公路桥梁施工中软土地基施工技术应用研究

王鸿涛

（上饶京宝路桥工程有限公司，江西上饶334100）

0 引言

软土是一种高抗湿、高抗压、低渗透的黏土，在施工过程中很容易对支架加压，使支架体积膨胀，最终导致土壤滑坡等危险事故，增加项目的整体风险。鉴于公路桥梁建设项目建设规模不断扩大的趋势，有必要研究公路桥梁建设中软土地基的具体施工方法和应用场景，提高公路桥梁工程的质量安全，延长使用寿命。

1 公路桥梁施工中软土地基的特征

公路桥梁施工过程中，经常遇到土壤含水量高、不稳定的软土层，土壤内部结构有较大裂缝，导致软土自身抗弯能力减弱，此外施工和降雨形成大量残余水，降低了基础结构的功能性和稳定性。软土基质包括湿沉积物、软黏土、淤泥和其他黏土。因此，在施工过程中，应针对各种地质土合理选择施工方法，从而提高整体施工质量[1]。

2 公路桥梁工程软土地基施工现状

2.1 含水量高导致淤泥量较高

软土主要由泥炭、黏土和灰尘组成。在公路桥梁工程中，软土地基非常不稳定。如果不将软土地基作为公路桥梁施工的基础处理，可能造成基础沉降，阻碍公路桥梁的施工，对整个公路桥梁的施工安全造成隐患[2]。

2.2 渗水性能较差

在公路桥梁施工中，由于地基软和施工现场的高湿度，降低了地基的透水性、稳定性，减缓了混凝土施工和加固的混凝土浇筑过程。在施工过程中，如果不能及时排出软土中的水分，也容易造成路基沉降，降低整体施工效率[3]。

2.3 容易发生地基塌陷

公路桥梁施工现场存在软土地基时，需改进软土施工技术，从整体上提高公路桥梁施工质量。由于软土的高压和各施工段的地质条件影响，软土施工难度较大。如果没有及时处理软土问题，公路桥梁基础可能坍塌。

3 公路桥梁工程中软土地基施工技术

3.1 爆破技术

为解决缺水问题，许多企业会开采地下水，导致地下漏斗的形成。地下水位下降，软土黏土和粉土层中的水会渗出，增加总地面压力，导致建筑物吃水，影响软土道路和公路桥梁的建设。为了有效解决这一问题，公路桥梁施工人员可以使用炸药进行爆破，清除土壤沉积物，提高土壤稳定性，并结合其他方法进行进一步处理。爆炸装置会在一定程度上影响建筑物的强度和安全，风险非常高，因此在使用前施工人员必须采取措施稳定和加固建筑物，并考虑其对环境的影响。爆破技术效率高、效果明显，一般适用于开放的区域，如沿海公路桥梁或海滩等[4]。

3.2 高压喷射注浆法

高压喷射机可以高压喷射水泥，将水泥、粉尘等高强度材料注入软基深度，提高整个地基的强度。高压喷射通过特殊合金喷嘴注入泥浆，冲击破坏土，使土粒在浆液中搅拌均匀，在土内形成固结体。高压束流压力可达40MPa，施工深度可达25～40m，最大直径可达2m，强度稳定。钢筋周围喷射浆液，使其融合在一起构成复合地基，垂直桩、水平桩和倾斜桩可旋转喷涂。只要适当分布和使用固化剂，每个结构都可以获得相应的强度。高压喷射注浆法适用于含水量高的软弱地基，如淤泥、黏土、灰尘等。

3.3 粉喷桩加固法

目前，我国许多施工企业在公路桥梁施工过程中使用粉末填充路堤，该技术具有承载能力高、噪声小的特点。主要施工步骤如下。

第一阶段，清理施工现场，保持基础稳定。如果在基础上发现不均匀的地方，可以添加一些砂岩，然后压实，确保土壤密度一致。在施工机械的运行过程中，为保证施工机械的正常运行，必须用砾石对局部软弱土层进行缓冲。施工前，准备粉喷桩所需的工程资料、地质报告、工程地质试验等；按要求选择水泥、原材料、石灰、灰粉，以保证生石灰的清洁；对组合钻机、粉末分配器等施工机械进行试验选型，以符合桥梁施工专业标准[5]。

