范芃兰

（山西省公路局运城分局,山西 运城 044000）

0 引言

软土主要指天然孔隙比超过1.1，且含水量高于液限值的土体，其抗渗性差、湿度大、强度低、易变形，工程特性较差，为典型的不良土质[1]。因其力学特性较差，若在其表面建设房屋、道路、桥梁等工程，势必会对结构安全性、稳定性造成不利影响，随着时间的不断推移，建筑结构会产生不均匀沉降，特别针对路桥过渡部位，由于防沉降措施不成熟，造成其沉降更加严重，威胁结构使用安全，影响使用寿命[2]。因此，该文对路桥过渡段软土路基防沉降技术实施探究，具有重要意义。

1 路桥过渡段软土路基防沉降技术方案

现阶段，针对路桥过渡段软基不均匀沉降质量病害，通常采用防沉降技术加以防治。其主要施工原理是将施工区域内软土彻底挖除，并采用优质填料进行回填、夯实，确保承载能力满足要求，以有效提升路桥过渡区域路基的强度和稳定性。因此，为有效提升路桥过渡区域软基沉降防治效果，该文制定了综合防治方案，主要内容如下：

（1）采用换填法对路桥过渡段软基实施防沉降处理，结合施工现场实际情况，科学选用施工机械，对软基部位实施开挖处理，彻底清除内部软土层，并采用性能优良的材料进行填筑平整，以有效增强地基承载性能[3]。

（2）采用规格满足要求的夯锤对软土区域实施强夯处理，并对孔隙率进行检测，确保满足规范及设计要求。

（3）强夯完成后，采用泡沫轻质土对夯坑实施回填，严格按照轻质土配合比及工艺流程制备轻质土。

（4）对于置换回填部位，应采用压实机械进行碾压，确保密实度、平整度满足要求，从而有效达到防止沉降的目的。

2 路桥过渡段软土路基防沉降技术要点

路桥过渡段由于结构层次存在显著差异，极易产生差异性沉降问题，引发桥头跳车等质量病害，威胁行车安全。该文结合实际情况对防沉降技术实施优化创新，具体包括软土层路基开挖、强夯及置换三方面[4]。主要施工技术要点如下：

2.1 软土层路基开挖

路桥过渡区域软基产生沉降的根本原因在于路基下部软土层质地疏松、含水量高、压缩性强。为有效控制路桥过渡段路基沉降，通过置换法对软土地基实施处理，清除路基下方软土，并采用性能优良的填料进行回填，全面提升地基承载能力。

软土层路基开挖前，应结合现场实际情况放出路基开挖轮廓线，各边应超出软土区域一定范围，保证开挖面满足施工规范要求。根据具体开挖需求，科学选择开挖机械，通过人工、机械相互配合的方式完成软土层开挖，先采用机械进行开挖，针对机械开挖不到的边角部位采用人工开挖，并采用人工修整坑槽内壁，具体开挖深度为0.5~1.5 m，宽度为1.5~3.5 m。软土层路基开挖并非将路基底部软土全部清除，由于软土深度较大，若完全清除需投入较多人力、物力，延长施工周期，增大施工成本，所以，只需将路基上部一定范围内的软土清除，为后续强夯、置换施工提供有利条件[5]。

2.2 路基软土强夯施工

路基部位清除部分软土层后，对下部剩余软土实施强夯处理。强夯作用原理是利用夯锤振击、夯击作用将路基下方未清除的软土挤密，显著降低土体孔隙率，增大密实度，提升土体承载能力[6]。强夯施工前应根据现场实际情况科学选择夯锤。目前常用的夯锤主要有圆弧形、梯形和锥形。综合考虑工期、效率及具体需求等各方面因素，该工程选用梯形夯锤。梯形夯锤夯击面积大、能量高，无须反复夯击，夯锤主要由铸铁加工而成，夯锤底面积应结合软土层厚度、锤重综合确定，其表达式如下：

