摘要 為探究軟土地基施工技術在公路橋梁施工中的具體應用，文章通過結合相關文獻研究及實際工程案例，分析了軟土地基的特性及對公路橋梁的影響，并根據(jù)案例工程現(xiàn)場條件，提出了換填法、排水固結法、強夯法、樁基加固法等施工技術，闡述各項操作要點。結果表明，軟土地基施工技術有利于改善軟土地基的工程性質，提高地基的承載力和穩(wěn)定性，縮短施工工期，降低因地基問題導致的工程風險。

關鍵詞 軟土地基；施工技術；公路橋梁

中圖分類號 U416.1 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）13-0130-03

0 引言

地基處理在公路橋梁施工中是至關重要的一環(huán)，尤其在面對軟土地基時，其特有的特點會給施工帶來諸多挑戰(zhàn)。對此，科學有效地應用軟土地基施工技術能確保公路橋梁的穩(wěn)固與安全，如換填法、排水固結法、強夯法、樁基加固法等，在眾多公路橋梁項目中均得到成功應用，有利于改善軟土地基條件，為公路橋梁的長期運營奠定堅實基礎。

1 工程案例

某工程位于城市的交通樞紐地帶，主要建設內(nèi)容包括一座大型公路橋梁。該橋梁的設計長度為1.2 km，寬度為30 m，旨在提高城市交通流量，緩解交通壓力。在施工過程中面臨的主要挑戰(zhàn)之一是處理軟土地基，因軟土地基的含水量高、壓縮性大、承載能力低，給橋梁施工帶來很大難度。針對此情況，施工單位對軟土地基進行了實地勘察，獲取可靠的地質數(shù)據(jù)（如表1所示），從而采用針對性的軟土地基施工技術，以確保橋梁的穩(wěn)定性和安全性。

2 軟土地基的特性

2.1 高壓縮性

由于軟土的孔隙比大于1，含水量大，容重較小，且土中含大量微生物、腐殖質和可燃氣體。因此，軟土具有高壓縮性，且長期不易達到穩(wěn)定，在其他相同條件下軟土的塑限值愈大，壓縮性亦愈高。

2.2 抗剪強度低

軟土的抗剪強度較低，影響現(xiàn)場作業(yè)安全及進度，需在地基設計時重點考慮此因素，以確保建筑物的穩(wěn)定性，還能保證各項工作的有序進行，降低現(xiàn)場作業(yè)及管理難度，按照工期要求高質量完成。

2.3 透水性低

軟土的透水性很低，特別是垂直層面的透水性幾乎可以忽略不計，這意味著在軟土上進行排水固結處理時水分很難從土層中排出，導致固結過程緩慢。因此，在軟土地基上建設的建筑物沉降延續(xù)時間較長[1]。在加荷初期，由于軟土的壓縮性較大，土壤顆粒之間的水分不容易排出，導致孔隙水壓力迅速增加。而高孔隙水壓力會降低土壤的有效應力，影響地基的強度和穩(wěn)定性。此情況下的地基容易發(fā)生失穩(wěn)破壞，對建筑物的安全構成威脅。

2.4 觸變性

軟土的觸變性是指土壤在受到外力擾動時，其結構強度會迅速降低，甚至變成稀釋狀態(tài)的性質，主要是因為軟土是一種絮凝狀的結構性沉積物，其原狀土在未受破壞時具有一定的結構強度。但是，一旦受到擾動，土壤顆粒之間的連接會被破壞，導致土壤結構崩潰，強度迅速降低。針對此情況，需在軟土地基施工前采取一些地基處理措施以增強地基的穩(wěn)定性，如排水固結法、預壓法等，可加速軟土的排水固結過程，提高地基的承載能力。