第二阶段，在非工作场所铺设砂岩不仅可以使基础表面平整，有利于建设项目，还可以提高基础的稳定性。同时，在施工过程中，要提前进行检测，根据施工现场实际情况确定施工过程中的各项参数，并严格遵守相关规定，确保粉喷桩施工质量。

3.4 挤密桩法

挤密桩施工技术在黄土湿陷地区得到了广泛应用。基础钻孔后，将路基的素土、石灰土和砂砾石压入桩孔，然后分层压实。对于路基厚度较大黄土采用挤密桩法，具有场地原位处理、深层压实、就地取材等优点。挤密桩是将灰、渣等材料按一定比例混合后回填或夯实的方法。一般情况下，石灰与外加剂混合时，由于其水硬性和空气硬度，体积会膨胀，实现基本的压实效果。挤密桩通过振动和冲击将砂、砾石等材料引入软土孔隙，增加地基荷载，提高软土整体稳定性[6]。

3.5 置换法

置换法的最终目的是提高软土的承载力，减少路基变形。其基本原理是用碎石、石灰等高强度模块化材料替代土壤中的弱土层，使路基满足施工设计要求，提供更强的路基结构层，提高土壤的稳定性。

3.6 砂砾垫层处理技术

砂砾垫层处理技术是公路桥梁施工中处理软土地基的一种重要方法。通常用于软土较薄、排水能力强、砾石质量高、施工进度不紧张的施工条件下。一般而言，砾石层的厚度设定在12～24cm之间。该技术的应用原理是加速软土在重力荷载作用下的凝结速率，提高排水水平。在选择砾石铺设材料的过程中，应采用中粗砂或砾石较多、含泥量较少的材料。

3.7 抛石挤淤处理技术

为了提高地基的整体强度，根据科学计算，可以采用垃圾填埋等方法。这种方法的特点是施工简单，适用于不易供水的软土地区，这些地区的沉积物和地表多年来都很软，砾石可能沉降到沉积物中约3～4m。当某一地区的软土较厚且土壤流动性较高时，难以有计划地对基础进行排水。施工单位可采用岩石爆破法对软土进行处理。工作材料主要为稳定、坚硬、风化较弱的岩石。页岩厚度一般控制在30cm左右。倾倒时应严格遵循科学的流程和顺序，可从公路桥梁中间向两侧挤压。只有这样，才能挤出基底中大量的沉积物，并成功地从两侧清除[7]。

3.8 表面处理技术

在软土处理过程中，为确保施工项目顺利进行，施工人员可采用表面处理技术对软土进行处理。该技术通过填土和排水措施调整软土的表面强度，使其能够承受应力和剪切变形，并为其他施工工艺奠定基础。处理表面时，施工人员应考虑到软土表面硬度，确保其与地面荷载兼容，以便双方能够平衡荷载，避免由于土壤太硬而导致回填，不利于施工稳定。此外，施工过程中会遇到特殊的软土层，如表面强度适中但内部湿度较高的土层，需要在沟槽开挖前进行开挖，排出土壤中的多余水分，提高软土强度，确保后续机械施工。

3.9 砂垫层技术

在公路桥梁施工期间，常遇到厚度较小的软土，这些软土具有砾石特性和排水特性。此类软土可采用砂垫层技术，在使用过程中应确保砂垫层材料的选择，必须按照国家质量标准保证材料质量，由于中粗砂具有质地坚硬、物理性质颗粒含量高的优点，适合软土垫层，因此，需要采用中粗砂填筑垫层，提高其稳定性和承载力。砂垫层还可以提供良好的渗透效果，铺设在土壤中形成抗剪强度，改善软土的沉积。在铺砂过程中，应注意不要轻易移动垫层下的土层，否则会影响垫层的稳定性。此外，每层厚度应保持在150mm左右，软土层铺设过程中，施工人员应使用振捣器进行多次振捣，或采用溜槽等运输通道配合人工操作。最后，垫层砂层完全铺设后，可聘请检查员监督工作。此外，施工检验员应进行压实系数不小于0.94的测量，每100m2保持一点以上，以尽可能保证垫层的施工质量，保证垫层的排水效果。

