橋梁施工中軟土路基的處理措施及施工技術

摘 要：我國地理環境復雜多樣，隨著我國橋梁工程項目數量增多，難免會碰上軟土路基這種特殊的地質情況。而軟土路基的組成物質比較松散，含水量較高，整體的穩定性較差。在這樣的地質條件下施工，如果沒有對軟基進行合理有效的處理，橋梁建設會面臨各種各樣的問題，橋梁工程質量也無法保障。因此，施工單位要高度重視軟土路基的施工作業，加強對施工區域自然環境的勘探，并制定較為適用的軟土路基處理方案，以提高路基的承載能力和穩定性。本文將對軟土路基以及橋梁工程中軟基處理技術展開討論，希望為同行業人員提供有益的參考，有助于我國橋梁工程的發展。

關鍵詞：橋梁施工；軟土路基；處理文章編號：2095-4085（2024）03-0046-03

0 引言

橋梁是現階段我國重要的交通運輸基礎設施之一，隨著我國經濟發展節奏加快，橋梁工程的規模和數量都在增長，人們對于橋梁工程的安全性也頗為關注。而橋梁工程的路基穩定性十分重要，軟土路基在路基類型中出現的頻率較高，因為土質較軟，就會出現沉降、變形及坍塌問題，進而危及橋梁工程的安全。因此橋梁工程施工時對軟土路基的施工也提出更高的要求，面對這種復雜的施工條件，做好路基的規范處理十分有必要［1］。施工單位需要精準掌握軟土路基的結構特點，在各方面條件允許的情況下采取合理的處理措施降低軟土路基的含水量，提高路基壓實度，有效改變軟土的結構和性質，使路基結構更加穩定。

1 橋梁施工中軟土路基處理的必要性分析

1.1 滲透性不足

軟土路基是指地下土壤主要為淤泥和淤泥質土這一類含水量較高、壓縮性較強的土體。由于軟土含水量高，軟土路基中的水分由于處在較為飽和的狀態，從而導致滲透性較差。在這樣的條件下直接施工完成的橋梁，橋面表層的水分無法向下滲透排走，進而容易導致橋面出現開裂等問題，也會導致車輛行駛和行人行走時容易出現打滑現象。此外軟土路基內水分較多，且水分無法及時排走，大量的水分長期積存，會進一步降低路基的穩定性，造成嚴重的不均勻沉降、裂縫等病害出現［2］。

1.2 壓縮穩定的周期較長

由于軟土路基組成成分之間空隙率較大，且充斥著大量的水分，與其他形式的路基相比，土質特別松軟，在荷載作用下，需要經過很長時間才能達到完全壓實的穩定狀態。且大量的水分更是延長了這一壓縮時間，導致軟土路基需要經歷較長的時間和較大的持續壓力才能達到壓縮穩定狀態，從而使路基結構趨于穩定。如果沒有根據這一特點進行軟土路基處理，橋面出現下沉現象的概率較大，且下沉會在沉降趨于穩定前持續加速，會嚴重影響橋梁工程的使用性能和壽命。

1.3 易沉降變形

軟土路基孔隙率過高，土質較為松散，因而強度較低。如果直接在軟土路基上開展橋梁工程建設，由于軟土位于地表以下，地面施工時的各種設備、人員、結構等施加的壓力較大，路基就有可能出現急劇沉降，造成施工安全事故發生。即便順利完成施工，橋梁投入運營后，在持續的荷載作用下，橋梁也會因為沉降出現路基斷裂，橋墩結構變形、橋面開裂等問題，進而影響交通運行，也會造成較大的經濟損失。

1.4 會產生塑性體積應變

軟土路基不管具體的土壤成分如何，內部孔隙率都較高，也正因如此，在應力的作用下會產生應變。當應力較小時，將產生彈性應變，應力和病變成正比關系，且這種應變在應力消失時也隨之消失。當應力增大到一定值后，應力與應變不再成正比關系，應力消失后將留下永久性的變形，稱為塑性應變。由于橋梁工程在使用期間會長期、同時承受車輛、貨物、行人等施加的壓力，會改變軟土的內部結構，造成不可逆的損傷。因此，在橋梁工程施工前期需要重視軟土路基處理問題，提前改善路基結構形態，縮小土粒之間的孔隙，以降低橋梁工程出現開裂等病害的可能性［3］。

2 橋梁施工中軟土路基的處理原則

2.1 經濟性原則

在各類工程建設中，經濟效益一直是企業重點追求的目標之一。而目前的橋梁工程建設規模不斷擴大，建設成本也越來越高，工程建設期間各方面的投入如果不能合理管控，都有可能導致最終的工程造價較高而無法獲得預期效益。而在軟土路基處理環節，可選擇的處理技術方案較多，各種方案的實施方式不同導致施工成本不同。只有秉持經濟性原則，在全面分析工程實際情況的基礎上去選擇合適的處理技術，科學使用機械設備和材料，安排施工工序，才能在節約人力、物力的情況下，全面保證施工質量，保證工程的社會效益和經濟效益。

