市政公路桥梁施工中软土地基处理技术与研究

章文锋 浙江兴汇实业有限公司

1 引言

随着城市规模逐渐扩大，路桥工程的数量也持续增加。在路桥施工过程中，软土地基的处理具有较大影响，一旦地基处理没有做到位，发生地表不均匀沉降的概率就会大幅增加，工程整体质量也难以得到保证，因此在施工过程中必须要保证软土地基施工技术能够得到合理应用。而要确保软土地基施工技术的作用能够真正发挥出来，必须要对其应用策略展开全面分析，进而保证软土地基能够得到有效处理。

2 公路桥梁施工中软土地基特点及其危害

2.1 软土地基特点

软土即为淤泥、淤泥质土的统称，软土的承载力较低，通常情况下小于45kN/m2，具有天然含水性大、承载能力低和压缩性高等特点。软土地基是长时间沉积形成的，因为地质环境是存在差异的，所以空间范围、天然性状也是有所不同的。软土地基所具有的物理特性是较为特殊的，所以其呈现出以下特点：一是孔隙较大；二是强度较低；三是变形较大；四是含水量偏大，但透水性较弱。正因为软土地基具有以上特点，所以其稳定性是较差的，施工也就更为困难，质量、进度等都难以得到保证。施工人员必须要寻找到可行的措施来进行处理，方能保证施工质量。

2.2 软土地基危害

众所周知，软土地基带来的危害是较大的，常见的包括以下两种：一是剪切拉裂损坏，二是浸水损害。具体来说，剪切拉裂损坏发生的原因是对软土地基进行处理的过程中压实未能做到位，这就使得流动荷载产生的危害较大，导致地基稳定性降低，不均匀沉降无法避免，如此一来，公路桥梁质量自然就得不到保证。而浸水危害则是因为软土地基的含水量过大，排水也不够彻底，这就使得公路桥梁施工受到很大影响，在使用过程中，自重、荷载等会导致其出现明显的下沉[1]。一旦发生沉降的话，地基必然会变形，造成的后果就是公路桥梁出现较多的裂缝，行车安全也就难以得到保证。公路桥梁施工过程中，一旦地基质量达不到要求，整个工程质量自然就得不到保障。因而在工程施工时应该对细节处理予以重点关注，从软土地基现状出发，完成施工计划的编制，如此方可使工程质量大幅提升。而若想保证软土地基处理效果更为理想，应该要选择最为合适的处理技术。

3 公路桥梁工程软土地基施工中存在的不足

3.1 对软土地基施工技术的重视程度不足

施工企业对软土地基的施工技术缺乏全面的考虑，施工过程中没有引起足够的重视，觉得软土地基施工只有按照流程规范即可，并没有经过严格的地质勘察。另外，有的施工企业为了降低施工成本，即使认识到软土地基施工的必要性，也还是会继续沿用过往常规的地基处理方法，施工企业觉得这样能大幅降低施工成本，也不会带来较大的危害。但正是由于施工企业的片面认识，往往导致地面出现下陷等严重后果，不仅延长施工周期，加大施工成本，还造成了不必要的交通隐患。

3.2 地质勘察不足，工程设计不合理

公路桥梁施工前，施工单位缺乏详细的地质勘察数据，对地质情况没有做全面的了解，导致施工方案在设计过程中缺乏针对性，施工技术也没有针对性，出现施工技术与现场情况不符的问题，严重影响着施工质量和施工进度。施工企业对地质勘察重视度不够，而地质勘察作为施工的前提，必须要有完善的数据，数据缺失给施工造成了较大的难度，后期不论是施工还是设计工作都很难继续推进。缺乏准确的工程设计，工程施工也就失去了明确的方向，软土地基施工自然也就只能依靠经验，这些都给施工带来了较大的风险。

3.3 软土薄厚不均，压实程度有限等施工不合理问题

公路桥梁软土地基施工中，通常会出现较多不合理情况，常见的有压实程度不够、硬壳层处理不当等。硬壳层位于软土层上部，能承受较大的压力，提升地基的承载能力，在施工过程中应对硬壳层施工引起重视，然而很多施工企业并没有认识到硬壳层的重要性，在施工时标准不严，致使硬壳层被破坏，从而导致施工难度和施工成本进一步增加。软土地基与其他地基相比，其成分较为复杂，上层土壤与下层土壤的性质差别较大，在进行软土地基施工处理时，要根据不同层级的软土性质对施工技术做出相应的调整，以防止不合理施工造成地基沉降。实际施工中，对软土地基的处理不当，会使软土地基的承载力更差，地基发生沉降的可能性进一步增加，引起桥面断裂，造成严重后果。