式中，e——夯锤底面积；r——夯击部位软土层厚度；z——锤重。夯锤加工完成后，严格按照施工规程实施强夯作业，软基强夯示意图如图1 所示。

图1 路基软土强夯施工示意图

软土路基强夯施工前，应根据现场具体情况，科学标记夯击点，夯点间距为1.5~2.5 m。采用汽车吊提升夯锤，准确对准夯点实施夯击。各夯点位置夯击3 次，按照1 000 kN、1 500 kN、2 000 kN 逐级增大夯击能。夯击完毕对软土层孔隙率实施检测。若孔隙率超过15%，应实施二次夯实，直至软土层孔隙率低于15%，方可停止夯击。

2.3 路基软土置换施工

强夯完成后，采用泡沫轻质土对夯坑进行回填。泡沫轻质土主要材料包括水泥、发泡剂、减水剂、水等[7]，按照特定比例及特殊工艺混合而成，泡沫轻质混凝土施工方案的施工工艺如图2 所示。

图2 泡沫轻质混凝土施工工艺

结合路桥过渡段软基沉降防治实际需求，水泥采用SFH.ASR.2S 硅酸盐水泥，发泡剂采用蛋白质类发泡剂，减水剂采用甲酸钙YU-2641，稳泡剂采用WE10041 稳泡剂。泡沫轻质土具有较强的自立性，质量较轻，质地疏松多孔，其抗压强度与密度密切相关[8]，具体情况如表1所示。

表1 泡沫轻质土抗压强度与密度关系表

由表1 能够看出，泡沫轻质土密度为715.11 kg/m3时，抗压性能最优，强度值为9.27 MPa，所以，泡沫轻质土拌制时应科学把控密实度。此外，科学研究显示，泡沫轻质土抗压强度与材料浸水时间存在一定关联，具体情况如表2 所示。

表2 泡沫轻质土抗压强度与浸水时间关系表

通过表2 能够看出，泡沫轻质土生产过程中，当材料浸水时间为5 d 时，其抗压性能最佳，强度为15.47 MPa。所以，泡沫轻质土拌制时应科学控制原材料浸水时间，以有效提升轻质土性能。轻质土拌制完成后，及时对夯坑及开挖部位进行回填，并在其顶部铺设一层砂石料，采用压实机械进行碾压，确保压实度、平整度符合要求，至此完成软基防沉降处理[9]。

3 试验论证分析

选取某公路桥梁工程路桥过渡段为试验段进行施工，其长、宽分别为3 000 m、15.5 m。该路段地质条件如表3 所示。

表3 路桥过渡段软土地质情况

通过表3 能够看出，该工程为典型的软土路基，需实施防沉降处理。分别采用该文设计施工技术及传统技术实施防沉降处理。该工程共设置夯点154 个，夯锤底面积30 cm×30 cm，泡沫轻质土用量3 564.12 kg。试验段施工完毕投入运营，30 d 后对两种技术施工路段路基沉降情况实施检测对比，详细数据如表4 所示。

表4 两种技术应用后软土路基沉降量对比 /mm

通过表4 能够看出：

（1）采用设计技术对路桥过渡段软基实施防沉降处理后，其平均沉降值为2.17 mm，最大沉降位置为SAFR-（04）测点，沉降量为3.56 mm，未超出标准要求。

（2）采用传统技术对路桥过渡段软基实施防沉降处理后，其平均沉降值为54.666 mm，最大沉降位置为SAFR-（06）测点，沉降量为63.14 mm，明显高于设计技术沉降值，并远远超出标准要求。由此可见，针对路桥过渡段软基处理，设计技术效果更加显著，能有效控制路基不均匀沉降，具有较强的可行性[10]。

4 结论

综上所述，公路桥梁工程建设中，路桥过渡段软基处理始终是施工的难题，处治不当极易产生路基不均匀沉降，引发桥头跳车等质量病害，严重影响行车安全。为有效提升路桥过渡段软基防沉降效果，该文基于现有施工技术进行改进，形成了新的软土路基防沉降施工方案。通过对软基开挖、强夯、置换等各环节的优化、改进，完成软基防沉降施工。结合某路桥工程试验段施工实践，充分验证了防沉降施工技术的可行性，有效控制路基不均匀沉降，显著降低施工成本，延长道路运营年限。但由于该技术仍处于不断完善阶段，实际应用中仍存在一定局限性，后续将对路桥过渡段软基防沉降技术实施进一步研究，以有效促进路桥行业的发展。