檢測(cè)點(diǎn)中合理地安裝相應(yīng)的平整模板，該案例工程模板長(zhǎng)度設(shè)定為10cm，厚度為5cm，在此基礎(chǔ)上利用振動(dòng)壓路機(jī)實(shí)施反復(fù)碾壓，振動(dòng)機(jī)噸位要求超過(guò)20t，碾壓遍數(shù)控制在8 遍。碾壓完成后，檢測(cè)人員開(kāi)展高差測(cè)量工作，并將測(cè)量的數(shù)據(jù)與碾壓前的數(shù)據(jù)展開(kāi)對(duì)比，最終獲取沉降高差值。對(duì)于壓實(shí)沉降高差，如果最大值能夠有效保持在5mm 以內(nèi)，并且平均值保持在3m 以內(nèi)，同時(shí)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)差能夠處于2mm 以內(nèi)，則可以表明此次檢測(cè)結(jié)果合格，并且壓實(shí)作業(yè)的質(zhì)量同樣合格達(dá)標(biāo)。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，道路與橋梁工程是促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，也是改善民生的重要路徑之一。由于軟土地基在我國(guó)有著廣泛分布，在實(shí)際開(kāi)展道路與橋梁施工作業(yè)時(shí)很容易遇到此問(wèn)題，為提高道路與橋梁工程建設(shè)質(zhì)量，有關(guān)單位應(yīng)積極了解和掌握各類(lèi)軟土地基施工技術(shù)，并切實(shí)結(jié)合工程實(shí)際情況，合理地選用最為適宜的施工技術(shù)手段，從而提高軟土地基處理成效，確保道路與橋梁工程能夠高質(zhì)量完成。