桥梁施工中软土路基的处理措施及施工技术

摘 要：我国地理环境复杂多样，随着我国桥梁工程项目数量增多，难免会碰上软土路基这种特殊的地质情况。而软土路基的组成物质比较松散，含水量较高，整体的稳定性较差。在这样的地质条件下施工，如果没有对软基进行合理有效的处理，桥梁建设会面临各种各样的问题，桥梁工程质量也无法保障。因此，施工单位要高度重视软土路基的施工作业，加强对施工区域自然环境的勘探，并制定较为适用的软土路基处理方案，以提高路基的承载能力和稳定性。本文将对软土路基以及桥梁工程中软基处理技术展开讨论，希望为同行业人员提供有益的参考，有助于我国桥梁工程的发展。

关键词：桥梁施工；软土路基；处理文章编号：2095-4085（2024）03-0046-03

0 引言

桥梁是现阶段我国重要的交通运输基础设施之一，随着我国经济发展节奏加快，桥梁工程的规模和数量都在增长，人们对于桥梁工程的安全性也颇为关注。而桥梁工程的路基稳定性十分重要，软土路基在路基类型中出现的频率较高，因为土质较软，就会出现沉降、变形及坍塌问题，进而危及桥梁工程的安全。因此桥梁工程施工时对软土路基的施工也提出更高的要求，面对这种复杂的施工条件，做好路基的规范处理十分有必要［1］。施工单位需要精准掌握软土路基的结构特点，在各方面条件允许的情况下采取合理的处理措施降低软土路基的含水量，提高路基压实度，有效改变软土的结构和性质，使路基结构更加稳定。

1 桥梁施工中软土路基处理的必要性分析

1.1 渗透性不足

软土路基是指地下土壤主要为淤泥和淤泥质土这一类含水量较高、压缩性较强的土体。由于软土含水量高，软土路基中的水分由于处在较为饱和的状态，从而导致渗透性较差。在这样的条件下直接施工完成的桥梁，桥面表层的水分无法向下渗透排走，进而容易导致桥面出现开裂等问题，也会导致车辆行驶和行人行走时容易出现打滑现象。此外软土路基内水分较多，且水分无法及时排走，大量的水分长期积存，会进一步降低路基的稳定性，造成严重的不均匀沉降、裂缝等病害出现［2］。

1.2 压缩稳定的周期较长

由于软土路基组成成分之间空隙率较大，且充斥着大量的水分，与其他形式的路基相比，土质特别松软，在荷载作用下，需要经过很长时间才能达到完全压实的稳定状态。且大量的水分更是延长了这一压缩时间，导致软土路基需要经历较长的时间和较大的持续压力才能达到压缩稳定状态，从而使路基结构趋于稳定。如果没有根据这一特点进行软土路基处理，桥面出现下沉现象的概率较大，且下沉会在沉降趋于稳定前持续加速，会严重影响桥梁工程的使用性能和寿命。

1.3 易沉降变形

软土路基孔隙率过高，土质较为松散，因而强度较低。如果直接在软土路基上开展桥梁工程建设，由于软土位于地表以下，地面施工时的各种设备、人员、结构等施加的压力较大，路基就有可能出现急剧沉降，造成施工安全事故发生。即便顺利完成施工，桥梁投入运营后，在持续的荷载作用下，桥梁也会因为沉降出现路基断裂，桥墩结构变形、桥面开裂等问题，进而影响交通运行，也会造成较大的经济损失。

1.4 会产生塑性体积应变

软土路基不管具体的土壤成分如何，内部孔隙率都较高，也正因如此，在应力的作用下会产生应变。当应力较小时，将产生弹性应变，应力和病变成正比关系，且这种应变在应力消失时也随之消失。当应力增大到一定值后，应力与应变不再成正比关系，应力消失后将留下永久性的变形，称为塑性应变。由于桥梁工程在使用期间会长期、同时承受车辆、货物、行人等施加的压力，会改变软土的内部结构，造成不可逆的损伤。因此，在桥梁工程施工前期需要重视软土路基处理问题，提前改善路基结构形态，缩小土粒之间的孔隙，以降低桥梁工程出现开裂等病害的可能性［3］。

2 桥梁施工中软土路基的处理原则

2.1 经济性原则

在各类工程建设中，经济效益一直是企业重点追求的目标之一。而目前的桥梁工程建设规模不断扩大，建设成本也越来越高，工程建设期间各方面的投入如果不能合理管控，都有可能导致最终的工程造价较高而无法获得预期效益。而在软土路基处理环节，可选择的处理技术方案较多，各种方案的实施方式不同导致施工成本不同。只有秉持经济性原则，在全面分析工程实际情况的基础上去选择合适的处理技术，科学使用机械设备和材料，安排施工工序，才能在节约人力、物力的情况下，全面保证施工质量，保证工程的社会效益和经济效益。

