公路桥梁工程中软土地基施工技术探析

◎车正伟

公路是现代交通运输不可缺少的重要部分，对联系城市间的发展起到了重要的作用，在公路建设过程中，需要全面处理好各种地基，才能确保公路品质，实现安全够稳定能行的根本目标。软土地质有着广泛的分布，而在公路规划中，常常会经过这样的区域，各类公路的建设与修理对这类特殊的地质必须要经过科学的处理，才能在上部进行建设，如果没有在公路中正确处理好软地基或者是地基加固不到位，后期的建设就无法推进，桥梁基础不稳则会导致不均匀的沉降问题，轻则桥面裂缝、倾斜，重则缩短桥梁寿命，更给后期的使用埋下了安全隐患。软土地质是一种特殊的形态，其下部的结构复杂，构成的因素也较多，不同的地质有不同的形成特征，软土地含水率高、空隙率大、流变性强，要想在这样的地质条件下建设公路工程，难度可想而知，那么，进行桥梁地基施工的时候，必须要做好科学有效有分析，查找到形成的成因，处理的办法，通过科学处理、重点加固，为桥梁上部结构正常施工提供保障。随着我国的公路建设技术成熟，当前的技术已经完全能够处理这样的地质情况，技术涵盖表层处理法、化学加固法、排水固结法等多种有效的技术。为了更加有效的处理好这样的地质，施工单位必须要注意以下两点，一是要对当地的情况全面了解，根据地质具体情况变化正确使用技术方式，解决好软土地基；二是进行技术应用时，要强化管理与控制，加强施工技术推进的步骤，严格流程环节，做好沉降观测，保证地基加固处理有效。所以说，对软土地基处理必须要有科学的技术方法，通过验收合格后，才能为后期的使用提供安全保障。

一、软土地基概念及其特点

1.软土地基概念。

软土地基是一种特殊的地质结构，整体看，其主要指以淤泥、有机质土及淤泥质粘土等土壤为成分的地质形态，这种地质形态内部结构复杂，成因复杂，其特征是强度不高、抗剪能力弱及含水量高，这样，就导致了软地基固结速度慢、稳定性及抗压能力较差的实际状况，如果在上部修建公路，不但不利于稳固安全，更会造成工程的失败，实际施工过程中很容易出现塌方现象，严重影响到了工程的安全度。只能通过全面的夯实处理，才能进一步提升路基的够稳定性及强度，有效延长工程寿命，获取良好的经济社会效益。

2.软土地基特点。

（1）渗透性不足。软土路基内部的成因复杂，但不论是何种成因导致的软土质，其内部的成分都包含大量泥炭及淤泥物质，这种物质较软，没有硬度强度，其密度大，具备较强的可压缩性，在上面进行建设，其承载能力则会减弱，软土蕴含大量的有机成分，降低了土质的渗透性，整体看，如果在上面建设公路，不利于稳定，更容易出现各种上问题，而公路桥梁是处于恶劣环境中的工程，在渗透性不足的情况下，就会受到雨季积水影响，公路长期在积水的浸泡，则不利于稳定运行，施工质量及运行安全得不到充分的保障。

（2）稳定性低。软土路基整体强度不足，稳定性不好，内部的结构受到自然条件的影响会时刻发生变化，如果公路建设中，没有经过严格的技术处理，不但不利于通行安全，更会造成严重的公路质量问题，路面下沉问题大大降低了公路的使用年限。软土路基内部变动较大，容易出现絮状结构，软土路基稳定性差，土壤结构性能不好，如果长期持续下去，容易形成流体状，导致施工无法进行。

二、公路桥梁对软土路基施工的基本原则

1.遵循因地制宜原则。

为了处理好软土地基，则需要有效把握当地的环境条件，因为软土路基问题本质上属于施工现场的问题，不同的现场中会有不同的地质情况，地质的形成和自然环境、水文条件、土地土质有着密切的关联，只有在当地开展实地调查，才能把握具体的成因与状况，遵循因地制宜原则，才能更好地处理好软土质的问题。施工前，要注重结合当地自然条件，科学分析正确决策，合理选用最为适宜的施工技术，确保对软土路基做出高效处理。

