试析软土地基施工技术在公路桥梁施工中的应用

熊国林，谢忠良

(江西轶通建设工程有限公司，江西 抚州 344000)

1 软土地基表层处理技术

因软土地基的强度和刚度很低，所以公路桥梁工程所面临的的施工难度很大。为了提升地基的强度，应用软土表层处理技术就是对土质进行排水操作，在地基中加入砂垫层，随后铺设其他材料，确保施工质量。

对此，以下几点建议可供参考：(1)加强排水处理。对于含水量较高的软土地基，应在排水处理前在土地表层挖沟槽，排除地表水，随后使用具有吸水性能的砂砾填充地基，提升土地刚度。(2)科学处理砂垫层。该方法适合用在土层薄且含水量大的地基中，通过填充砂砾是地基表层增加1.2 m厚度的砂垫层，增强地基坚硬程度。(3)做好材料铺设工作。将材料均匀的铺设在软土地基中，结合工程施工造价选择铺设材料，根据地基下沉情况和侧向变形状态完成填土操作，从而保证地基稳定。对于软土地基处理过程中的常用材料，主要有砂砾材料、碎石材料以及土工合成材料集中。砂砾材料主要用来制作垫层，要求材料必须具有较强的透水性，且材料中不能含有任何有机质或者黏土块，砂砾的粒径不能超过53 mm，含泥量不能超过5%。碎石材料主要是经过岩石与砾石的轧制而生成，在施工时应保证碎石材料干燥整洁，且具有一定的强度，碎石材料外表有棱角，其中不能掺入软质石。碎石的粒径应保持在20 mm左右，最大不宜超过50 mm，碎石的含泥量应保持在10%以内。土工合成材料在应用时，应检查其是否具有足够的抗拉强度和握持强度，并按照相关技术标准选择适宜软土地基施工的土工合成材料。

2 粉喷桩加固处理技术

该技术就是借助水泥或者石灰等材料，以此作为固化剂提升软土地基的强度。将固化剂和软土混合，应用搅拌机将混合物搅拌在一起，将二者黏合在一起，从而形成拥有一定强度的地基。在淤泥与黏土质的地基中适合应用粉喷桩加固技术，该施工技术的造价成本较低，可普遍用于地基加固施工。某公路工程在施工时基坑的开挖深度达到了3.46 m，施工场地处于坡脚和海盆地边缘地缘，岩性变化大，土层中包含人工填土、粉质黏土、淤泥质粉质黏土等土壤，采用粉细砂加固土质，地下水位埋深为0.8 m。施工过程中，施工人员应用粉喷桩地基处理技术和基坑临时护壁方法，将地基下的工程桩按照梅花形科学布置，桩与桩保持着1.5 m的距离，置换率可达20%。复合地基承载力超过120 KPa，施工人员对柱下桩采用了加强措施，使软土地基的承载力提升到140 KPa，此时桩径为0.5 m。因为粉喷桩内没有钢筋，桩无法抵御过大的水平推力，而基坑单排支护工作无法满足支护设计要求。于是施工人员将支护桩设计成双排加劲的形式，桩径和排桩间距分别为0.5 m和1.6 m，在其中假设加劲桩与加固桩，应用水泥材料提升支护桩的水平支撑能力。

3 排水固结法施工技术

施工之前，要求施工人员先对地基中的水分超负荷预压，尽可能的排出水分，从而达到初步加固地基的效果。超负荷加压排水的关键在于设置垂直排水柱。施工时人们经常采用设置砂井的方式达到排水目的，比如袋装砂浆和塑料排水带等方式。在应用排水固结法进行软土地基的施工时，应当对砂井直径和最大排水范围有所掌握，科学分析施工工艺与排水距离，分析当前公路与桥梁工程的软土地基情况，及时调整砂井，使其能够与施工工艺相适应。在软土地基的表层位置铺设一层砂层，由于砂土层透水性能好，排水功能比黏土层强，砂土层的铺设可以将一部分积水转化为地下水，从而有效控制地下水位。为了进一步发挥排水固结法的应用效果，有必要增加软土地基的抗剪强度，控制砂垫层的厚度，使其保持在200 mm左右，尽可能的提升地基的承载能力。

4 挤密法软土地基加固技术

对于软土地基而言，应用挤密法就是在公路桥梁桩孔形成时，将灰土与土挤密桩，依靠侧向挤压的力挤压并硬化桩间土，在夯填桩孔时，使用素土使土层更加密实，从而带来良好的辅助加固效果。对于不同的土质，施工单位需采用不同的挤密方法，比如湿陷性黄土地基，可使用灰土桩挤密法。要求施工单位应用机械设备夯实并振密软土地基，并向土质中灌注填充物，经过加工是填充物成为桩体。由于石灰体内包含掺合料，在某种环境下掺合料会和生石灰产生化学反应，导致水分变化，生石灰的体积也会因此膨胀堵塞。应用振动与冲击的方法完成砂石桩挤密，依靠机械设备将碎小填充物填入地基的孔中，使其最终成为砂石桩体，提高地基强度。

振冲密实法就是应用一种振冲机械产生的水平振动与侧向挤压作用，逐步破坏软土地基的土体结构，增加孔隙水压力，此时土粒就会逐渐向低势能位置转移，导致土体从疏松转为密集。具体施工工艺如下：(1)平整公路桥梁施工现场，合理布置桩位，施工车振冲器与桩位对准。(2)启动振冲器，使设备进入软土地基层，记录设备经过各个深度时的电流值，提升振冲器到达孔口的位置，重复以上操作，使孔中的泥浆逐渐变稀。(3)在孔中加入填料，振冲器沉入填料，使填料被夯实，桩径被扩大，随时记录填料情况。振冲器提出孔口，对上节桩段继续施工，直到整个桩体都完成振动施工，再将振冲器移动到下一个桩位。(4)在施工现场提前预设排泥水沟，将制桩时产生的泥水集中到沉淀池，定期挖出沉淀池内的厚泥浆，再将其存放在指定位置，沉淀池上部的水能够充分使用。(5)挖出桩顶部的桩体，碾压并夯实垫层，此时软土地基的强度已经达到了公路桥梁的施工要求。

5 换填施工技术

在软土地基施工中有一种置换技术，就是根据工程施工标准，选用合适的土壤代替软土土质。通常情况下，施工单位会采用爆炸的方法大范围施工，或使用人工挖掘的方式进行小范围施工。对于换填施工技术的应用，可利用自卸运输车，将片石材料运输到公路桥梁工程的施工现场，根据填筑部位使用挖掘机完成摊铺施工。清理表层土后铺设片石材料，铺设的宽度控制在60 cm左右，随后在片石材料上部铺设厚度为30 cm的碎石，最后摊铺土工格栅即可。完成以上操作后应使用碎石土将下面几层材料压稳，在此基础上重复铺设三层土工格栅。对于施工用的换填材料，要求砂砾材料中的含泥量不能多于5%，砂砾的粒径应保持在5 cm之内，强度必须超过4级。填筑片石材料时应大面朝下，采用人工配合机械的方式施工，并在片石缝隙之内填入碎石，用压路机将路面压稳，。垫层的厚度应比路基边角厚度宽50 cm。地基加固之后，需要对施工质量进行检验。针对换填层的宽度，应在规定值基础上加宽一部分，检测频率是40 m/点，应用钢尺测量即可。如果换填层宽度低于9 m，建议按照200 m/2点的频率进行质量检测；如果换填层宽度在9～15 m之内，可以按照200 m/4点的频率进行质量检测；如果宽度超过了15 m，建议按照200 m/6点的频率进行质量检测，统一使用钢尺完成测量工作。