2.2 因地制宜原则

桥梁工程施工时会面临各种各样的地形地貌等复杂环境，且我国各地区的气候环境、城市发展实力也不同。虽然软土路基是较为常见的路基类型，但是不同工程项目，软土路基的厚度、具体的土壤组成成分、土壤含水量等地质条件还是有一些差别，对桥梁工程的稳定性造成的影响也不同，这也导致软基处理技术方案的实际实施情况不同。因此，在桥梁工程中，面对软土路基，施工人员首先要了解当前工程对路基强度的要求，然后对路基形态进行科学考察，再确定软基处理后需达成的目标。在开展路基处理工作时，也要考虑该技术方案的便捷性和高效性，因地制宜，就地取材，进而做到对软土路基问题的快速化、有效化处理，切实增强路基处理工作的实际效果，提升桥梁的使用寿命和运行稳定性［4］。

2.3 遵循环境保护原则

近年来在我国经济的迅猛发展过程中，各行业在积极开展生产活动的同时，也导致了环境污染问题的日益严重。这也促使国家加快了可持续发展的步伐，并推出了各项政策来激励各行业进行改革，以实现绿色发展。因此，即便在进行软土路基处理时，也需要考虑所确定的处理方案的环保性，是否会造成水土污染、大气污染，是否会对周边居民的生活和城市环境造成严重影响。并科学选用健康安全的施工材料和不产生破坏和不利影响的工艺，以促进桥梁工程的可持续发展。

3 桥梁施工中软土路基处理措施及处理技术介绍

3.1 粉喷桩加固处理技术

粉喷桩常用于加固淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高的粘性土，适用范围较广，还具有施工速度快、作业简便、污染小、噪声小、费用低、见效快等优点。施工时需在待加固的软土路基上利用钻机钻孔，然后用打桩机，将粉状的固化剂如水泥粉末或石灰粉末压入成桩范围内的土体中进行充分搅拌、均匀混合，经物理、化学反应凝结固化后，二者形成新的、强度更高的复合整体，即水泥土或石灰土桩体［5］。粉喷桩可改善土质，提高原地基土的密实度，桩体强度高，可以有效提高桥梁路基的承载力和稳定性。此外粉喷桩施工时，可选择的材料较多，水泥粉末、石灰粉末、石膏粉末或矿渣粉末都可适用。且粉喷桩属于干法施工，施工时不需要另外取水，可以吸收软土路基中的水分，也不需要排污，不仅可以保护环境，避免水土污染，也能促进排水固结，提高路基的加固处理效果。

3.2 排水固结技术

软土路基含水量较高，这是造成路基渗透性差、压缩性大、不均匀沉降等问题的重要原因。为了保障桥梁工程的安全性，前期必须要通过合理的措施降低路基中的含水量。因此，对于一些含水量高的路基和降雨量较大地区的桥梁工程，可以采用排水固结技术来促进路基排水，降低软土的含水量，使路基结构更加紧实，进而强度更高。施工时，要设置好排水体系，根据场地的地形特点，该地的气候情况，在路基附近设置沙井以及排水渠道等，控制好排水设施的间距和走向，优化设置排水管道，通过垂直引水以及渗透排水来快速排除软土路基中的多余水分。为了更好地达成以上效果，可借助沙井引流来增强土层排水能力，控制好沙井间距，让路基实现整体压实沉降，以有效防范因水分造成的不均匀沉降问题。也可向软土中加入固结剂，促使土体迅速固结，以降低土体的流动性，提高路基的荷载力和强度。

3.3 换填处理技术

由于软土路基的部分原始土质条件较差，不能满足桥梁工程施工要求。为了避免这部分软土对施工质量和安全造成的不利影响，可以进行清除和换填，以改善路基结构。这种处理技术可以通过以下几点方式实现。

（1）抛石挤淤法。向软土路基中间投放不易风化且较大的石块，利用石块的冲击力和挤压力来排除积水，促使土体紧密，并发挥出碎石的强度优势。该方法操作简便，可用于施工场地和条件有限，不方便开展机械作业且积水难以排除的工程，但只能用于软土层厚度小于3m的路基。

（2）爆破排淤法。在软土路基下埋设炸药，以快速排淤泥。该方法技术含量较高，操作专业且危险性高，需要精准配置炸药，设计埋药深度，以避免爆炸时伤及无辜。由于该方法操作不便，且爆炸时容易造成环境污染，影响周边民众，一般非必要或无其他处理技术适用的情况基本不用，因此较为少见。

