道路桥梁施工中软弱地基的处理方法

陈吉利

兰州新区城镇工程建设有限责任公司 甘肃 兰州 730000

伴随着我国城市建设进程的不断加快，交通事业也获得了快速发展，道路桥梁工程的运输量有了大幅度提升，这对工程的施工质量提出了更高的要求。地基是道路桥梁工程的基础部分，地基的处理质量关系到道路桥梁的稳定性，软弱地基是道路桥梁工程的施工难点，这种地基主要包括软土、泥沙、淤泥、冲填土等，土质十分松软，不够稳定，需要施工人员开展换填、加固等，通过多种方法提高地基的承载力和稳定性。在实际施工中，施工人员需要结合施工地点的土质情况，选择科学有效的软弱地基处理方式，既要提高地基的稳定性和承载力，又要考虑经济成本。

1 道路桥梁施工中软弱地基的特征及危害

1.1 软弱地基的特征

表1 软弱地基的性质

在道路桥梁施工中，软弱地基是一种常见的地基类型，这种地基通常由淤泥、软性黏土组成，土壤的缝隙较大，含水量较高，土质比较疏松，无法满足道路桥梁工程的施工要求，需要采取措施进行处理。从整体上来看，软弱地基的特征可以划分为5个方面：

第一，含水率高。软弱地基在沿海、沿湖等区域中比较常见，这类地基的土壤中含有大量水分，含水率能够达到35%～80%，空隙率为1～2。

第二，渗透性差。软弱地基通常由淤泥质土等组成，土壤自身的渗透系数非常低，如果不采取人工干预手段，软弱地基需要较长的时间才能固结。

第三，压缩率高。软弱地基土层的压缩性通常在0.5～1.5MPa，有些区域的软弱地基甚至能够达到4.5MPa。

第四，剪切强度低。软弱地基不排水的自然剪切强度通常在20kPa以下，剪切强度较低。

第五，流变性较强。软弱地基的结构性较差，流变性强，一旦土壤的絮体结构受到破坏，就容易出现流体状态。

1.2 软弱地基的危害

基于软弱地基含水率高、渗透性差、压缩率高的特征，道路桥梁施工会受到严重影响，如果不能在施工过程中对软弱地基进行有效处理，就会引发不同程度的道路桥梁工程病害，例如路基开裂、路面沉降、路基滑移、桥头跳车等，这会影响人们的行车体验，甚至还有可能造成严重的交通事故。在一些排水不畅的路段中，水侵路基的现象时有发生，路基有可能会出现严重的沉降问题，路面也有可能发生开裂，水分进入之后可能会出现翻浆问题，从而影响道路桥梁工程的运营效果[1]。

2 道路桥梁施工中软弱地基处理的技术

针对道路桥梁施工而言，软弱地基的处理应当围绕改善地基透水特性、提高地基抗变形特性、降低土体压缩性、改善土壤的动力性能等方面进行施工，以提高道路桥梁工程的稳定性。

2.1 水泥粉煤灰碎石桩加固技术

水泥粉煤灰碎石桩加固技术的核心在于制作高黏结性、高强度的桩体，简称CFG桩。在施工过程中，施工人员需要将水泥、碎石、粉煤灰、石屑等材料搅拌均匀，使CFG桩和桩间土、褥垫层形成复合结构的地基，提高地基的承载力和强度，防止地基沉降。在道路桥梁工程的施工中，软弱地基的处理可以采用水泥粉煤灰碎石桩加固技术，如果CFG桩的桩径较大，施工人员就需要采用钻孔灌注桩的相关设备，如果桩径较小，就可以用振动沉管机和螺旋钻机。例如，在使用振动沉管机施工时，施工人员需要按照沉管、投料、拔管等施工顺序完成施工。对于道路桥梁工程而言，CFG桩能够在软弱地基中发挥桩体作用、置换作用和加固紧密作用。褥垫层能够在复合结构中使桩和土共同承担荷载，确保桩间土的稳定性，避免出现沉降不均匀的现象。在具体的施工中，调整褥垫层的厚度能够使桩、土的荷载分担比得到调节。CFG桩的受力性状和水泥搅拌桩非常接近，施工操作简单便捷，施工周期较短，具有良好的应用优势。