2.2 因地制宜原則

橋梁工程施工時會面臨各種各樣的地形地貌等復雜環境，且我國各地區的氣候環境、城市發展實力也不同。雖然軟土路基是較為常見的路基類型，但是不同工程項目，軟土路基的厚度、具體的土壤組成成分、土壤含水量等地質條件還是有一些差別，對橋梁工程的穩定性造成的影響也不同，這也導致軟基處理技術方案的實際實施情況不同。因此，在橋梁工程中，面對軟土路基，施工人員首先要了解當前工程對路基強度的要求，然后對路基形態進行科學考察，再確定軟基處理后需達成的目標。在開展路基處理工作時，也要考慮該技術方案的便捷性和高效性，因地制宜，就地取材，進而做到對軟土路基問題的快速化、有效化處理，切實增強路基處理工作的實際效果，提升橋梁的使用壽命和運行穩定性［4］。

2.3 遵循環境保護原則

近年來在我國經濟的迅猛發展過程中，各行業在積極開展生產活動的同時，也導致了環境污染問題的日益嚴重。這也促使國家加快了可持續發展的步伐，并推出了各項政策來激勵各行業進行改革，以實現綠色發展。因此，即便在進行軟土路基處理時，也需要考慮所確定的處理方案的環保性，是否會造成水土污染、大氣污染，是否會對周邊居民的生活和城市環境造成嚴重影響。并科學選用健康安全的施工材料和不產生破壞和不利影響的工藝，以促進橋梁工程的可持續發展。

3 橋梁施工中軟土路基處理措施及處理技術介紹

3.1 粉噴樁加固處理技術

粉噴樁常用于加固淤泥、淤泥質土、粉土和含水量較高的粘性土，適用范圍較廣，還具有施工速度快、作業簡便、污染小、噪聲小、費用低、見效快等優點。施工時需在待加固的軟土路基上利用鉆機鉆孔，然后用打樁機，將粉狀的固化劑如水泥粉末或石灰粉末壓入成樁范圍內的土體中進行充分攪拌、均勻混合，經物理、化學反應凝結固化后，二者形成新的、強度更高的復合整體，即水泥土或石灰土樁體［5］。粉噴樁可改善土質，提高原地基土的密實度，樁體強度高，可以有效提高橋梁路基的承載力和穩定性。此外粉噴樁施工時，可選擇的材料較多，水泥粉末、石灰粉末、石膏粉末或礦渣粉末都可適用。且粉噴樁屬于干法施工，施工時不需要另外取水，可以吸收軟土路基中的水分，也不需要排污，不僅可以保護環境，避免水土污染，也能促進排水固結，提高路基的加固處理效果。

3.2 排水固結技術

軟土路基含水量較高，這是造成路基滲透性差、壓縮性大、不均勻沉降等問題的重要原因。為了保障橋梁工程的安全性，前期必須要通過合理的措施降低路基中的含水量。因此，對于一些含水量高的路基和降雨量較大地區的橋梁工程，可以采用排水固結技術來促進路基排水，降低軟土的含水量，使路基結構更加緊實，進而強度更高。施工時，要設置好排水體系，根據場地的地形特點，該地的氣候情況，在路基附近設置沙井以及排水渠道等，控制好排水設施的間距和走向，優化設置排水管道，通過垂直引水以及滲透排水來快速排除軟土路基中的多余水分。為了更好地達成以上效果，可借助沙井引流來增強土層排水能力，控制好沙井間距，讓路基實現整體壓實沉降，以有效防范因水分造成的不均勻沉降問題。也可向軟土中加入固結劑，促使土體迅速固結，以降低土體的流動性，提高路基的荷載力和強度。

3.3 換填處理技術

由于軟土路基的部分原始土質條件較差，不能滿足橋梁工程施工要求。為了避免這部分軟土對施工質量和安全造成的不利影響，可以進行清除和換填，以改善路基結構。這種處理技術可以通過以下幾點方式實現。

（1）拋石擠淤法。向軟土路基中間投放不易風化且較大的石塊，利用石塊的沖擊力和擠壓力來排除積水，促使土體緊密，并發揮出碎石的強度優勢。該方法操作簡便，可用于施工場地和條件有限，不方便開展機械作業且積水難以排除的工程，但只能用于軟土層厚度小于3m的路基。

（2）爆破排淤法。在軟土路基下埋設炸藥，以快速排淤泥。該方法技術含量較高，操作專業且危險性高，需要精準配置炸藥，設計埋藥深度，以避免爆炸時傷及無辜。由于該方法操作不便，且爆炸時容易造成環境污染，影響周邊民眾，一般非必要或無其他處理技術適用的情況基本不用，因此較為少見。