2.遵循环境保护原则。

近公路建设不但推动经济发展，更要促进环境发展，公路建设过程中，要考虑到经济与经展要素，近几年，我国经济发展速度非常快，对环境污染也越来越大，最主要的成因就是人为的破坏了自然的环境，造成生态不均衡。在公路建设中，我们更加需要保护好自然的环境，建设人类与生态均衡发展的良好局面。应切实遵循环境保护原则，科学选用对环境有利、避免出现破坏影响的施工技术，正确使用环保材料，这样才能在推动自然发展与实现经济建设中，进一步促进和谐发展，推进我国各项事业持续前行。

三、对典型软土地基的几种处理方法

1.表面处理法。

针对一些软土分布范围不大、厚度不深的现况，可以使用表层处理法进行施工，提高地基的稳定性。进行施工时，一般会利用挖掘机、推土机等机械对地表进行处理，把分布在地表的软土进行挖掘，露出相对坚硬的土层或岩层后，再根据当地的具体材料选择级配良好的砾石、素土做好挖掘部分的重新回填，通过有效的硬度加工，可得到新的坚硬地基。表层法具备良好的优势，主要体现在处理效率高、施工简便就地取材，加固效果较为理想，保证了公路建设的够稳定性，但是也存在一定的局限性，如果软土厚度深、范围大就会增加投入的成本，施工作业难度会加大。

2.敷垫材料法。

这种方法在施工中较为多见，对处理难度大的软土层有一定的效果，该方法与砂垫层法基本相同，主要是材料的区别上，是最为新型的软土地基施工技术。进行具体的操作时，主要是把原有的软土层进行清理，保证干净后再使用特殊的玻璃纤维格栅进行敷垫，使露出的坚硬地基更加稳定。这种处理方式更加牢固，和天然砂土相比，玻璃纤维格栅的性能更加稳固结实、持久耐用。有效起到了防水、防渗、防腐、耐浸泡的作用，同时，也能够保证路面寿命。通过使用玻璃纤维格栅能够进一步提升公路的强度，有效解决不均匀沉降问题，需要根据当地的情况，科学选择使用敷垫材料密度强度，达到承载力要求。

3.化学加固法。

对于一些含水量大的地层，需要使用化学方式进行加固，进行施工时，因地制宜，充分运用软土地质含水率高的特点，对地层加入特定化学材料，再使用搅拌机设备进行全面的拌和，通过一段时间的化学反应，让软土地层与化学材料达到全面的均匀变化，混合材料就会在温度条件下，不断出现硬化、加固的地层，这样，就能够解决好软土地的问题，达到良好的固化效果，为后期的公路建设提供稳定路基。一般情况下，化学材料包括水泥、石灰及专用固化剂。使用过程中，需要及时观察，根据路况情况，正确用量、把握时间，使化学材料混合料达到最佳强度。

4.排水固结法。

排水法是现场施工中最有效的方法之一，主要是指在施工区域做好排水的处理，根据土层的情况，设置若干砂井或塑料排水带，通过重力作用将地表软土中多余水分汇集到井底，这样，就能够利用抽水泵把大量的积水抽出排放。然后再利用加载预压的方式，在重力作用下对土层进行固结，当达到一定的沉降后，确保土体更加密实，有效满足桥梁施工荷载要求。排水和加压的方法不同，其操作也不同，技术包括堆载预压法、真空预压法等。这种施工方式操作简便、处理效果好，地基加固明显，更适于小型工程的建设使用。

