软土地基施工技术在公路桥梁施工中的应用

（黄河科技学院，河南 郑州 450063）

0 前言

公路桥梁工程项目建设有着周期长、投入大、风险高等特点，在施工建设中一定要做好质量把控工作，对塌陷、裂缝等问题密切关注，采取合理且先进的施工技术去提高工程质量。在公路桥梁施工中，软土地基属于常见地基类型，对于这类地基的施工处理既要总结过往经验，也要采取针对性施工技术。基于此，文章主要结合笔者工作经验，从多方面去探讨软土地基施工技术在公路桥梁施工中的应用，希望能为从业同行提供参考。

1 软土地基的特点与常见危害

1.1 特点

在公路桥梁施工建设中，软土地基属于常见的地基类型，总结分析可知其特点有以下几个方面：①含水量高。软土地基最典型特点为高含水量，一般来讲能够达到20%以上，在部分软土地基内部甚至能够达到70%的含水量[1]。正因为较高含水量，所以土壤的流动性也非常高，基于软土地基进行建设的工程项目有着一定的施工难度。为了保证公路桥梁工程项目整体质量，施工单位一定要做好前期现场勘查，全面掌握软土地基的相关参数，制定针对性的地基处理方案，为工程项目施工打好基础；②渗透性差。相较于其他类型土壤而言，软土的固结速度非常慢，而且渗透性极差。再加上软土地基内部基本含有大量有机质，所以会形成很多气泡，在土壤的排水通道中充满了气体，导致其渗透能力较弱，与地基强度要求相去甚远，一定要进行处理才能得到要求；③抗剪性弱。软土地基抗剪性表现较弱，会对路基排水形成影响，而且有着不均匀性特点，极易出现不均匀沉降的情况。

1.2 常见危害

软土地基带来的最大危害便是地表沉降，由于软土地基的内部土质太过松软，而且土层与土层间的缝隙较大，含水量非常高。倘若在公路桥梁施工建设中对软土地基未做良好处理，在后续使用中会因为软土地基内部土层水分不断挥发、土颗粒密度不断变大，而出现公路桥梁沉降问题，很容易带来安全事故。对于路桥而言，具体的沉降度很大程度上受底部桩基础的影响，通常在公路与桥梁的衔接处最易出现沉降问题。而公路桥梁正式使用之后，上层重要不断增大，导致地基承载力不断变大，最后出现沉降问题。再加上软土地基稳定性不足，施工前除了要考虑地基本身的种类变化情况，也要预测将来路面的交通压力，而软土地基土颗粒在不同的情况之下会出现变形，带动土块出现位移，形成裂缝。

2 软土地基施工技术在公路桥梁施工中的应用现状与意义

2.1 应用现状

从性质层面来看，软土地基由于本身质地偏软，所以承载力显然不能支撑起公路桥梁建筑，因此在施工中如果不加以处理则会导致上层建筑物始终处在失稳状态，而且建设在软土地基上层的建筑物很难与地基有很好的密合，所以还会在松动的过程中不断生成各种缝隙，缝隙的出现也给了地下水上涨的空间，因此建筑物软土地层时间一长便会有隆起情况，当车辆形式在隆起区域时又会自然下限，可见软土地基会给公路桥梁施工带来极大安全隐患，因此要想提高公路桥梁施工质量，则要对软土地基结构进行改善。同时，由于我国疆域辽阔，各地区土质差异较大，所以在公路桥梁施工中也会结合土质类型去设计可行的施工方案，为了防止软土地基对后续使用带来不必要麻烦，通常都会对其作特殊化处理，严控软土地层沉降程度，提高施工质量。

2.2 应用意义

从应用现状便能看出，结合软土地基的类型去做特殊化处理非常必要，对于我国路桥施工建设而言意义重大。一方面，能够保证公路桥梁结构的稳定可靠。倘若施工单位对无法满足施工要求的软土地基不进行强化处理，一定会造成公路桥梁工程的结构失稳，最终出现质量事故，而采取相应的技术措施对软土地基作特殊处理，不仅可保证施工质量，也能确保路桥结构稳定可靠，实现安全通车；另一方面，能够延长公路桥梁使用寿命。采用技术措施对软土地基进行处理，能够抑制沉陷、裂缝等质量问题的出现，不仅能够减少后续养护维修的投入，而且也能延长公路桥梁的使用寿命。

