道路與橋梁施工中的軟基處理施工技術要點分析

李東

北京鑫實路橋建設有限公司 北京 100000

當前，我國道路與橋梁工程數量日漸增多，道路與橋梁工程項目質量備受關注，然而在道路與橋梁建設過程中，基本上地質形式就是軟粘土，粘土不僅強度低、孔隙率較大，同時滲透性也較差，所以針對這一土質就要采取相應的施工工藝，以提高道路與橋梁工程施工質量。目前，路橋施工企業如何進行軟基處理施工已成為重點工程項目建設的重點。

1 道路橋梁工程項目中軟土地基概念及特征

在道路橋梁工程項目中，軟土地基是一種具有較大塑性和壓縮性的土體，主要由高壓緊性土、低塑性粘土以及高液限粘土等組成。這種土體因其獨特的物理和力學性質，在地基工程中受到了廣泛關注。軟土地基的主要特征可以歸納為以下幾點：①承載能力低：軟土的體積含水率高，結構松散，容易發生變形和流失，所以其承載能力相對于普通土體較低。②壓縮性大：軟土的壓縮性主要表示在荷載作用下，土體會產生比其他類型土體更大的變形，進而導致地面沉降，對道路和橋梁的使用和安全造成影響。③變形性強：在同樣的荷載作用下，軟土地基的剛度相對較差，會出現較大的位移和變形，給工程的施工和運營帶來困擾。④良好的塑性和流動性：軟土地基具有一定的塑性和流動性，易于塑造，但在施工過程中需要考慮其可能帶來的不穩定性問題。⑤抗剪強度低：相對于砂質土體，軟土的抗剪強度較低，容易因荷載的增加或自身重力的作用而發生滑動。在實際工程中，軟土地基問題是道路與橋梁工程面臨的一大難題。如何對軟土地基進行有效的處理和改造，以保證工程結構的穩定性和安全性，節約建設和維護成本，是道路橋梁工程項目時必須考慮的關鍵因素。針對軟土地基的各種特性，目前主要的處理方法有排水固結處理技術、強夯處理技術、混合劑處理技術、換填加固處理技術、水泥攪拌樁技術等。這些方法各有優勢和適用性，需要根據實際地質條件和工程需要進行選擇，從而在實際工程項目中做出最優的設計和處理決策[1]。

2 道路橋梁施工中的軟土地基處理技術要點

2.1 排水固結處理技術

在道路橋梁施工中，軟土地基處理采用排水固結處理技術能夠顯著改善其力學性能和穩定性。排水固結處理技術是通過設置排水通道，將軟土地基中的多余孔隙水排出，使土體產生壓縮固結，從而提高地基承載能力和穩定性。這種技術主要有兩個作用：一方面，它能夠有效地消除軟土地基中的過量孔隙水，減小土體的飽和度，提高土體的強度和剛度；另一方面，根據固結理論，排水固結還可以顯著加快軟土的固結進程，縮短地基沉降的時間。具體實施這種技術時，首先需要根據工程實際情況和設計需求確定預固結壓力、固結時間以及排水阻力等多個參數。然后，根據排水方向和深度，在軟土地基中布置垂直或斜向的排水管或排水帶，以形成良好的排水網。施工過程中，還需要定期監測排水狀態和地基沉降情況，以及土體的固結程度，并對數據進行詳細記錄和分析。據此可根據實際情況適時調整預固結壓力，以達到最佳效果。值得注意的是，排水固結處理技術適用于含有大量粘性顆粒、空隙比較大的軟土地基。對于孔隙水連通性差、排水條件不良的粘性土，如高液限粘土等，或者土體飽和度較高的地區，適宜采取其他處理方式，例如地基置換法、預加載法等。在施工結束后，需要對處理后的地基進行驗收，包括土體的密實度、承載力、殘余沉陷等各項技術指標，以確保地基滿足設計要求。可見，排水固結處理技術是一種經濟實用、效果顯著的軟土地基處理方法，但需按照設計方案嚴格執行，保證排水通道的暢通，以充分發揮其優勢[2]。