5.强夯加载法。

这种方法主要是施加外部冲击力的方式，对软土地基多余水分排挤，使原来松散结构更加密实，通过降低软土空隙率的处理，有效提高土层的结构密度，实现土体强度更高的效果，强夯加固技术在使用中，是利用大吨位重锤进行处理，以当地软土厚度和地基荷载的条件不同，一般使用10t、20t 甚至更大吨位的重锤。通过吊索拉升到一定高度，再松开吊索自由下落，对地基进行大强力的冲击，使软土地基密实、加固。毫中方式对小范围的处理有一定效果，通过5～10 遍夯击后进行测试，直到达到满足的效果为止。

四、公路桥梁软土地基施工的现状

1.土层厚度分布不均匀。

土层厚度决定了施工的难度，路桥施工过程中，会有各种厚度的土层，如果软土厚度不均匀，就需要使用更加有效的方式进行处理，有效避免沉降的现象。在实际施工中，土层的厚度不同，其地基加固效果也会存在差异性，施工单位如果不注意厚度的变化，一味采取相同的施工措施，那么，在局部则会出现沉降现象，影响到后期的建设公路桥梁地基整体稳定性得不到保障，只有全面关注厚度的变化，才能有效解决好软土地区路桥施工问题。

2.压实度不达标。

软土地基密度不同，整体呈现出的特点是空隙率高，承载力不强，进行施工时，一定要会关注密度的变化，使土体更加密实稳固，这样才能更好地达到提高承载力标准。在实际施工中，一些施工单位方法单一，技术单一，不论哪一种情况，都使用同一种方式，对地层技术处理的重视程度不足，省略了一些不应该省略的步骤，如压实过程中，没有进行多次压实、检测不到位等，导致土体的密实度不达标，直接造成地基承载力不足，如果进行桥梁上部工程建设，随着静荷载的不断增加，处理完毕的地基还会有较大概率沉降。

3.忽视沉降观测。

地基施工虽然进行了科学的软土加固处理，但是，还会因为各种成因导致沉降，如果水位升高或上部荷载大等影响，地基会出现沉降的现象，不利于公路的稳定性。要通过科学的观测，提高对沉降幅度的计算，特别是决定桥梁结构稳定性的墩身、桥面等，要时刻观测这部分的变化，通过科学的观测，及时发现问题做好补救，一些单位没有进行严密的观测，往往会造成工程交付后的问题，不均匀沉降问题会影响桥梁使用安全。

五、公路桥梁工程中软土地基施工技术应用的要点

1.排水固结技术。

为了保证公路桥梁施工的安全与质量，则要重视水分的处理，对于软土地基的处理中最为重要的就是控制软土地层含水量。当前，垂直排水固结技术应用越来越广泛，在实际施工中也取得了良好的效果，对于软土地基处理时，这种技术更加适于埋深大于3m、填高低于7.5m 的软土路基。操作时要严格技术流程要点，一是软土地基设置排水体要保证间距，一般为0.9～1.2m。要保证垂直放入排水材料，通常使用的是塑料排水板，布设深度小于30m，深度大于25m。二是进行施工时，技术人员现场处理好各个流程，垂直排水固结技术需要在路堤内加筋或铺砌2 层土工格栅，保证隔50m 排水路段试打，提取深度数据，这样就能够确定排水体最后所需的深度。三是进行设计的时候，则要根据公路桥梁工程所在区域软土地基特点做好难度划分，通过科学的试验，形成沉降误差。小于30cm 的公路路基和小于20cm 的桥梁或涵洞路基，控制到0.2～0.5cm。一般地基填筑处理时间较长，软基预压期为5～26个月。

2.砂垫层堆载预压技术。

埋深决定了施工的效果，对于小于3m 的土层填高小于6m的软土地基处理，一般是通过砂垫层堆载预压技术进行处理，施工过程中，要严格控制科学管理，一是要精准了解当地的情况，技术人员提前选择符合软土地基铺筑的材料，宽度大于路基50～100cm，两边黏土层厚度30cm。二是进一步明晰整体的厚度，保证后期效果质量，具体施工中，则需要对现场的情况把握，根据土体条件确立层厚，再进行处理。