3 软土地基施工技术在公路桥梁施工中的具体应用

3.1 排水固结技术

公路桥梁工程项目施工中，要做好对地下水及地层表面水的处理工作，所以在前期需要安排专业勘测人员对公路桥梁工程施工现场进行勘测，详细记录地表水文等信息，之后将数据信息汇总向公路桥梁工程设计部门上报，最终根据详细的信息数据去制定合理的地表水处理方案[2]。总结过往经验来看，对公路桥梁施工中出现的地表水进行处理，一般会采取使用固化剂的方法，主要原因在于固化剂效果快且明显，具体来讲表现出如下两个方面：一方面，从成分去分析，固化剂的构成材料分为各类无机材料或有机材料，而且能够与水泥联合使用，进而强化固化剂的表现效果。而在过去的公路桥梁工程施工中，铺路建设材料主要由粉煤灰、砾石、石灰等，这类建材更多从自然中直接采集，时间一长便会导致矿石资源被过度开采，对生态环境有所破坏。而固化剂的应用能够替代这类传统筑路建材，能够有效与软土地基中的水分发生结合反应，形成固定结构的结晶水而附在软土地基中，明显改善土质结构。

3.2 注浆技术

软土地基的内部土层质量偏低，可通过向土层空隙注入水硬性凝胶材料的做法，让土层空隙能够完全凝固粘结在一起，实现改善软土地基性能的效果。具体来讲，施工过程中可先在软土地基的衔接处构建隔离水质面，避免受到地下水的侵蚀，保证地基结构稳定，降低发生坍塌、沉降事故的概率。而后施工人员需要参照设计标准进行钻孔，孔径一般为60～95mm，深度视情况而定[3]。向钻孔内防止注射管，注射管直径一定要比钻孔直径小，同时用套管保护孔壁与导管。最后将按比例配置完成的水泥砂浆注入射管当中，让水泥砂浆渗入土层缝隙以达到固结效果。值得注意的是，需要一次性注射完成，不可间断。

3.3 置换土层技术

软土地基内部土层质量不高，所以在施工处理时可用承载力更强的土壤将其中的软土进行置换，这也是从根本上改善软土地基沉降问题的做法之一，同时也能提升公路桥梁整体质量。通常来讲，对软土地基的置换土层施工技术主要由挖掘、爆破等方法，虽然效果明显，但是需要投入更多且产生更大工程量，实际采用并不多。所以在大部分施工情况下，通过前期的施工勘察，掌握环境与软土地基表现，去设计更合理的置换土层施工方案。首先，对挖出的土壤进行填换处理，回填路基，然后填路基石，整个过程中需要关注地下水位，确保水位在基坑地面以下。而后要做好防雨、降水等工作，保证填土面四周要低于中间，方便后续排水，最后这些工序完工后便可进行碾压，保证土壤压实[4]。

3.4 粉喷桩技术

粉喷桩技术在公路桥梁施工中的软土地基处理中属于较常见技术之一，能够明显提升软土地基的承载能力。具体施工处理过程中，首先要对施工现场实际情况进行勘察，保证现场平整且无杂物，备好施工需要用到的材料，展开试桩工作。需要严格把控施工现场的材料，特别是水泥，在试桩进行中要对施工参数进行多轮测试，确定好每一项数值的合理性，保证水泥搅拌与固化剂添加的均匀度。同时，要对机械设备做好检查与运维，保证施工中能够安全运行。所有施工人员对粉喷桩技术要提前熟悉，一切准备工作做好后便要开始施工。总结大量粉喷桩技术经验来看，粉喷桩穿过软土地基深入到内部土层中，逐渐成为支撑结构而不断提高地基承载能力，这一过程中最为关键的是粉喷桩需要深入土层，不能是悬浮状态，因此施工过程中需要打穿软土层，倘若没有打穿到位，需要重新施工。