4 软土地基处理技术的应用

4.1 化学加固处理技术

在对软土地基进行处理时，化学加固处理技术适用于粉土地基、砂土地基、淤泥质地基，主要包括水泥搅拌桩法、硅化法、旋喷桩处理等。采用水泥搅拌桩技术可使软土地基具有的强度、硬度得到大幅提升；选用水泥、石灰等固化剂并使用作业设备进行深层搅拌，可以使得软土逐渐固结，强度有大幅提升，水稳定性也会得到增强，软土地基具有的承载力就会大幅提升[2]；从应用效果来看，通过该技术可以使得沉降量大幅降低，荷载能够明显提高；从应用过程中来看，所要使用的设备较为轻便，施工过程不复杂，施工效率能明显提升，而且能够保证深度处理切实完成。选择硅化法来对软土地基予以处理时，需要将混合溶液注入到软土地基当中，若加固时借助电可以使得处理效果更为理想。硅化法有着明显的优势，在短时间内就能够实现加固目的，可以保证工期大幅缩短，但是成本投入较高。旋喷桩处理技术适用于强度较低、压缩性较高的软土地基。从桩体的选择来看，常见的包括水泥桩、石灰桩等，桩体可以承担大部分荷载，在对此项技术予以实际应用时，整个操作显得较为复杂，而且旋喷机械的要求也是较高的，施工成本投入过高，但是能够很好地保证加固效果。

4.2 强夯法

从软土地基的组成来看，粉土、黏土所占比例是非常大的，因而土壤土质显得非常疏松，内部空隙也是较大的。在对其进行处理时强夯法是较为适合的。当下的路桥工程中对强夯技术的应用是较为常见的，可以使得软土地基性质有明显的变化，压缩性能够弱化，稳定性则会明显提高。对此项技术加以利用时，就是要将一定重量的物体由高处坠落，直接对软土地基进行夯击，这样可以保证土壤孔隙缩小，地基夯实目的自然就可达成。利用强夯技术能够保证地基密实度提高很多，荷载能力也会增强，地基具有的安全性、稳定性自然就可得到保证。这里需要指出的是，如果施工区域周边存在铁路、居民区的话，此种技术并不合适。

4.3 加载处理技术

对于市政公路桥梁施工来说，软土地基的处理是不可忽视的，若想保证施工能够顺利展开，正式展开施工前就要完成好处理工作，确保软土地基具有的强度、承载力有大幅提升。从当下的实际情况来看，加载处理技术的应用是较为常见的，此种技术的操作并不复杂，而且成本投入较低，简单来说就是在施工前先要对软土地基予以加载预压，确保提前沉降、固结目的能够顺利达成，这样一来，地基强度就能够得到设计标准，施工过程中发生沉降的概率就会大幅降低。进行加载处理时，强度达到设计值之后方可将荷载去除，进而展开后期建设。施工过程中可以选择分层加载、分级加载，同时要对加荷速率加以严格控制，确保软土地基不会受到破坏[4]。此种处理技术的应用是较为简单的，对设备、材料并没有特别的要求，然而工期较长，如果施工时间较为紧张的话，则应该将其和另外一些处理技术联合应用。

4.4 换填垫层处理技术

如果软弱土层的厚度并不大的话，换填垫层处理技术是较为适用的，对于施工单位来说，可对软弱土层直接挖除，进而选择强度、稳定性均达到要求的材料进行换填，如此就可使得地基性能有明显改变。在对换填垫层处理技术予以实际应用时，要对换填材料进行合理选择，砾料在渗水性方面具有优势，因而其使用是较为常见的。软弱土层的实际厚度并未超过3m的话，此种技术的应用效果是会较为理想的。当然，软弱土层的实际厚度如果较大的话，依然选用换填垫层处理技术的话，取土方量必然会大幅增加，这样就会使得成本投入明显加大。为了保证换填垫层处理更具实效性，定位线必须要予以明确，同时要将排水布置做到位，若想保证边坡能够更为稳定，应该对地下水加以控制，确保水层降低问题切实消除。

