道路桥梁施工中对于软弱地基的处理措施

卢大举

（遵义道桥建设（集团）有限公司 贵州遵义）

1 软弱地基对道路桥梁施工的影响

在道路桥梁施工过程中，经常会遇到含水量高达15～50%的软弱地基[1]。这种地基土质松软，稳定性、承载能力差，主要由淤泥、淤泥质土、杂填土、冲填土或其他高压缩性土层构成。软弱地基不仅对地基稳定性有影响，还会对填土质量和边坡稳定性会产生影响。同时软质地基也可能会造成沉降、液化现象，其中沉降现象是由于地基状态发生改变造成的，沉降现象在发生时通常伴随着水消散或水蒸发，此时工程的质量难以保障，还会减少施工效益，给车辆的通行带来安全隐患。而液化现象则是砂土类型的软弱地基受到施工中的作用力影响后产生的现象，在施工作用力下，砂土颗粒丧失彼此之间的接触压力以及相互之间的摩擦力，难以抵抗剪切应力。如果在砂土层上没有渗透性更差的覆盖层，地下水便会大面积溢于地表，如果砂土层上层有渗透性更弱的粘性土层，当超孔隙水压力超过盖层的强度，地下水将会携带砂粒冲破盖层或沿盖层裂隙喷出地表，产生喷水冒砂现象，最终造成道路桥梁的沉降[2]。地震、爆炸、机械振动都会引起砂土的液化，为防止液化造成的负面影响，应令地基中的沙土含量降低，防止液化现象出现最终造成沉降。

2 道路桥梁施工中对软弱地基的处理措施

道路桥梁的设计路线是固定的，难以根据实际情况进行更改，当面对软弱地基时，必须使用适合的方法对软弱地基进行妥善处理。

2.1 换填土法

换填土法是道路桥梁施工中遇到软弱地基的最基础方法，主要是指将地基范围内的软质土清除，使用稳定性较好的土、石回填并夯实。这种方法适用于淤泥、松散填土等土质分布不均匀、排水性较差的浅层地基。以某一公路工程为例，该工程的表层为耕植土，厚度在1.5～3m之间，填土平均高度为5.3m，地基的强度低、稳定性差，极易出现沉降，具体处理方法为：首先标出软基的处理范围，设置两侧的边桩，每隔10m设置一根。在处理外边线一定距离设置控制桩进行标高。之后挖沟排水，水排干后将软土、淤泥挖出，对底部进行平整处理，检验承载力合格后采用分层填筑碾压的施工方式换土压实。碾压分为三个阶段进行碾压的具体方式和速度要求如表1所示。

表1 每个阶段的碾压方式和速度要求

2.2 密实加固法

密实加固法具体可细分为排水加固法、深层加固法、动力加固法和水泥土混合法四种[3]。排水加固法主要适用于含水量较大的软弱地基，最典型的就是江河地基和沼泽地机。主要操作方法是预先在地基中设置砂井等竖向排水提，再根据施工所需的承载质量进行加载，或是在施工前对地基进行加载预压，将土层空隙中的水排出，逐渐固结沉降，随之提升强度的方法。深层加固法是通过在深层进行爆破挤压，改变土层结构，提高土体密度的方法。动力加固法也被称为强夯法，操作方法是使用几十吨甚至上百吨的重锤，从几米至几十米的高出自由落下，对土层进行动力夯实，最终达到增强土层强度，减少压缩性的效果。水泥土加固法是将水泥混合到土层中，之后在使用大型搅拌设备进行搅拌，混合均匀的方法。

2.3 管桩加固法

管桩加固法分为水泥桩法、混凝土管桩法和碎石桩法。其中水泥桩法是指将水泥和性能优良的材料进行搅拌，之后将水泥土填回软弱地基内，制成水泥土桩的方法。由于其操作简单、价格低廉、提升地基强度明显的特点，在道路桥梁施工中运用广泛。混凝土桩法与水泥土桩法较相似，只是将材料水泥土更换为混凝土，具有施工速度快、经济效益高、土层强度改善明显的有点，近些年在道路桥梁施工中运用广泛。碎石桩法是通过振冲或冲击载荷将底部装有活瓣式桩靴的桩管挤入地层，在地基中成孔后，将碎石从桩管投料口处投入桩管内，最终形成密实碎石桩，并与石桩周围的土体形成复合地基的方法。

2.4 灌浆加固法

灌浆加固法是根据道路工程的特点和承重要求，改善地基强度方法的一种。在实际的施工过程中，先对所需的承重能力进行分析确定，然后将建筑材料根据分析进行配比，搅拌后形成均匀的料浆，随后使用专用的压力泵将料浆喷射到地基中去，确保料浆和软弱地基相融合，在经过一定时间的固化后，固结成高强度的地基，达到改善软弱地基稳定性差、承载能力差的效果。

2.5 塑料排水板加固法

塑料排水板真空预压加固法是近年以来用于改善软弱地基的新技术，适用于淤泥、淤质土、冲填土及杂填土等土质。加固方法为：在加固区域铺设70cm的砂垫层作为排水通道，将塑料排水板间隔1～1.5m进行铺设，作为纵向排水通道。砂垫层上铺设的不透气薄膜作为密封措施。抽真空装置埋设在加固区域内的排水通道中，将加固区域内的空气和水排出。此时加固区域内的空隙水压力差产生，在压力差作用下，土体排水固结，使土体的强度增大。在进行加固之后，加固区域内的抗前切应力强度能提高100～200%，塑料排水板打设深度在10m内，地基的性质有很大的提高，具体数据见表2。

表2 加固前后土性指标的变化

2.6 孔内深层强夯桩加固法

孔内深层强夯桩加固法是根据“动力固结”与现代科学技术为一体的地基加固技术。实施方法为通过孔道将强夯引入到地基的深处，使用异形重锤对孔内的填料进行自下而上的高动能、超压强、强挤密的孔内深层强夯桩法作业，使孔内填料沿竖直方向深层紧压固结的同时对桩周土进行横向上的紧密加固。针对不同的软弱地基可以采用不同的工艺，使桩体出现扩大状、串珠状和托盘状，利于桩于桩间土的咬合，加大摩擦力。在经过孔内深层强夯加固处理后，地基的承载力能提高2～9倍，且符合新时代的绿色环保理念，在施工的过程中使用大量的工业废料、工业垃圾和无机固体废料进行加固处理，减少环境的污染，变废为宝。

3 总结

综上所述，地基作为道路桥梁建设中的基础，必须保证稳定性和承载能力，本文针对软弱地基提出了换填土法、密实加固法、管桩加固法、灌浆加固法、塑料排水板加固法和孔内深层强夯桩加固法6种具体的处理措施，当施工过程出现软弱地基时，要因地制宜采取合理的办法进行妥善处理，谨防因软弱地基而出现的道路桥梁沉降甚至坍塌现象的发生，确保工程的施工质量。