王光才

（邢臺路橋建設(shè)集團有限公司，河北 邢臺 054000）

0 引言

路橋建設(shè)中，相關(guān)人員應(yīng)掌握不同地基的施工處理技術(shù)，以便有效增強路橋地基的穩(wěn)定性，提高路橋施工質(zhì)量。軟土地基是公路橋梁工程施工面臨的主要問題，深入分析軟土地基處理方法對改善路橋施工條件、健全路橋工程施工技術(shù)具有重要意義。因此，本文對路橋軟土地基施工技術(shù)進行研究，以減少路橋質(zhì)量通病，確保路橋工程的安全性。

1 工程概況

某公路橋梁工程路線全長207.23km，雙向四車道，設(shè)計速度為120km/h，路基寬度為40m，設(shè)有大橋3座，中橋15座，小橋38座，涵洞312道。大橋全長6 052m，中橋1 127m。停車區(qū)1 處，服務(wù)區(qū)6 處，互通立交25處。由于設(shè)計路段內(nèi)地理環(huán)境較為復雜，包含軟土路段，需要采用路橋軟基加固處理后建設(shè)路橋工程。目前，該工程已竣工，軟基處理效果良好，符合預期質(zhì)量要求。

2 路橋工程軟土地基施工難點

2.1 地基滲透性較弱

軟土地基因軟土顆粒小、抗剪強度低，所以在路橋工程建設(shè)中會導致地基滲漏性減弱，排水固結(jié)施工處理難度增加，繼而影響路橋施工質(zhì)量。具體來說，土質(zhì)加荷速度、抗剪強度、排水條件會影響地基的固結(jié)效果。軟土地基自身的含水量較高，整體承載力較弱。路橋施工中如果不能有效處理軟土地基，則會因軟土地基自身特點導致地基滲透性減弱，損害路橋工程地基的穩(wěn)定性，降低路橋地基的承載力[1]。

2.2 地基壓實處理難度大

軟土地基由較為松弛的土壤、含有孔隙的砂礫組成，地基水分含量大，對外部壓力的承載能力較弱，且壓縮性較大。所以在路橋施工過程中，軟土地基壓實難度會明顯增加，路基施工的安全風險突出。并且受天氣因素影響，若在雨天施工，軟土地基內(nèi)會儲存大量雨水，水中的酸性物質(zhì)會導致路橋結(jié)構(gòu)受到侵蝕，危害路橋工程的整體安全。

2.3 地基強度等級低

未經(jīng)夯實、加固、換填處理的軟土地基，在施工后會因自身強度等級低、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差等特征，影響路橋地基穩(wěn)固性。使路橋工程在承載負荷壓力增大時，產(chǎn)生地基不規(guī)則沉降、地基形變、地基位移等質(zhì)量問題，甚至導致出現(xiàn)路橋結(jié)構(gòu)部分塌陷、路面裂縫等問題，影響路橋整體施工質(zhì)量。

3 路橋工程軟土地基施工設(shè)計要點

（1）避免地基施工前后的使用性能在地基填筑荷載、交通荷載的作用下出現(xiàn)質(zhì)量問題，提前預防路橋工程涵洞、擋土墻、橋臺結(jié)構(gòu)、路橋沿線變形風險。對此，可預先進行路堤填筑施工，促使路基充分沉降，然后再進行路橋的修建工作。若路堤、路橋同時施工，則應(yīng)確保路堤質(zhì)量參數(shù)與路橋持力層基礎(chǔ)數(shù)據(jù)相符，防范過大沉降和位移。

（2）為降低路橋表面結(jié)構(gòu)存在變形風險，減少路面、涵洞、橋梁的不均勻沉降，需重視施工后沉降的控制管理。對于軟土層厚度大、范圍廣的路橋施工路段，為使路橋施工沉降值符合預期標準，可鋪筑臨時性路面或設(shè)置橋頭搭板，必要時可采用分期修建模式。若軟土范圍內(nèi)地基硬殼層厚度不足，應(yīng)避免修建2～2.5m 的路堤。該類低路堤在交通壓力增加后，路面會直接產(chǎn)生沉降問題，使中、重型車輛無法安全使用該路段。

（3）預防工后沉降風險時，需綜合分析路橋工程道路條件、地基特點，評估地基施工效果、對環(huán)境的適應(yīng)性，切實保障路基沉降控制精度。軟土地基處理難度較大時，可通過“修筑試驗”的方式，檢測路基工后穩(wěn)定性、沉降風險，修正軟土路基處理方案。此外，軟土地基勘測是路橋地基施工設(shè)計的基礎(chǔ)參數(shù)，建設(shè)方還需提前獲取準確、真實的地基勘察數(shù)據(jù)。實際勘察內(nèi)容包括軟土地基成層條件、成因、夾砂特點、分布規(guī)律、硬殼層厚度、基巖埋深，以及軟土地基固結(jié)歷史、結(jié)構(gòu)強度、填土性質(zhì)、實際埋深等指標。

4 軟土地基施工技術(shù)的具體應(yīng)用

4.1 軟基換填技術(shù)