2.5 流變性

流變性是指土壤在持續(xù)荷載作用下，其變形隨時間逐漸增加的性質。對于軟土而言，由于其具備的特點使其在荷載作用下更容易表現(xiàn)出流變性。由于軟土的流變性，其在持續(xù)荷載作用下的長期強度遠小于瞬時強度，這意味著在長時間內(nèi)軟土地基或土工結構物可能會發(fā)生較大的變形和沉降，降低其穩(wěn)定性。同時，軟土的流變性會對邊坡、堤岸、碼頭等土工結構物的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。由于其結構物通常承受水平或傾斜的荷載，軟土的流變性可導致結構物發(fā)生側向位移或滑動，從而威脅工程施工安全。

3 軟土地基對公路橋梁施工的影響分析

3.1 地基穩(wěn)定性不足

軟土地基由于其高壓縮性、抗剪強度低和觸變性等特性，使地基在承受荷載時容易發(fā)生變形和破壞，導致地基穩(wěn)定性不足，對公路橋梁的施工和安全使用產(chǎn)生嚴重影響。

3.2 沉降量大且不均勻

軟土地基的透水性低、固結速率慢，在施工過程中容易發(fā)生較大沉降。同時，由于軟土不均、沉降不勻，容易導致公路橋梁的橋面出現(xiàn)不平整，影響行車安全。對此，在施工過程中應嚴格控制施工荷載和施工速率，避免過大的荷載和過快的施工速度可能導致的地基失穩(wěn)和沉降過大[2]。同時，可采取適當?shù)呐潘胧?，降低地下水位，減少軟土的含水量，有助于提高地基的固結速率和穩(wěn)定性。

3.3 路基排水困難

軟土地基的透水性差，容易形成滯水，使路基長期處于潮濕狀態(tài)，影響路基的穩(wěn)定性和使用壽命。同時，滯水還會對公路橋梁的橋面鋪裝和伸縮縫等構造物產(chǎn)生侵蝕作用，影響其使用性能。

3.4 施工難度大、工期長

由于軟土地基的復雜性和不確定性，使公路橋梁的施工難度增大。同時，為保證地基的穩(wěn)定性和安全性需采取一系列的加固措施，如換填、排水固結、振密或擠密等，增加了施工成本和時間。

4 軟土地基施工技術在公路橋梁施工中的應用

4.1 換填法

換填法是將部分軟土或全部挖除，然后換填具有較高強度、較低壓縮性和較好穩(wěn)定性的材料，如砂、碎石、灰土等，可有效提高地基的承載力和穩(wěn)定性，減少地基的沉降。

該公路橋梁建設項目中由于地基中存在較大范圍的軟土區(qū)域，地基承載能力不足，給橋梁施工帶來極大挑戰(zhàn)。為確保橋梁的安全性和穩(wěn)定性，項目團隊決定采用軟土地基換填法進行處理。在施工過程中先對軟土區(qū)域詳細勘察和分析，確定軟土的分布范圍、厚度以及物理力學性質等參數(shù)[3]。根據(jù)勘察結果設計一套科學的換填方案，其中換填材料選用的是強度高、穩(wěn)定性好的砂石料，以確保換填后的地基具有足夠的承載能力和穩(wěn)定性。在施工過程中，應嚴格按照設計方案進行換填作業(yè)，對軟土區(qū)域開挖，將軟土全部挖除，然后分層填筑砂石料，每層填筑完成后進行壓實處理，確保填筑密實度符合要求。在換填過程中，還加強了對施工質量的監(jiān)控和檢測（如表2所示），確保換填質量符合要求。經(jīng)過一段時間的施工，軟土地基換填法成功應用于該公路橋梁項目中，換填后的地基承載能力得到了顯著提高，橋梁的穩(wěn)定性和安全性得到有效保障，并延長了橋梁的使用壽命。

4.2 排水固結法

排水固結法是通過在地基中設置排水體（如砂井、塑料排水板等），然后施加預壓荷載，使地基土中的孔隙水排出，從而加速地基的固結過程，提高地基的強度和穩(wěn)定性，特別適用于飽和軟黏土的處理。在公路橋梁施工中，排水固結法可有效減少地基的工后沉降，提高地基的穩(wěn)定性[4]。另外，為控制橋面的平整度可在橋墩和橋臺等關鍵部位采用更加嚴格的地基處理措施，確保各部位的穩(wěn)定性和沉降量控制在較小范圍內(nèi)。在橋面鋪裝過程中，可采取適當?shù)氖┕すに嚭筒牧?，保證橋面的平整度和耐久性。

