道路桥梁施工软土地基处理施工工艺

王 凯

太原市市政公用工程质量安全站（太原市轨道交通建设服务中心）（030200）

0 前言

在我国科学技术水平快速发展的进程中，道路桥梁工程施工技术也发生了翻天覆地的变化。道路桥梁工程的施工质量直接影响着人们的生命财产安全和出行安全，因此人们对道路桥梁工程的质量越来越重视。要想使人们的出行需求得到满足，就要不断提升工程整体施工质量和效率，将安全事故的发生率控制到最低，提高软土地基处理的标准。道路桥梁工程的直接实施者为施工单位，施工单位必须全面掌控施工全过程，优化和完善软土地基处理技术，使施工在安全、可靠的前提下完成。

1 软土地基概述

1.1 软土地基概念

软土是黏性土的一种类型，特征表现为天然空隙比较大、含水率非常高、压缩性比较强以及抗剪强度低等[1]。软土的类型主要有两种，分别为泥炭和淤泥。软土在山川、湖泊附近广泛分布。在道路桥梁工程建设的过程中，如果遇到软土地基，应采取加固的方法予以处理，使其稳固力和承载力满足设计标准。软土地基会引发道路曲折、断裂、凸凹不平等一系列建设问题。因此，施工人员应从道路工程的实际情况出发，科学选择道路问题处理方法和措施，使建设质量与设计标准保持高度统一。

1.2 软土地基特征

1.2.1 渗透能力差

软土地基的固化程度和含砂量比较低，渗透性不强，地基内部的颗粒比较大，这就很难起到锁水的作用，在外部压力的作用下水分流失，给道路桥梁工程造成严重的影响，使道路桥梁出现裂缝等病害问题。

1.2.2 水分含量高

软土地基包含着丰富的水分，在施工结束以后随着路桥投入使用时间的延长，水分会慢慢被挤压出来。地基中水分大量流失以后，道路沉降等问题随之发生，给路桥的正常使用造成了恶劣的影响。

1.3 意义

在路桥工程中，软土地基处理是一项极其重要的工作，其施工技术的好坏会影响整体工程质量。具体来说，施工期间路基的稳定性会受到软土地基的影响。因此，路桥施工一般不直接选择软土地基，否则需要先进行地基处理。对于软土地基具有较高的压缩性，在施工过程中必须处理好这个问题，防止竣工后存在沉降问题。在道路桥梁工程中，压力变形会对工程本身产生比较大的影响，严重的会导致安全事故，危及交通参与者的人身安全，影响道路车辆的正常通行，并造成诸多问题。

基于此，在路桥工程中必须优先考虑软土地基施工。在施工过程中，工程技术人员需要对工程现场的实际情况进行分析，同时综合考虑工程造价、工期要求、施工技术难度等条件，采用正确的施工方法对软土地基进行处理，将对路桥工程的影响降到最低，全面保障整个工程的安全，为人们的日常生活提供更好的公路出行服务。

2 软土地基给道路桥梁结构带来的影响

软土路基的主要特点为透水性差、压缩性强，地基施工很难达到压实度要求，使得地基承载力逐渐下降。如果处理不到位或者没有采取措施处理，会使道路桥梁的质量受到影响，甚至引发重大的质量安全事故。

2.1 路面裂缝

道路路面施工的主要材质为沥青和混凝土的混合料。该混合料的优势表现为便于运输、抗压和经济实惠，但是其抗拉能力比较差。软土地基压实施工非常困难，如果处理不到位，难以保证地基的稳定性，路面结构和路基随之出现变形。路面结构抗拉性能不强，道路在受力以后，路面易出现裂缝或者龟裂[2]。

2.2 结构整体下降

土体自然沉降的时间比较长，受软土地基不易压实、渗透性差的影响，如果地基压实度达不到设计标准，道路在运营的过程中依然会发生沉降。正常路基沉降系数与路面土地基沉降系数存在很大差别，路基在不均匀沉降的影响下出现沉降差，导致的路面病害有梁体移位、桥墩结构移位、桥梁整体或局部下沉、路面高低不平等，给路基的结构安全造成严重的影响，甚至导致路基坍塌、桥梁垮塌等重大安全事故。

2.3 不均匀沉降

软土层中会有透镜体存在，在地基压实处理时各个部位的压实度存在差异，使得地基上部结构物在荷载的影响下依然会存在固结排水的问题，无法保证地基的稳定性。土体发生收缩变形后，道路桥梁结构会发生沉降，结构和地基沉降表现出的主要特点为不均匀性和非整体性，易导致路基局部下陷或者桥墩倾斜，给道路桥梁结构的安全性和使用性带来影响。