路橋施工中的軟土地基換填技術(shù)是通過填土的方式，改變軟基路段的壓力系數(shù)、荷載能力，增加地基本身的穩(wěn)固性，避免路橋地面沉降。

（1）按照路橋施工設(shè)計方案，將軟土地基范圍內(nèi)的不良地基挖除，更換為符合施工設(shè)計的材料。換填的材料厚度應(yīng)小于50cm，換填后地基壓實度應(yīng)高于90%。通常情況下，軟土地基的換填材料為具有透水性的材料，如砂礫、碎石等，為節(jié)約施工資源，建設(shè)方可將涵洞開挖時無崩解的石料作為地基填料[2]。

（2）路橋軟土地基換填過程中，需逐段開挖地基、填筑地基，并且在石料換填后測量地基密實度，同時借助震動式壓路機壓實處理地基，提高地基的密實度。若回填的材料為粗砂礫則應(yīng)適當增加碾壓次數(shù)，壓實頻次不少于3次。

（3）填筑材料時還應(yīng)及時在回填后測量地基標高，繪制軟土路段內(nèi)地基橫斷面圖，確定基坑底線、換填后的地面線，為后續(xù)施工提供足夠的參考數(shù)據(jù)。在上述路橋工程中，軟土地基多以淤泥為主，整體埋深為15cm，采用換填技術(shù)時，建設(shè)方提前將淤泥土挖除，并將碎石塊、粗砂礫作為換填材料，平均填高為0.5m。分層、逐段壓實后，路橋地基穩(wěn)定性明顯增強。

4.2 排水固結(jié)技術(shù)

含水量高是軟土地基的主要特點，控制軟土地基內(nèi)水分對路橋施工尤為重要。排水固結(jié)技術(shù)是路橋軟土地基施工技術(shù)之一，其原理是通過降低土壤內(nèi)含水量的方式，增強地基本身的固結(jié)性能，保障路橋地基穩(wěn)定性。應(yīng)用該技術(shù)時，可直接將砂墊層鋪設(shè)在軟土層上，后通過加壓、擠壓軟土的方式，排出地基內(nèi)的大量水分。但對于含水量較大的軟土地基，在初步壓實排水結(jié)束后，施工人員還需設(shè)置豎向砂井，鋪砂結(jié)束后標記井位，借助垂直井位導桿布設(shè)排水層，排出軟土地基中的水分[3]。

具體操作方法為：

（1）排水井內(nèi)排水體間距應(yīng)保持在1～1.2m，排水體自軟土層進入硬土層后，排水板的深度應(yīng)小于30m。

（2）對于穩(wěn)定性較差的路橋地基，可通過鋪設(shè)土工格柵的方式增加路堤穩(wěn)定性。

（3）使用自動記錄儀實時記錄路基排水情況，并在排水固結(jié)施工結(jié)束后，計算路橋地基工后沉降誤差。路基沉降誤差應(yīng)控制在30cm 以內(nèi)，橋梁、涵洞工后誤差應(yīng)小于15cm。隨后，施工人員需及時填筑路基，預壓處理后監(jiān)測路基沉降情況。

此外，應(yīng)用排水固結(jié)法時，需注意砂墊層的鋪設(shè)厚度，通常情況下，軟土地基表面使用的砂墊層厚度約為12～25cm。一定厚度的砂墊層可促使軟土地基內(nèi)的土質(zhì)板結(jié)，排水效果持續(xù)提高，繼而達到加固軟基的目的。但由于不同區(qū)域內(nèi)土質(zhì)情況存在差異，還需按照路橋工程地基排水性能要求、軟基路段內(nèi)的土質(zhì)情況，計算砂墊層的具體厚度，確保路橋施工中軟土地基排水加固處理效果。

4.3 地基強夯法

強夯法是路橋軟土地基施工處理的重要技術(shù)，其借助重錘等施工器具增加軟基荷載，使軟土地基在外部壓力增加后固結(jié)。路橋工程中，強夯法可改變軟土地基的軟弱性，增強土壤密實度，具有技術(shù)要求低、夯實效果明顯、成本低等技術(shù)優(yōu)勢。但由于軟土地基流變性特點，應(yīng)用強夯法處理路橋軟土地基時，還應(yīng)堅持“輕夯多遍”的基本原則。根據(jù)強夯法應(yīng)用后地基沉降量的測量可知，采用輕夯多遍的原則可將軟土地基的固結(jié)度提高至90%以上。

對此，強夯軟土地基時，可通過試夯的方法觀察軟土地基隆起情況，以控制夯擊次數(shù)，調(diào)整重錘的夯擊參數(shù)，發(fā)揮強夯法充分固結(jié)、地基承載力高、工期短的應(yīng)用優(yōu)勢[4]。此外，利用強夯法處理軟土地基時，還需注意土基破壞情況。如夯擊坑周圍存在明顯隆起時，擊打區(qū)域側(cè)向位移時應(yīng)及時收錘，同時持續(xù)記錄前一擊、后一擊的沉降量，預防土體結(jié)構(gòu)破壞，若夯坑的總沉夯量大于60cm時，應(yīng)及時收錘。