該項目中排水通道采用砂井形式，砂井直徑、間距和深度根據(jù)地基條件和設計要求進行確定（如表3所示）。施工前對地基預處理，清除表層的雜物和植被，整平地面；然后按照設計要求在地基中打入砂井，形成排水通道。砂井打入后進行預壓荷載的施加，采用堆載或真空預壓等方式計算預壓荷載的大小。在預壓過程中應密切監(jiān)測地基的沉降和變形情況，及時調整預壓荷載和排水通道的設置，當?shù)鼗_到設計要求的固結度后即可停止預壓，進行下一道工序的施工。通過排水固結法的處理，該項目的軟土地基得到有效加固，地基承載力和穩(wěn)定性得到顯著提高，確保了施工安全與質量。

4.3 強夯法

強夯法是通過重錘從高處自由落下對地基土進行強力夯實，有助于提高地基的密實度和承載力，適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與黏性土等地基[5]。在公路橋梁施工中，強夯法能快速提高地基的強度和均勻性，減少地基的差異沉降。

該項工程在強夯法施工過程中，施工單位根據(jù)軟土地基的勘察結果確定了施工方案和參數(shù)，使用強夯設備對地基進行多次的夯實處理（如表4所示）。在夯實過程中應嚴格控制夯實的能量、頻率和深度，以確保地基處理的效果。經(jīng)過強夯法處理后，該軟土地基的承載力和穩(wěn)定性得到顯著提高，經(jīng)過檢測，地基的密實度、壓縮模量等指標均達到設計要求，有效改善了地基的排水性能，減少了地基沉降量。

4.4 樁基加固法

樁基加固法是通過在軟土地基中打入樁身，將上部荷載傳遞到深層土體中，減少地基的沉降和提高地基的穩(wěn)定性[6]。樁基是預制樁或現(xiàn)場灌注樁，根據(jù)地質條件和工程要求選擇合適的樁型和施工方法。在公路橋梁施工中，樁基加固法通常用于處理深厚的軟土層或地基承載力嚴重不足的情況。

該項工程在施工設計中，橋梁主要采用的是直徑為1.5 m和1.2 m的鉆孔灌注樁群樁基礎。由于這些樁基的持力層主要由砂泥和輕微膠結的軟石構成，因此，為提高樁基的承載能力，施工方?jīng)Q定采用樁底后壓漿工藝對鉆孔灌注樁進行加固處理。其中，鉆孔灌注樁在成孔過程中會對土體產(chǎn)生擾動，樁底壓載和樁側泥皮會對樁基承載力產(chǎn)生消極影響。通過樁底注漿，在高壓力作用下可使?jié){料在樁底持力層中滲透、擴散、充填、壓實，將原本松散的砂泥、軟石等土粒膠結成一個高強度的整體，改善持力層的物理和力學性能，提高樁基的承載能力。另外，鉆孔灌注樁與周圍土體之間存在摩擦，通過樁底注漿增大樁身與土體之間的接觸面積，提高樁側摩阻力，進一步增加樁基的承載能力，滿足工程設計要求，保證橋梁施工的安全和質量。

5 結論

在公路橋梁施工中軟土地基施工技術的應用，能為工程的穩(wěn)定性與安全性提供堅實保障。通過對軟土地基進行妥善處理，可增強地基承載能力，防止因地基不穩(wěn)而導致的各種潛在風險。從實踐效果方面分析，通過對軟土地基施工技術的標準化運營，能顯著提高公路橋梁的工程質量，延長使用壽命，為人們的出行和物流運輸提供更加安全、便捷的條件。

參考文獻

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[6]張海波. 公路施工中軟土地基處理分析[J]. 工程建設與設計， 2020（18）： 159-160.

收稿日期：2024-02-07

作者簡介：楊世強（1994—），男，本科，助理工程師，研究方向：道路與橋梁。