2.2 塑料排水板加固技术

在软弱地基处理中，塑料排水板加固技术是一种新型的软弱地基处理技术，目前该技术已经广泛应用于公路、隧道、地铁等工程中，能够加固软弱地基，降低地基的含水量。针对道路桥梁施工而言，一些地基存在含水量高、压缩性大、透水性差的问题，这种地基强度较低，不利于道路桥梁工程的稳定性。塑料排水板加固技术的原理是构建竖向以及水平方向的排水通道，施工人员需要运用插板机械在软弱地基中插入塑料排水板，使软弱地基中形成竖向的排水通道，再通过铺设砂垫层形成水平排水通道，然后通过真空预压、预压堆载等方法加大荷载，使软弱地基当中的孔隙水通过塑料排水板和砂垫层排出，降低软弱地基的含水量，使地基土壤更加密实，提高地基的承载力。在竖向排水板的平面布置上，施工人员可以将其在平面上设计为正方形或者等边三角形[2]。此外，在竖向排水板的深度布置中，施工人员需要结合道路桥梁工程项目对地基稳定性和沉降的要求确定排水板的长度，让塑料排水板穿越地基可能的滑动面2m以上，以提高地基的稳定性，同时还要让排水板穿越主要的受压层，避免地基沉降。对于该方法而言，横向排水是指顶部砂垫层的铺设，如果缺乏砂料，就可以用砂沟代替垫层，在铺设中应当使砂垫层的厚度大于0.4m。下图为塑料排水板加固技术的工艺流程。

图1 塑料排水板加固技术的工艺流程

2.3 置换处理技术

置换处理技术又被称为换填土法，该方法是指用优质的土壤替换软弱土层，从而达到提高地基承载力、降低地基含水量的目的。在实际的施工过程中，道路桥梁施工如果遇到土层较薄的软弱地基，就可以采用置换处理技术，挖除软弱地基中的不良土质，然后再根据道路桥梁工程施工的实际情况，分层换填稳定性良好、强度较大的材料，包括高炉干渣、粉煤灰、砂石等，然后再进行强夯打压，提高地基的密实度，增强其承载能力，减少软弱地基的沉降量。在分层换填的过程中，施工人员需要在现场对换填材料做好压实处理，对地基进行充分挤压，使土层当中多余的水分充分排除，这样才能提高土层的替换效果。在人工压实处理时，施工人员需要注意工程项目中的土层强度标准，做好土层强度测量，提高软弱地基处理施工的精准性。针对道路桥梁工程来说，置换处理技术适用于杂填土、素填土、湿陷性黄土、淤泥质土中，这种处理方法可以彻底改变软弱地基的土壤结构，使地基的固结速度加快，确保换填之后的地基符合道路桥梁工程的施工要求。

2.4 加筋处理技术

加筋处理技术是一种运用不锈钢钢带、钢筋等材料对软弱地基进行处理的技术，能够有效提高软弱地基的抗压性，该技术对施工工序的要求较高，施工人员需要在施工过程中制定严格的材料铺设作业方案，这样才能充分发挥加筋处理技术在软弱地基处理当中的优势。除了应用不锈钢钢带、钢筋等材料之外，该方法还可以在软弱地基当中加入土工合成材料，或者在边坡部位打入土钉、土锚，以提高软弱地基的抗剪强度，使路堤更加稳定。当前，道路桥梁工程软弱地基处理中经常将加筋技术和填土垫层技术结合起来，通过加筋处理技术来提高土壤与拉筋之间的摩擦力，避免软弱地基出现变形问题，然后再通过填土层处理技术清除松软和湿润的土质，利用稳定效果良好的化学材料进行填充，待填充完成之后，再进行压膜处理。在施工过程中，施工人员需要对砂石垫层、土工格栅进行处理。为进一步提高软弱地基的抗压性能，施工人员需要对铺设的材料进行严格检查，在铺设第一层土工格栅之前，确保土工格栅原材料的质量，使施工原材料符合软弱地基的处理要求。在道路桥梁工程的施工中，有些工程项目中的斜坡位于软弱地基上，施工人员需要对斜坡进行施工，控制好施工材料的紧密度，防止出现结构变形的问题。在进行填充作业时，施工人员需要严格按照事先制定的铺设作业方案进行施工，优化铺设顺序，提高软弱地基结构的稳固性和安全性。

2.5 密实加固技术

2.5.1 动力固结法

动力固结法是一种通过强夯的手段对软弱地基进行处理的方法，该方法可以广泛应用于砂土、碎石土、素填土、黏性土等土壤中，利用外部的强夯打击改变土壤结构，提高地基的强度。在实际操作中，施工人员需要运用8～30t的重锤，将重锤调整为8～20m的落距，然后让重锤反复夯击地面，使土壤的颗粒结构得到调整，让土壤更加密实，降低软弱地基的压缩性，提高地基的强度。