4.4 噴粉樁加固技術(shù)

噴粉樁加固技術(shù)是使用噴粉樁機將配置好的漿液灌注到軟土地基的鉆孔內(nèi)，通過漿液凝結(jié)后性能的改變增加軟土層的穩(wěn)定性。應(yīng)用噴粉樁加固技術(shù)時，施工人員需提前確定路橋軟土地基施工參數(shù)，如地基鉆孔間距約為1.3m，鉆孔呈梅花形排列，噴粉樁直徑50cm。地基鉆孔時，孔隙鉆進速度應(yīng)保持在0.8m/min，噴粉樁機的噴灰壓力約為0.3MPa，漿液攪拌速度為50r/min。啟動噴粉樁機時，應(yīng)分別噴入4 根不同摻入量的管樁，成樁7d 后，檢查樁體外觀，28d 后從孔隙內(nèi)抽取管樁檢查其強度，評估噴粉樁的加固效果。確定各項參數(shù)無誤后方可正式處理軟土地基。

（1）清除軟土地基表面的土壤，并回填粗砂礫、黏土，整平處理后測量軟土地基標高，檢測機械行走時地基的穩(wěn)固情況。隨后安裝供灰泵、攪拌機、噴粉樁機等施工設(shè)備，配置噴粉樁材料時，對水泥應(yīng)提前進行抽樣檢查，避免因水泥變質(zhì)、受潮等情況影響成樁質(zhì)量。

（2）將路橋軟土地基施工所需的機械布置在對應(yīng)位置，調(diào)整攪拌機的導向架，使鉆桿垂直。垂直誤差應(yīng)低于1.5%，鉆頭直徑磨損誤差低于1cm，鉆頭偏差5cm。之后啟動攪拌機，按照轉(zhuǎn)動速度為30r/min 逐漸鉆進，鉆孔過程中啟動空壓機向鉆孔內(nèi)送風，避免噴灰時出現(xiàn)堵塞情況。鉆進過程中，施工人員還應(yīng)依據(jù)鉆送速度、鉆機電流值確定樁底施工情況，預防鉆孔風險[5]。

（3）鉆機的鉆進長度超過50cm 后，啟動設(shè)備的送灰系統(tǒng)。在此期間，因水泥粉抵達樁底后，孔道會因時間差而存在停滯情況，所以施工人員應(yīng)確保水泥粉抵達樁孔底部后才能提升鉆進裝置。提升鉆機時，注意保持噴入量的穩(wěn)定性，并觀察設(shè)備壓力表，查看有無堵塞情況。若鉆孔內(nèi)伴有堵塞情況，應(yīng)及時在停止噴樁處的1m 范圍內(nèi)再次噴粉，同時進行攪拌工作，待鉆頭距離地面超過0.5m 后關(guān)閉空壓機。然后將軟土、噴入的加固材料攪拌均勻，并在提升噴粉工序后進行復攪。復攪期間注意適應(yīng)地基荷載應(yīng)力，控制樁身提高速度，確保復攪深度不低于樁長的1/3。

4.5 軟土地基處理技術(shù)的選擇

軟土地基處理技術(shù)可分為五類，包括灌入固化物、置換、排水固結(jié)、加筋、振密或擠密等處理方法。不同類別的軟土地基處理技術(shù)的適用范圍存在明顯差異。軟土地基置換處理時，換填法適用規(guī)范各類軟弱地基，對軟黏土、粉砂土組成的軟土地基，則需應(yīng)用強夯置換施工技術(shù)。由軟黏土、泥炭土、雜填土組成的軟土地基，適用于排水固結(jié)技術(shù)，施工方可通過加載預壓、超載預壓等方式，促使軟基固結(jié)沉降。若軟土地基由淤泥質(zhì)土、淤泥組成，高壓噴射注漿法更為適用，噴射機械借助高壓噴射方法將漿液射沖入土體后，軟土地基結(jié)構(gòu)中會產(chǎn)生水泥增強體，使地基承載力增高，降低了沉降風險。加筋處理方法在軟土地基中的適用范圍較廣，對各類軟弱地基、深厚軟弱地基，加筋墊層法、鋼筋混凝土樁、低強度混凝土樁、長短樁復合地基等技術(shù)均適用于軟土地基，可有效提高軟基承載力，確保地基穩(wěn)定性。

5 結(jié)語

綜上所述，軟土地基會對路橋施工質(zhì)量造成直接影響，需要建設(shè)方依據(jù)路橋路段內(nèi)軟基的特點及時采用強夯法、噴粉樁加固等施工技術(shù)，有效處理路段內(nèi)的軟土地基，改善路橋地基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、增強路基承載力。從而減少軟土地基引起的路面沉降、路堤不穩(wěn)等施工問題，減少路橋工程質(zhì)量風險，提高路橋施工整體質(zhì)量，為完善我國公路橋梁施工建設(shè)體系奠定基礎(chǔ)。