（3）開挖換填法。這是在各類工程面對軟土時最為常見的一種方法。施工時要先用大型的挖掘設備挖除軟土路段的路基，然后選用一些承載力及穩定性相對較強的填土來分層回填并壓實，要保證每一層材料都能完全夯實。該技術具有成本低廉、操作簡單等特點，施工重點在于換填料的準確選擇和壓實度的保證。換填料不僅要取用方便，還要有一定的硬度、強度，如灰土、水泥土、碎石等。壓實時要選用合適的機械反復碾壓，以保證路基壓實度合格［6］。

3.4 夯實技術

鑒于軟土路基孔隙率較大從而影響其穩定性，可以通過夯實來降低其孔隙率，使軟土路基的內部土壤結構更堅實。強夯處理技術是一種物理擠壓法，操作簡單，主要的施工機械為重錘。施工前需要通過地質勘察了解軟土路基的具體土壤情況，以便確定合適的夯錘和錘擊高度等施工參數。然后為了發揮夯錘的重力作用，需要將其拉到設計的高度，然后放下，下落到待夯實的軟土路基面，在一次次的錘擊作用下，土壤會逐步變得緊實。針對比較薄的軟土層（厚度小于6m），還可先在軟土中摻入堅固性高、穩定性好的材料，然后再按上述操作夯實，可以加快施工速度，進一步提高加固處理效果。強夯法適用于濕陷黃土、黏性土、碎石土等，具體的施工時間需要根據軟土層厚度，以及夯錘重量等來確定。如果橋梁工程工期較短，而強夯法又需要經歷多次重復性的操作較為耗時，就需慎重考慮該法的適用性。

3.5 凍結技術

該技術可以快速降低軟土路基的壓縮性，使其趨于穩定和堅固。且該技術的適用性強，對于多種軟土路基和各類工程項目都較為適用。應用原理也簡單，操作方便，可以處理軟土層厚度較深的嚴重不良地質條件，處理效果也非常好，可以確保軟土路基的各項指標更加符合路橋工程的實際要求。開展冷凍技術時，需要先準備好冷凍液（目前多選用液氮），并對軟土進行濕潤處理，以提高冷凍效果。然后利用專門的設備將冷凍液送入到軟土路基結構深處進行釋放，使土壤快速凍結［7］。這種處理技術雖然可以使軟土路基結構的承載性能得到有效提升，滿足多種形式軟土路基的施工需求。但是冷凍液的應用成本較高，對于軟土深度較深的工程來說更甚，且容易造成施工人員凍傷，因此其并不是十分常用且首選的處理技術。

3.6 表層處理技術

表層處理技術的施工速度快，施工范圍小，且實際開展方式多樣。如可以通過鋪墊材料的方式，選用土工布、土工格柵、玻璃纖維格柵等材料。由于這些材料具有定性較強、強度較高的優勢，將其全面鋪設在軟土上面，根據軟土層的具體勘察結果，確定鋪設的厚度和層數，可以起到預防不均勻沉降現象的目的。此外也可提高路基的排水、反過濾效果，進一步提升橋梁工程的安全性。如可以采用砂墊層，采用級配良好、質地堅硬的中粗砂和碎石、卵石等，經分層夯實，作為基礎的持力層，可以提高淺基礎下的地基承載力。且施工工藝簡單，工期短、造價低。

4 結語

總之，軟土路基孔隙率大、含水量高等特點導致在這樣的地質條件下施工出現沉降、開裂等問題的可能性較高，十分不利于橋梁工程建設和后期穩定運行。因此，無論是橋梁施工單位、還是建設和監理單位，都要對軟土路基加以重視。在施工過程中，更是要結合實際情況，通過詳細的地質勘察和現場調查，基于完善的參考資料和具體的施工環境、施工實力，按照經濟合理、因地制宜、保護環境的原則，從粉噴樁、夯實、排水固結、換填等處理技術中選擇一種或多種實用的技術方案對軟土地基進行處理。以低成本、高效快速、安全簡便的方式來切實提高軟土地基的穩定性，為后續施工奠定良好的基礎，充分保障橋梁工程質量。

參考文獻：

［1］師燕華，王春曉.公路橋梁施工中軟土地基的處理技術探析［J］.中國設備工程，2022（12）：196-197.

［2］楊波，梁曉越.橋梁施工中軟土路基的處理措施及施工技術［J］.科學技術創新，2021（34）：94-96.

［3］吳詩濤.橋梁施工中軟土路基的處理措施及施工技術［J］.交通世界，2021（11）：128-129.

［4］陳斌.道路橋梁施工中軟土地基處理技術應用實踐［J］.中小企業管理與科技，2020（12）：189-190.

［5］徐廣澤.公路橋梁工程中軟土路基施工處理措施［J］.工程建設與設計，2020（14）：73-74.

［6］趙亮.公路橋梁施工中軟土地基施工技術探討［J］.科技創新導報，2019，16（26）：17-18.

［7］白玉鴿.公路橋梁軟土路基施工技術［J］.建筑技術開發，2019，46（5）：110-111.