3.粉喷桩处理技术。

粉喷桩处理技术对于公路桥梁软土地基处理有一定的效果，在实际应用中更加广泛，这项技术实施时，要把握好设备、参数、标准。一是处理好表面的土层。进入正式施工阶段前，需要对现场的工作面进行处理，提前清理软土地基表层20～30cm 土层，多利用当地的材料，如粗砂、黏土回填低洼区。通过初步整平进行测量，保证软基范围标高合格，再组织搅拌机、粉喷桩机、导向架等按施工区就位准备。二是启动搅拌机。搅拌机一定要控制好转速，精心调整到35r/min，可以边钻进边旋转，保证间距0.5m/min。要时刻观测搅拌机运行的情况，技术人员操作空压机向粉喷桩送风，这样通过观察操作，保证施工的安全，也能够避免喷灰口堵塞。三是及时发现变化。钻进粉喷桩持力层、桩体长度参数非常主要，要提前确定好相关的数据，观测送桩进度，控制桩体钻进喷入量。钻头钻进与地面间距大于0.5m 应降低速度。

六、公路软土地基施工技术应用注意的问题

1.科学选择软基处理方法。

我国的建筑行业越来越发达，技术成熟度直来越高，随着软土地基施工处理技术体系的不断发展与完善，相关的技术已经较为成熟，当前的技术包括强夯加载法、排水固结法等。在实际施工过程中，就需要施工单位掌握更多的技术，根据现场情况，具体的土层使用常用技术，不同的技术应用范围不同，处理的效果也不一样，也就是说技术优势与不足要分析透彻，这样才能更好地发挥技术长处，解决好实际的施工问题。在对地基加固的处理上，不但要考虑到处理的效果，更需要合理控制施工成本，在二者之间全面统筹好，才能保证施工企业根本利益。施工技术方法选择至关重要，根据技术做好方案的计划编制，使技术在工艺流程每个步骤中得以体现。例如排水固结法应用中，就需要设计砂井深度、直径、间距等，以此达到良好的处理效果。

2.强化管理保证地基承载力。

在软土地质建设公路桥梁，所面临的问题较复杂，整体施工现场环境复杂、效果难以控制，为了达到质量要求，需要强化管理，通过对各个环节的有效控制，达到标准要求。要根据软土地基方案做好技术交底，有效做好上下游的衔接，这样才能更好地达到理想加固效果。材料、设备、人员是关键，通过管理保证设备性能，人员到位。现场质量的检测人员一定要负责，日常做好地基密实度、承载力指标检测，满足标准后再开展下一步处理。

3.做好沉降观测避免不均匀沉降。

地基进行技术处理后，往往会在后期建设时，出现不稳定的情况，这种情况在施工过程中，较为多见，要做好应急预案，及时发现施工中、施工后的问题。比如施工后的部分工程中，公路桥梁墩身、梁体会发生变形，不利于后期的交通安全保障。为有效避免地基不均匀沉降导致的工程质量问题，一定要做好沉降观测。技术人员使用专业的沉降位移水准仪，对地基沉降信息进行记录，形成动态、长期监测。进才观测过程中，一是选择高精度仪器，保证监测精度0.1%FS，采样频率1次/s；二是布设有效测控点。要计算好距离，相邻两点水平距离8～10m，要多点计算提取数据，通过对每一个测控点数据汇总后的均值，直接分析桥梁地基变化。

七、结语

综上所述，我国的公路桥梁越来越多，只有保证施工品质，才能确保后期使用的安全。进行施工过程中，施工现场会呈现多种条件，软土地基的处理至关重要，要通过地质勘察进一步查明软土信息，把握好范围、厚度、成分、含水率，通过科学的技术选择，严格的质量监管，科学处理，以此，确保软土地基强度达标，为下一步的公路桥梁结构建设更加顺利奠定基础。