4.5 加筋路基处理技术

软土地基的沉降量相对较小的话，通过加筋路基处理技术就能够保证处理效果较为理想。在对此种技术予以应用时，通常是利用土工布来予以垫隔，使得软土地基不会出现侧向移动的情况。另外来说，施加侧向约束力后可以保证软土地基具有的应力水平切实降低，其刚度、稳定性均会有大幅提高。通过此项技术能够使得水平横向排水真正实现，而且荷载也会更为均匀[5]。在进行加筋处理的过程中，土工布可以选用全面覆盖方式，如此能够保证路基刚度大幅增加，而且边坡也能够得到保护，排水更为便利，如此一来，路基的稳定性自然就会得到提升。

4.6 排水法处理技术应用

软土地基处理中采用排水法也能起到积极作用效果，其中的表层排水处理的方式以及排水固结的处理方式，也能起到积极作用。通过排水法的科学应用下，在软土地基的处理过程中，表层粘性土壤中进行掺加添加剂，这样能对地基的稳定性得以保障，能对填土固结的速度有效加快。采用表层排水处理的方式能对地基压缩性能进行改善，将路基的强度有效提高。另外，在对排水固结的处理技术科学应用下，能够强化地基的荷载预压，将地基承载力以及稳定性得以有效保障，施工人员在处理中通过设置垂直排水装的方式，能对地基排水固结的任务得以完善，增强地基的承载力以及保障地基的稳定性，这对实现高质量的施工处理的作用有着积极作用，能为实现既定的工作目标打下坚实基础。

5 公路桥梁工程中软土地基施工重点

5.1 做好前期准备工作

展开公路桥梁施工时，若想保证软土地基的处理达到预期效果，准备工作必须要做到位，现场勘察必须要细致，获取所需的地质资料，依据工程建设的实际情况完成施工方案的制定，这样可以使得后续施工顺利展开。在此过程中还要针对施工方案予以比较，如此能够保证选择的施工方案是最为合理的。此外，对现场各种数据信息进行分析，通过实验来预测工程方案实施结果，然后结合这些实验和数据信息来进行施工方案的修改。

5.2 地基处理技术的施工要点

所有工程的处理，均需遵循明确的原则和规范，见表1。软土地基施工阶段，需要结合工程现场具体状况，制定针对性的处理方案。水泥搅拌桩法在施工中应该加强搅拌，增强水泥与土搅拌均匀性应严格控制喷浆时间和停浆时间，应重点检查水泥、外掺剂质量和用量、水泥浆比重、桩长、制桩过程中有无断柱、桩体均匀,提升时间、复搅次数、长度和补搅及是否进入硬土层及施工中有无异常情况；强夯法需结合软土地基土质成分明确最理想的施工技术，经机械物理碾压，加强对表层地基土的压实处理。加载处理技术需要确保地基的稳定性，按照填土—加载的顺序处理，填土主要需利用水泥土和粗砂、沙壤土等透水性较佳以及承载力较大的土体。

表1 水泥搅拌桩施工允许偏差及检测方法

5.3 路堤与桥梁连接处的处理

市政公路桥梁施工中路堤与桥梁连接位置是施工的重点，因此，要处理好连接位置，防止桥头跳车事故发生。由于桩基的稳定性能和安全性能较高，同时沉降量也相对较小，因此，大部分市政公路桥梁工程都是采用桩基施工。采用软土地基处理技术提高软土地基的承载能力，但还是不可避免的会出现不均匀沉降问题，进而导致错台、桥头跳车现象。在公路桥梁工程施工中，为了避免这种病害的发生，应消除桩基负摩擦阻力，解决公路与桥梁荷载不一致问题，这种情况下通常需要利用平衡压路堤法和预压法进行处理[6]。预压法通常会和竖向排水井法、石灰桩筏并用，首先采用和路堤相一致的总荷载对桥台地基进行预压处理，待地基沉降稳定以后，将预压荷载卸去，进行桥台的修筑工作；平衡压路堤法是指应用预压法以后，在已完成预压的路堤上利用桩柱式桥台进行钻孔置桩，这种方法可以有效避免桥台发生纵向位移，还能消除不均匀沉降和桩基负摩擦阻力。

6 结语

综上所述，市政公路桥梁工程可以利用多种方法来提高道路桥梁施工中软土地基的承载力，在施工中要根据实际情况，严格按照施工流程，选用科学恰当的施工方案对软土地基的承载力进行改善，并不断积累经验。市政公路桥梁工程质量与人们的出行安全密切相关，有关单位必须重视软土地基处理的重要意义，积极主动地采取有效的处理方法来处理软土地基，确保工程质量符合国家有关标准和要求，保障社会公众的出行安全。