（3）开挖换填法。这是在各类工程面对软土时最为常见的一种方法。施工时要先用大型的挖掘设备挖除软土路段的路基，然后选用一些承载力及稳定性相对较强的填土来分层回填并压实，要保证每一层材料都能完全夯实。该技术具有成本低廉、操作简单等特点，施工重点在于换填料的准确选择和压实度的保证。换填料不仅要取用方便，还要有一定的硬度、强度，如灰土、水泥土、碎石等。压实时要选用合适的机械反复碾压，以保证路基压实度合格［6］。

3.4 夯实技术

鉴于软土路基孔隙率较大从而影响其稳定性，可以通过夯实来降低其孔隙率，使软土路基的内部土壤结构更坚实。强夯处理技术是一种物理挤压法，操作简单，主要的施工机械为重锤。施工前需要通过地质勘察了解软土路基的具体土壤情况，以便确定合适的夯锤和锤击高度等施工参数。然后为了发挥夯锤的重力作用，需要将其拉到设计的高度，然后放下，下落到待夯实的软土路基面，在一次次的锤击作用下，土壤会逐步变得紧实。针对比较薄的软土层（厚度小于6m），还可先在软土中掺入坚固性高、稳定性好的材料，然后再按上述操作夯实，可以加快施工速度，进一步提高加固处理效果。强夯法适用于湿陷黄土、黏性土、碎石土等，具体的施工时间需要根据软土层厚度，以及夯锤重量等来确定。如果桥梁工程工期较短，而强夯法又需要经历多次重复性的操作较为耗时，就需慎重考虑该法的适用性。

3.5 冻结技术

该技术可以快速降低软土路基的压缩性，使其趋于稳定和坚固。且该技术的适用性强，对于多种软土路基和各类工程项目都较为适用。应用原理也简单，操作方便，可以处理软土层厚度较深的严重不良地质条件，处理效果也非常好，可以确保软土路基的各项指标更加符合路桥工程的实际要求。开展冷冻技术时，需要先准备好冷冻液（目前多选用液氮），并对软土进行湿润处理，以提高冷冻效果。然后利用专门的设备将冷冻液送入到软土路基结构深处进行释放，使土壤快速冻结［7］。这种处理技术虽然可以使软土路基结构的承载性能得到有效提升，满足多种形式软土路基的施工需求。但是冷冻液的应用成本较高，对于软土深度较深的工程来说更甚，且容易造成施工人员冻伤，因此其并不是十分常用且首选的处理技术。

3.6 表层处理技术

表层处理技术的施工速度快，施工范围小，且实际开展方式多样。如可以通过铺垫材料的方式，选用土工布、土工格栅、玻璃纤维格栅等材料。由于这些材料具有定性较强、强度较高的优势，将其全面铺设在软土上面，根据软土层的具体勘察结果，确定铺设的厚度和层数，可以起到预防不均匀沉降现象的目的。此外也可提高路基的排水、反过滤效果，进一步提升桥梁工程的安全性。如可以采用砂垫层，采用级配良好、质地坚硬的中粗砂和碎石、卵石等，经分层夯实，作为基础的持力层，可以提高浅基础下的地基承载力。且施工工艺简单，工期短、造价低。

4 结语

总之，软土路基孔隙率大、含水量高等特点导致在这样的地质条件下施工出现沉降、开裂等问题的可能性较高，十分不利于桥梁工程建设和后期稳定运行。因此，无论是桥梁施工单位、还是建设和监理单位，都要对软土路基加以重视。在施工过程中，更是要结合实际情况，通过详细的地质勘察和现场调查，基于完善的参考资料和具体的施工环境、施工实力，按照经济合理、因地制宜、保护环境的原则，从粉喷桩、夯实、排水固结、换填等处理技术中选择一种或多种实用的技术方案对软土地基进行处理。以低成本、高效快速、安全简便的方式来切实提高软土地基的稳定性，为后续施工奠定良好的基础，充分保障桥梁工程质量。

参考文献：

［1］师燕华，王春晓.公路桥梁施工中软土地基的处理技术探析［J］.中国设备工程，2022（12）：196-197.

［2］杨波，梁晓越.桥梁施工中软土路基的处理措施及施工技术［J］.科学技术创新，2021（34）：94-96.

［3］吴诗涛.桥梁施工中软土路基的处理措施及施工技术［J］.交通世界，2021（11）：128-129.

［4］陈斌.道路桥梁施工中软土地基处理技术应用实践［J］.中小企业管理与科技，2020（12）：189-190.

［5］徐广泽.公路桥梁工程中软土路基施工处理措施［J］.工程建设与设计，2020（14）：73-74.

［6］赵亮.公路桥梁施工中软土地基施工技术探讨［J］.科技创新导报，2019，16（26）：17-18.

［7］白玉鸽.公路桥梁软土路基施工技术［J］.建筑技术开发，2019，46（5）：110-111.