表2 强夯处理的有效加固深度

在实际的施工过程中，一些软弱地基的土壤属于饱和粘性土，在对这类地基进行处理时，施工人员可以采用“动力固结置换法”，将强夯法和置换处理法结合起来，通过外部的夯打，将强度较高的材料挤压到软弱地基内，然后使其在施工地基中形成碎石墩，与原有地基共同组成复合地基，最大程度地提高软弱地基的承载力，减少地基的沉降。当前，强夯处理法经常和机械碾压法共同使用，这两种方法的应用原理十分相似，都可以将水分排出土壤，加大土壤的密度。在使用机械碾压法时，施工人员需要科学选择碾压工艺，提前开展碾压实验，确定出碾压的次数和夯实的次数，同时还要确定重锤夯击的力度、夯击的范围[3]。

2.5.2 深层密实加固法

深层密实加固法是一种综合运用爆破、夯击、挤压等手段对软弱地基进行加固的技术，该技术能够最大程度的提高软弱地基的强度，增强地基的稳定性，能够起到良好的加固处理效果。在道路桥梁工程的施工过程中，施工人员需要结合软弱地基的具体情况，根据工程对地基强度的要求，使用深层密实加固技术，提高软弱地基的处理效果，使道路桥梁工程的施工质量得到提升。

2.6 化学加固技术

化学加固技术是一种使用石灰、水泥等化学物质对软弱地基进行排水固结的方法，该方法能够提高道路桥梁工程地基的稳定性。当前，常见的化学加固处理法包括灌浆法、深层水泥和石灰搅拌法等。其中，深层水泥和石灰搅拌法能够利用石灰、水泥和土搅拌时发生的一系列化学反应和物理反应，改变地基的结构和性质，提高软弱地基的强度，达到良好的加固效果。在使用化学加固技术时，常用的材料包括生石灰、高炉煤灰，这些材料可以在软弱地基处理中吸收地基当中多余的水分。

3 道路桥梁施工中软弱地基处理的控制手段

3.1 做好外部环境勘察

在道路桥梁施工中，外部环境也会影响软弱地基的处理效果，不同区域的地质条件不同、施工环境不同，软弱地基的厚度、含水量等也存在较大差异。因此，在软弱地基的处理中，施工单位需要提前做好外部环境勘查，认真分析道路桥梁项目所在区域的软弱土质，进而选择科学合理的软弱地基施工技术，对软弱土质进行处理。

3.2 优化技术参数指标

优化软弱地基施工技术参数指标是控制道路桥梁软弱地基处理技术的重要手段，只有立足道路桥梁工程的地基处理需求，完善软弱地基处理的技术规范，健全软弱地基处理的质量控制体系，才能提高施工质量。在道路桥梁软弱地基的处理中，施工单位需要结合具体的工程项目，制定软弱地基的处理目标以及相应的技术流程，明确不同技术模块之间的衔接，对不符合行业技术标准的施工操作进行约束，此外还需要对软弱地基的施工手段和施工工具进行明确，使整个软弱地基的处理过程更加精细化、科学化。

3.3 加强施工现场管理

加强施工现场管理是提高软弱地基处理质量、提升技术应用效果的重要控制手段。作为道路桥梁工程的现场管理人员，需要从道路桥梁构造的实际情况出发，结合现场勘查数据，灵活选择道路桥梁工程中软弱地基的处理方法。例如，有些桥梁工程的等级较高，对地基稳定性的要求也比较高，施工人员需要选择更加高标准的软弱地基处理技术，优化施工材料，避免软弱地基出现沉降，制定出切合工程实际的软弱地基处理方案。在软弱地基施工的现场管理中，管理人员需要做好软弱地基处理监测，充分运用现代化的技术手段，对施工工艺进行管控，使表层处理、地基处理、排水等工作科学推进，严格把控填料的质量，避免不合格的材料进入施工场地。

4 结束语

综上所述，在道路桥梁施工中，软弱地基的处理方式主要包括换填土、布置排水板、加筋、密实加固等方法，这些方法能够提高软弱地基的承载能力，降低土壤的含水量，使地基符合道路桥梁工程的施工要求。在软弱地基的处理中，施工人员需要加强对外部环境的勘察，深入分析软弱地基的土壤结构、土质特性，结合道路工程等级，按照规定的技术标准，开展软弱地基处理工作，提高软弱地基的稳定性。