3 软土基地处理准备工作

3.1 准备工作

要想为建筑设计人员提供的参考资料更加完善，必须做好桥梁工程、道路、地基、地质和水文等方面资料的搜集和整理工作，同时对建筑施工现场做好地质勘察工作。

3.2 科学挑选方案

在初步选择施工方案时，仔细分析建筑场地的地质勘察报告信息，做好后续施工作业的准备工作，从整个工程的实际情况出发，最终选定切实可行的施工方案。

3.3 施工方案的确定

综合考虑整个工程的所有施工内容，集中做好初步方案的比较工作，合理确定施工工期和机械设备，综合研究分析施工方案的优缺点，取长补短，提升软土地基的稳定性。

4 道路桥梁施工中软土地基的处理方法

4.1 换填法

道路桥梁地基的稳定性和承载力得不到满足，且软土层的厚度比较小时，先挖掘软土层，然后全面考虑地基的实际情况，将稳定性比较强的灰土、砂石、粉煤灰和炉渣等材质分层填充，采取强夯措施将这些材质夯实，增加地基的密实度，以提高地基承载力，合理控制沉降量下降问题[3]，加快软土地基排水固结的速度，使软土地基在改造施工以后满足设计的各项规定，保证整个施工过程的安全性。该施工方法被统称为填土处理法，填土处理法的施工原理与土层附加应力分布规律相同，换填法普遍使用于土质不均匀的软土地基和排水性比较差的软土地基中。软基处理换填法施工工艺流程图如图1所示。

图1 软基处理换填法施工流程

4.2 管桩加固法

4.2.1 碎石桩加固法

采取冲击或者震动的方法来完成软土地基的打孔施工，在碎砂和砂石保持良好稳定性和固结性的情况下及时填充和挤压到地基中，使其形成直径较大且密实度良好的桩体，其被称之为砂石桩。该方法也叫碎石桩加固法。持力层选择砂石桩和软土共同构成密实地基，提升地基的承载力，将地基变形控制在最小范围内。该方法适合于素填土、杂填土和密实度较低的黏土等地基施工中，尽管成本投入较大，但随着科学技术水平的发展和进步，该地基处理和加固方法的使用范围会逐渐增大。

4.2.2 夯实水泥土桩法

夯实水泥桩法与碎石桩加固法非常相似，将水泥和粉煤灰等材料填充到软弱地基中，使其构成水泥土桩，起到加固地基的作用。该方法的施工步骤比较简便，成本投入较少，施工工期不长，因此在很多地区适用。

4.2.3 钢筋混凝土管桩法

作为新兴的地基加固方法，在道路桥梁软弱地基施工中使用频率比较高。在建筑施工场地中，使用专业的机械设备浇筑混凝土管桩的情况非常普遍，增加了土体与管桩之间的摩擦力，增强了单根管桩的承载能力。该方法的主要优势体现为持久性强、实用效果好、施工进度快以及经济效益高等。

4.3 密实加固法

4.3.1 排水挤密加固法

排水挤密加固法在含水量较高的沼泽和江河湖泊的四周软土地基施工中使用的频率比较大，其使用与众不同的吸水和排水方法处理地基含水量。如将机械塑料排水板插入到软土层中，水分在预压负荷的作用下顺着塑料板渗透到砂垫层中，提升了软土地基的承载力。

4.3.2 深层密实加固法

深层密实加固法是指使用爆破、挤压等特殊方法来加密、加固处理软土地基的方法，与浅层加固使用机械设备存在很大的不同之处，但是其方式基本一致，使用范围比较广。

4.3.3 动力固结法或强夯法

要想提升地基承载力，需要使用重锤强夯地基，提高其密度，改善砂土抗液化条件，减少压缩性。该方法即为动力固结法，也被称为强夯法。该方法普遍应用于饱和性黏土地基中，拓展了以往动力结固的置换方式，将强度比较高的材料借助外部夯力打入到地基中，施工时形成的碎石墩与原有地基结合起来构成新的复合地基，使地基承载力发生改变。

4.3.4 高压喷射注浆法

高压喷射注浆法与动力固结法相似，使用高压喷射机械将水泥、粉煤灰等强度和固结性比较高的材料注入到深层软弱地基中。在道路桥梁工程施工的过程中，高压旋喷桩处理的最大深度可以达到30 m，其在含水量比较大的软土地基中得到普遍应用。

4.3.5 水泥土搅拌法

将水泥混入到淤泥或者黏土地基中，使用机械设备完成搅拌施工，降低地基含水量，提升地基强度和承载力的方法称之为是水泥土搅拌法。

4.4 加筋处理

在铺设人工填土路堤或者挡墙内的土工合成材料时，将土钉或者碎石桩打入到边坡中，使地基土变得更加密实、稳定，这种处理办法被认定为加筋处理。在道路桥梁工程建设中，使用加筋处理办法可增强地基土的牢固性。

4.5 水泥桩搅拌法

水泥桩搅拌法也是处理路桥软土地基的有效方法之一，一般选用的加固材料是石灰、水泥等，然后通过深拌机械对地基进行深度搅拌。搅拌可以强化地基深处，形成更牢固的地基。水泥搅拌桩法在实际应用过程中还有一个比较适用的优点，即可以应用于粉土、松散砂等地基加固中，能够有效提高软土地基处理的效果，同时减少地基处理对周围路堤的影响。

5 结语

随着社会经济的发展和进步，道路桥梁工程也迎来了发展的黄金时期。将软土地基处理放在核心位置上。假如软土地基处理不到位，会使道路桥梁出现不均匀沉降、破坏路基。施工人员在具体施工时应根据实际情况，选择相适应的处理技术，从而提高工程质量，为人们的出行安全提供保障。