3.5 砂垫层技术

软土地基施工中可在施工要求不高的地方适当应用砂垫层技术，特别是土壤土层厚度小、排水好、沙硕性佳的环境中，非常适用应用砂垫层技术。具体公路桥梁施工过程中，砂垫层厚度需控制在20cm 左右，如此可抬高排水面高度，而且能够为后续软土地基的快速排水、固定形态等打好基础，更有利于公路桥梁工程的施工建设[5]。同时，施工人员要对砂垫层材料的质量严格控制，除了要确保符合国家建设规定以外，还要确保粗砂含沙量不超过5%。虽然砂垫层在施工中能表现出不错的固结效果，但施工以后依旧要展开洒水、压实等操作，并对砂垫层压实情况做好监督，在充分湿润的基础上施工能够提升施工效果。

3.6 垂直排水柱

如果软土地基的土壤黏度较大，在施工中则采取垂直排水柱法，具体来讲要求施工人员向软土地基中设置一定数量的垂直排水柱，缩减排水时间，提高软土地基的排水效率。在建设垂直排水柱的过程中，主要用到砂井、纸板等材料，要求施工人员根据现场情况去确定最合理的排水方式幼儿技术。同时，施工过程中要根据砂井直径数值对软土地基沉降进行计算分析，倘若估算结果与施工现场需求不相符，则要重新改变相应数值与施工方法，确保垂直排水柱能够有序完工。

3.7 加载法

加载法在提高软土地基强度方面表现良好，同时能够降低路面沉降，保证公路桥梁结构的稳定性，提升其有效承受荷载。现阶段的公路桥梁软土地基施工处理中，应用的加载法主要分为预压加载与填土加载两种方法，前者适用范围偏小，基本上用于深度小于0.5m 的软土地基，而后者适用范围更广，采取填土操作去强化软土地基承载力，能明显降低地基沉降发生概率，保证地基稳定可靠。值得注意的是，在应用加载法处理软土地基的过程中，需要做好沉降观察工作，保证沉降量不得超过合理范围，确保地基处理效果。

3.8 表面排水处理技术

采用表面排水处理技术对软土地基进行处理的施工过程中，一定要向表层的黏性土壤中加入适量的添加剂，以此提高地基稳固性，加快填土固结的速度。该施工技术能够优化地基压缩性能表现，从而提高软土地基的强度，所以在软土地基处理中的而应用十分广泛。从具体的施工操作来看，首先要在软土地基的表面铺上砂垫层，主要作为排水层进行排水，保证水位逐渐降低，能够抑制路基下沉的问题，为路桥施工改善条件。一般来讲，软土地层的分布较为分散无规律，并且还会出现地基不稳与不规则沉降情况，这种情况可利用铺垫材料处理，加强地基的抗剪性与抗拉性，从而抑制路基沉降而强化路基承载力。

3.9 挤密法

该方法同样是路桥施工中软土地基的常用处理方法，主要是充分利用桩孔成形过程中的侧向挤压桩间土去做好地基处理，夯实桩孔用灰土或素填土，从而提高地基密实度与增强承载能力。这一技术方法也可称作灰土桩挤密法，从技术特点来看，一般用在大面积的软土地基或是湿陷性黄土地基的处理上。该技术的应用过程中，需要在软土地基中成孔，一般采用人工或是机械的方式，之后将煤渣、石灰块等填入且夯实，形成桩体则达到加固软土地基的效果。挤密法的优势在于能就地取材、工艺简单、投入成本低，但施工中不可忽视质量控制，要严格把控每一个技术要点，才能发挥挤密法的最大效用。

4 结束语

总而言之，在公路桥梁工程项目施工过程中，软土地基是不可避免的施工难点，软土地基的施工技术水平会直接影响到公路桥梁整体工程的使用寿命，所以施工单位一定要重点关注这方面问题。为了改善软土地基的土质结构状况，文章提出了排水固结、注浆、置换土层、粉喷桩等软土地基施工技术方法，希望相关施工单位能够结合实际情况去灵活采用，确保软土地基的稳定性，保证公路桥梁工程整体施工质量。