張 波

（中國鐵建昆侖投資集團有限公司，四川 成都 610040）

1 軟土地基的基本特征

1.1 含水率高

與常規(guī)地基相比，軟土地基含水率較高，一般來說，可高達70%以上[1]。由于軟土地基的含水率高，土層多為流動狀，增加了路基的壓實難度，因此在軟土地基施工時，相應(yīng)的加固處理至關(guān)重要。

1.2 抗剪力差

如果軟土地基不能達到相應(yīng)的抗剪力要求，那么將會影響路基的排水。因此，軟土路基施工時，必須采取相應(yīng)的措施，增強軟土地基的抗剪力，以避免因抗剪力不足所導(dǎo)致的危險事故發(fā)生。

1.3 水滲透性差

從軟土地基的土質(zhì)結(jié)構(gòu)來看，軟土本就屬于一種水滲透性較差的黏土。即使通過外力提高軟土地基的強度，也很難讓其固化速度得到增強。不僅如此，如果軟土地基中含有一定的有機物，那么將會導(dǎo)致地基排水受到影響，大大降低軟土地基的滲透能力。

2 軟土地基施工工藝流程

公路橋梁工程中的軟土地基施工工藝流程如圖1所示。

圖1 軟土地基施工工藝流程

3 軟土地基施工技術(shù)

3.1 真空預(yù)壓

如果橋梁下部基礎(chǔ)軟土地基施工作業(yè)區(qū)域上黏性較大，那么采用真空預(yù)壓的方式效果較為良好。

（1）將砂墊層設(shè)置在軟土層上，將其作為水平方向的排水體。

（2）將濾水管盡量以條形平行排列的形式鋪設(shè)在水平排水墊層中部。濾水管的材料一般為塑料管或者鋼管，濾水孔的直徑一般控制在8～10mm，相鄰濾水孔之間的間距保持在5cm左右[2]。

（3）為保證密封性，需要鋪設(shè)大面積的密封性聚氯乙烯薄膜。

（4）為提高管路連接的密封性，需要安裝真空管路。

（5）開啟離心泵進行抽氣，增加內(nèi)部的壓力，加快土層排水固結(jié)的速度。一般來說，密封膜內(nèi)的真空度需要控制在73kPa以上，而抽真空作業(yè)的時間需要控制在 1～ 5d。

（6）在整個施工作業(yè)過程中，需要實時觀察離心泵、密封膜以及真空管理，了解土體不同深度的真空度、孔隙比的變化情況以及地表總沉降等。真空預(yù)壓法具有施工時間較短、施工過程簡便的特點，適用于大面積施工。

3.2 高壓噴射注漿

在軟土地基上進行公路橋梁施工時，需采取相應(yīng)的施工技術(shù)，對橋梁下部基礎(chǔ)軟土地基進行硬化處理，比較常用的是高壓噴射注漿法，其施工示意圖如圖2所示。

圖2 高壓噴射注漿法示意圖

高壓噴射注漿施工的具體流程：

（1）地質(zhì)鉆機就位，根據(jù)設(shè)計的孔位鉆孔，鉆孔施工過程中需嚴格控制鉆孔的垂直度。

（2）完成鉆孔作業(yè)后，需要將旋噴管插入鉆孔內(nèi)，為避免噴嘴被堵塞，一般需要邊射水邊插管，在射水施工的過程中，需控制射水壓力≤1MPa。

（3）插入旋噴管時，如果插入深度達到了既定的設(shè)計深度，可以由下至上開展旋噴作業(yè)。通過噴射高能量的漿液破壞土體。在此過程中，體積相對較為細小的土粒會隨著漿液冒出鉆孔，在高壓噴射流的沖擊作用下，其他土粒和漿液充分攪拌混合，然后按一定規(guī)律重新排列，最終形成固結(jié)體。

（4）采用高壓噴射注漿法，如果施工現(xiàn)場的土體具有較大的滲透性，那么一般為了加快凝固的速度，需要在水泥漿液中適當(dāng)加入三乙醇胺或氧化鈣。

（5）旋噴施工過程中，為避免噴嘴被堵塞，需要合理控制漿液的流量和壓力。一般需要先進行深層旋噴，再提升旋噴管，以免噴漿管發(fā)生扭斷。

（6）提升噴漿管至設(shè)計標(biāo)高后，即可結(jié)束旋噴作業(yè)。整個旋噴作業(yè)施工結(jié)束后，為避免注漿管內(nèi)殘留泥漿，需要立即清洗注漿管、噴漿機。

3.3 卵石、砂石換填

在橋梁下部基礎(chǔ)軟土地基施工過程中，如果施工現(xiàn)場的軟土地基厚度較小，那么可以應(yīng)用人工或挖掘機挖掘施工的方式挖除軟土，合理控制開挖深度≤2m；換填級配良好的材料，合理控制軟土層的鋪設(shè)厚度為15～20cm，然后應(yīng)用自重為6～10t的壓路機碾壓，保證每一層軟土層的碾壓遍數(shù)≥4遍。