2.2 強夯處理技術

在道路橋梁施工中，強夯處理技術具有重要的應用價值。要知道強夯是一種通過大能量沖擊載荷來改善土體性質的地基處理方式。它的工作原理主要是利用大質量、大能量的夯擊，使土體產生塑性變形，達到改良土體并增強其承載力的目的。強夯處理過程主要分為三個階段：初期夯實階段、主夯實階段和后期加固階段。初期夯實階段，通過適宜的夯擊能量，使地基土得到初步壓實，形成初始承載力。在主夯實階段，通過增加夯擊能量，使土體達到預定的密實度和承載力。后期加固階段，則是在主夯實完成后，通過小幅度夯擊，保證地基的均勻性和穩定性，消除局部松動區域。在實施強夯處理時，需要按照設計方案選定夯擊能量、夯擊次數和夯擊點布置等。通常，夯擊能量和夯擊次數由地基土的類型、深度和預期改善效果等因素決定。夯擊點的布置主要考慮地基土施工面積和改進深度，以及施工設備的性能和特性。強夯施工過程中，需要實時監測土體的振動響應和沉陷變化，并根據實際情況調整夯擊參數。同時，為了確保施工質量，還需要對強夯后的地基進行檢測驗收，包括土體的密實度、承載力、變形特性等方面。雖然強夯處理技術具有成本低、施工快、適應面廣等優點，對于一些粒徑較大、結構松散的土類，如沙土、砂質粘土等都具有良好的改良效果。但對于粘土、淤泥等細粒土體，其改善效果不明顯，需要配合其他地基處理方法使用。也就是說只有根據地基土的類型和特性，配合適當的施工工藝和設備，并進行嚴格的質量控制和監測驗收，從而確保地基工程的質量和安全。

2.3 混合劑處理技術

在道路橋梁施工中，處理軟土地基應用混合劑處理技術是一種有效的方法。混合劑處理技術是一種將混合劑與原地受力土體直接充分混合，形成復合土，從而改善其物理和機械性質，達到加固地基的目的。這種技術廣泛應用于處理液限較高、塑性指數大、壓縮模量小且強度低的軟土地基。混合劑處理技術的加固效果主要依賴于選擇的混合劑類型及添加量，以及和土體的混合程度。常用的混合劑有石灰、水泥、粉煤灰、石膏等。具體選擇哪種混合劑，應根據地基土的性質及其工程環境來確定。

混合劑處理工序主要包括土樣試驗、混合劑配比設計、場地預處理、混合劑調制配送、施工混合、覆土密實和養護等步驟。首先進行土樣試驗，明確地基土性質；然后進行混合劑配比設計，選擇適合的混合劑類型和添加量；隨后進行場地預處理，如清理、平整等，以保證混合劑能均勻地與土體混合；混合劑調制配送需要確保混合劑的質量和性能達到設計要求；施工混合是將混合劑與土體充分混合，在此過程中要嚴格控制混合比例和混合均勻性；最后進行覆土密實和養護，以保證其達到設計強度[3]。

然而應用混合劑處理技術的優點主要表現在：一是可以明顯提高軟土的承載能力和降低壓縮性，減輕地基沉降；二是施工方便，具有良好的經濟效益；三是能改善原地土的工程性質，使其趨于穩定。但也應注意混合劑可能對環境產生影響，應選擇環保混合劑，并對施工過程進行嚴格的環境監測和管理。可見，混合劑處理技術能夠通過改善地基土的性質，提高其承載力，從而保障了道路橋梁工程的質量和安全。但在具體施工中，也需要根據地質環境和工程要求合理選擇混合劑，嚴格控制施工質量，以達到預期的加固效果。

2.4 換填加固處理技術

在道路與橋梁施工中，使用換填加固處理技術就是將強度低、壓縮性大的原地土層掘除，更換為具有良好物理機械性質的材料，以提高地基的承載力及其穩定性，減少沉降變形。這種技術適用于地下水位較高、壓縮模量小、塑性指數大、基礎厚度大的軟土地基處理。換填加固處理技術主要包括以下步驟：首先是地基前期探測，了解地下情況；然后是設計與施工，包括挖掘深度、填土類型和厚度、壓實度等；接著是地基底部處理，包括土壤改良等；再進行填土壓實，加強土壤強度；最后是封頂保護，防止風吹雨淋。在施工過程中，要持續監測地基變化，如沉降、滑移等，確保安全性。在實施換填加固處理技術時，需要選擇具有足夠承載力、良好排水性能、易壓實的填土材料，通常采用砂石、碎石等。在施工中，需保證填土的壓實度，亦即所填土體在壓實后的密度應達到設計要求；同時，填土厚度也需要根據設計和地質條件來進行控制。當然，這種方法也存在一定的局限性，如需大量挖掘和運輸材料，對施工設備有一定要求。所以，道路橋梁施工中處理軟土地基采用換填加固處理技術應考慮到環境保護和經濟性，并根據具體的地質情況和項目需求，選擇最適合的施工方案。