3.10 强透水层地基处理技术

强透水层地基处理技术一般适用于硬路堤。强透水层是指砾石、卵石等强透水地层等地基土，基础开挖过程中容易产生大量的失水，严重时会出现管道，导致基础形成固定的水渠。由于渗透性高，失水率非常快，难以控制，容易在管道中造成问题。一旦管道出现问题，其压力将增加，这将使结构不稳定，因此必须采取防渗措施。例如，注入高压溶液，形成有效的防渗墙，提高过滤能力，稳定地基。

3.11 钢筋加固技术

在公路桥梁施工中，可以在软土中添加钢筋混凝土来加固基础和改善基础结构。施工过程中，必须严格控制混凝土配合比，选择高性能钢筋改善软土性能。但这种直接加固的方式效率较低，虽然可以从根本上提升土壤土质，但同时也会提升工程的投资成本，比较适用在工程投资资金较为丰厚且对于土体与建筑要求较高的施工，可以发挥出良好的效果。

4 公路桥梁施工中软土地基的试验检测

4.1 承载力检测

公路桥梁基础施工必须进行必要的试验。静态试验或高荷载变化的应用，可以帮助公路桥梁施工企业获得基础荷载的相关数据，并根据不同检测对象的细微差异进行具体分析和方法选择。例如如果测试对象是预制桩或小直径混凝土桩，最好使用静态测试的方法。

4.2 岩土性状检测

充分确定岩土的特性可以更有效、更快地确定地基土壤的荷载。一般来说，根据承载力的大小，岩土工程特征检测可分为动态特征检测和静态特征检测两种不同的方法。在进行静态特性试验时，可采用负载试验法或静态接触法。此外，由于岩土地基土工试验程序的相对复杂性，在动力特性试验过程中，工作人员要严格遵循相关技术标准,这样才可以更准确地体现出地基基础物理力学特性。在岩土工程作业过程中,为进一步提升工程作业效率和作业进度,检测人员应积极地搜集各种各样的参数,创建地基基础变量模式,进行静力触探试验,从而更加全面、深入地掌握岩土工程地基基础的土质特性和状况,让接下来的工程施工有更加准确的资料参考。

5 确保公路桥梁工程地基结构稳定性的综合措施

5.1 做好前期的环境调研与施工方案设计

由于缺乏地质调查或调查数据不完整，一些设计者没有深入施工现场，在路基设计过程中设计数据不准确，最终导致处理效果达不到预期目标。例如，由于缺乏关于持力层顶部标记的准确信息，开发商可能会在确定持力层的顶层和桩峰值时出错。此外，在之前的勘探环节中，当调查人员指向点平面时，无法在局部硬层或软层上形成完整清晰的透镜反射，也无法确定是否存在隐藏的深层地下障碍物。因此，施工人员应首先开展环境调查、地质调查等工作，然后选择科学的作业技术和地基处理方法。

5.2 提升施工人员的专业素质与技术水平

公路桥梁工程的施工质量首先受到施工单位实力和施工人员能力的影响。软土地基的处理质量和效果很大程度上取决于施工人员的整体水平。因此，公路桥梁施工不仅要对当地环境有正确的判断，对各种施工技术有充分的了解，高度重视先进技术和施工设备的引进和采购，还要注重施工队伍的整体实力，确保在施工作业中充分发挥专业地基处理技术和现代化设备的优势，确保施工效率和质量。

5.3 全面优化地基处理技术方案

鉴于公路桥梁施工和软土处理具有一定的难度和较高的技术要求，施工人员必须认真查阅资料、反复论证，从安全、质量、施工进度等多方面进行分析，在进行方案设计的过程中应对路基路面的稳定性进行充分考虑，确保项目顺利实施。根据岩土处理计划，严格控制所有细节，包括确定处理方法、预测偏差、测量稳定性等，确保符合标准要求。不断积累技术创新的理论数据和实践经验，创造性地应用、创新施工技术，取得良好的效益。

6 结语

综上所述，加强公路桥梁软土施工技术研究具有重要意义。相关人员应明确软土工程的试验、检验和处理要求，在此基础上提出处理措施，确保基础结构的稳定性，编制环境研究和初步施工设计，提高施工人员的专业素质和技术水平，全面优化地基技术方案。施工人员加固软土地基时，需充分考虑土质和施工需要，灵活选择处理技术，以达到施工目标。在处理过程中，可因地制宜地采用表面处理、砂垫层、土垫层、粉体堆积加固或爆破技术进行施工，充分改善软土特性，确保施工的稳定性和安全性。