3.4 強夯

應(yīng)用自重為8～12t的重錘對軟土地基進行強夯，利用沖擊波將軟土層中的水分擠出，繼而達到加固地基的效果。和其他夯實方法相比，該方法施工過程簡便，施工效果較好，且應(yīng)用成本較低。經(jīng)過測量和計算，發(fā)現(xiàn)軟土地基經(jīng)過強夯處理后，其壓縮性基本可以降低到原來的2～10倍，承載力也可以提高2～5倍。一般來說，沼澤土、雜填土、黏質(zhì)土等比較適合應(yīng)用強夯法進行夯實[3]。

4 實例分析

4.1 工程概況

某公路全長24.581km，在K14+982的位置，需要將原有的大壩河小橋拆除，重新建立一座跨徑為30m的大壩河中橋。由于在橋梁施工過程中遇到了軟土地基，為了提高軟土地基的處理質(zhì)量，施工人員綜合考慮項目所在區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造特點，采取了最為合理的橋梁下部基礎(chǔ)軟土地基處理技術(shù)，在切實提高軟土地基的處理質(zhì)量的同時，極大程度地避免了施工過程中坍塌現(xiàn)象的產(chǎn)生，保證了整個項目的施工質(zhì)量和施工安全。

4.2 前期勘察

橋梁下部基礎(chǔ)軟土地基的處理工作具有耗時長、難度大以及成本高等特點，在設(shè)計橋梁項目工程的過程中，應(yīng)該盡可能避開在軟土地基上施工。目前，國內(nèi)建設(shè)用地已經(jīng)呈現(xiàn)出飽和的狀態(tài)，決定了很多路橋項目必須在軟土地基上開展施工。因此，在開展項目施工之前，施工技術(shù)人員應(yīng)該對施工現(xiàn)場進行全面、詳細的勘查，明確施工現(xiàn)場軟土層的物理力學(xué)性質(zhì)、范圍、分布規(guī)律、厚度、成因、分布規(guī)律等內(nèi)容。

4.3 表層排水

由于受到地下水、雨水等情況的影響，橋梁下部基礎(chǔ)軟土地基有可能存在較高的含水量，如果施工前不采取有效的排水措施，那么將會直接影響橋梁工程的整體質(zhì)量。在橋梁下部基礎(chǔ)軟土地基施工前，需要在施工現(xiàn)場完成排水溝的開挖施工，充分利用抽水機將地表水排出，以有效降低地表層中的含水量。嚴格控制排水溝斷面為0.5m左右，控制排水溝的深度為0.5～1m。另外，還需要注意排水溝的設(shè)置位置。一般來說，排水溝的設(shè)置位置有2個：路堤的垂直方向以及路堤的水平方向。在選擇排水溝設(shè)置方向的過程中，必須綜合考慮施工現(xiàn)場的實際情況。

4.4 鋪設(shè)砂墊層

處理橋梁下部基礎(chǔ)軟土地基含水量較大且比較薄弱的表層時，需要在軟土地基頂面鋪設(shè)砂墊層，砂層的鋪設(shè)厚度的確定需要綜合考慮壓縮系數(shù)、路堤高度以及軟土層厚度。一般來說，砂層的鋪設(shè)厚度需要控制在0.6～1m。砂墊層可充當(dāng)上部排水層，極大地縮短了軟土層水分發(fā)生固結(jié)的時間，有效降低了路堤內(nèi)的水位[4]。在鋪設(shè)砂墊層的過程中，一般需要將砂墊層鋪設(shè)為梯形，選擇級配良好的材料作為砂墊層材料，嚴格控制砂墊層材料含泥量處于3%～5%。為了避免集中荷載，可以應(yīng)用自卸貨車和推土機攤鋪砂墊層，攤鋪過程中注意控制好攤鋪的均勻性。

4.5 穩(wěn)固劑施放

如果橋梁下部基礎(chǔ)軟土地基為黏性土，為了增強軟土地基的強度，需要在軟弱的表層地基土中加入適當(dāng)?shù)乃唷⑸业确€(wěn)固劑，進一步改善軟土地基的壓縮性。如果需要添加生石灰，那么在攪拌時需要開展初次碾壓，生石灰發(fā)生水解作用后再次進行碾壓，加入石灰、水泥等，在最后一次拌合施工的過程中，再進行一次壓實。合理控制軟土層處理厚度，完成軟土地基的處理后，需進行養(yǎng)護，養(yǎng)護時間一般為1周，以進一步保證和提高土體強度。

4.6 預(yù)壓負荷試驗

為了驗證軟土地基的穩(wěn)定性、安全性是否達到相應(yīng)的要求，預(yù)壓負荷試驗是至關(guān)重要的措施之一，通過預(yù)壓負荷試驗?zāi)軌蛴行岣哕浲恋鼗两档暮侠硇?，以增強后續(xù)施工作業(yè)的安全性。經(jīng)過3周左右的動態(tài)監(jiān)測與觀察，該軟土地基施工工程各監(jiān)測點的24h平均沉降值≤1%，并且72h內(nèi)的沉降值≤5mm，該軟土路基工程路基結(jié)構(gòu)強度已滿足相應(yīng)的要求和標(biāo)準(zhǔn)[5]。

5 結(jié)束語

綜上所述，在公路橋梁施工建設(shè)過程中，軟土地基問題是必須面對的問題。為了保證和提高路橋項目施工質(zhì)量，必須加強對軟土地基和軟土地基施工技術(shù)的研究，通過不斷的實踐和總結(jié)，有效提高軟土地基的處理水平，以減少軟土病害的產(chǎn)生。