2.5 水泥攪拌樁技術

在道路橋梁施工的過程中，水泥攪拌樁技術是一種廣泛應用的地基處理方法。水泥攪拌樁技術，又稱深層攪拌法，是通過將水泥漿液注入到地基土體中，通過攪拌機進行深層攪拌，使土體與水泥漿液形成均勻的固結體，從而提高地基的承載力和穩定性，減少沉陷并改善變形性能。這種技術適用于含水量較大，強度較低，壓縮模量小，基底厚度大的軟土地基處理。水泥攪拌樁技術主要包括以下幾個步驟：首先是做好地質勘察，了解地下狀況；然后進行設計與施工，如樁徑、樁距、樁深、攪拌頭的選擇等；緊接著進行鉆孔充填水泥漿液，然后啟動攪拌設備，進行上下往復攪拌，使土體與水泥漿液充分混合；之后需要進行質量檢查，確保達到設計要求；最后進行封堵處理，防止水泥漿液外泄。在施工過程中，要及時監測，以防出現滑層、冒漿等情況。水泥攪拌樁技術具有承載力高、不排土、施工速度快等優點，為道路橋梁施工提供了新的解決方案。還能大幅降低土體的液限和塑性指數，提高土體的抗壓和抗剪強度，有效改善軟土地基的性質和狀態，從而提高道路橋梁建設的安全性、穩定性。此外，水泥攪拌樁適用范圍廣，既可用于新建工程，也可用于既有建筑物下加固。當然，水泥攪拌樁技術也有一些局限性，如對設備的選擇和操作有一定要求，如攪拌器的速度、時間、深度等都需要精確控制。而且，如果地基土層含有大量有機物，會影響水泥的硬化強度。因此，在實際施工中要想采用該技術就應當根據地質條件和工程需求來選擇恰當的方案，并不斷優化施工技術，提高施工效率和質量，確保道路橋梁的使用安全[4]。

2.6 擠密法

在道路橋梁施工過程中，如果軟土地基處理不當，很可能會對后續建設產生嚴重影響。然而擠密法是一種通過向地基土體內部插入預制樁，使得土體發生位移和擠壓，從而獲得緊密性的地基處理技術。這種方法適用于處理具有較厚軟土層的地基，能有效改善軟土沉降量大、沉降時間長的缺點，提高地基承載力和穩定性。在采取該技術方法時，首先要進行地質勘察，了解地質條件和土層分布，確保預制樁可以準確地插入軟土層內。然后，挑選適合的預制樁材料和形狀，常用的有鋼筋混凝土廣場樁或圓樁，尺寸和長度根據地基情況確定。之后，采用打樁設備將預制樁插入軟土層內，樁的間隔、深度和插入速度要根據設計要求和地基情況來確定。在打樁的同時，擠密的作用使周圍的土體發生位移、擠壓和重塑，從而實現土體的增稠效果。此項技術的優點是施工過程快捷，對環境影響小，且結構性能好。并且擠密法采用的是物理力量進行土體位移，不需要注入其他材料，所以不會引起環境污染。并且通過擬制樁進入土體，加快了土體的排水速度，縮短了土體的固結時間，有效提高了地基承載力。然而，擠密法也存在著局限性，如地面積較大的區域，擠密法的施工周期可能會較長，并且對打樁設備的要求較高，需要具備足夠的動力才能完成樁的插入。擠密法施工過程中如果打樁設備操作不當，可能會引發地面震動或噪聲問題，對周邊環境產生影響。總的來說，擠密法作為一種適用于軟土地基處理的有效方法，在道路橋梁施工中有著重要作用。但在實際操作過程中，必須綜合考慮地質條件、工程需求以及環保要求，合理選擇并優化施工方法，以確保道路橋梁的安全性和穩定性。

2.7 加載法

在道路橋梁施工中，加載法，也稱為重載預壓法，是一種通過施加額外荷載來使軟土地基發生固結，以增強地基承載能力和改善后期沉降性能的一種方法。其主要思想是利用壓實土體對水分進行擠出，從而達到提高土體密實度，減小土體后期變形的目標。在應用這一方法施工時，首先施工人員需要根據現場地質勘察結果確定預加載的方法和量。然后，在軟土地基表面堆積足夠的土石料或其他質量較大的物品，使其產生壓力讓軟土進行自然固結。在施加重載預壓期間，應密切關注軟土變形和排水情況，一旦發現異常應立即停止壓實，查明原因再進行處理。這種方法的優點是簡單、易操作，并且成本較低，尤其適合于地表灌溉和土石料資源豐富的地區。通過加載法可以實現對軟土地基的壓縮，從而提高其承載力，減少后期沉降，對保證道路橋梁建設的平穩性有很大幫助。但是，該方法也存在一定的局限性，如施工過程中需要大量的填充物，若施工現場附近無法獲取足夠的填充物，可能會加大施工成本。同時，這種方法對于配重和壓實時間的要求非常高，如果選擇不當可能導致地面產生裂縫或者出現局部沉陷等問題。此外，加載法處理速度較慢，固結時間較長，可能會影響整個項目的進度。總的來說，加載法是一種在道路橋梁施工中處理軟土地基的有效手段，其原理簡單明了，操作實施方便，但在項目實際應用時，各種因素都需要綜合考慮，才能更好地發揮此方法的優勢，以確保施工安全、高效[5]。

3 結束語

綜上所述，道路與橋梁施工中的軟基處理是一項關鍵的工程環節，施工單位要想確保地基的穩定性及安全性，就要針對現場實際情況展開勘測，深入研究各種軟基處理方法都有其特點和局限性，從而在實際施工過程中科學選擇和調配各種處理手段，進而提高軟基處理的效果和效益。