道路桥梁施工软土地基处理对策

张龙胜 梅婷 周朋勃

摘 要：软土地基应用技术作为现代城市道路和城市桥梁工程基础设施的主要基础应用技术，依旧存在着软土地基含水量高、变形力和应变能力大、承载力和流动性差等重要技术缺陷。软土地基应用技术的正确选择能够充分发挥其在基础应用技术上的独特优势。因此，针对不同软土层和土质基础的地质缺点，首先要针对地质问题找出相应或对应的解决方案和措施，了解不同地质基础道路加固的不同特点和差异，对地质基础加固实施合理的保护措施，增加公路和桥梁的基础地质加固承载力。本文针对道路桥梁施工中的软土地基展开探讨，希望对道路桥梁的施工建设有所帮助和指导。

关键词：道路桥梁;施工建设;软土地基

引言

路桥工程是连接我国的重要基础交通设施之一，对保障人们正常生活起着重要的关键作用。在公路桥梁的建设和使用中，经常会遇到软土地基的问题。如果在软土地基上的桥梁建设和使用中处理不当，将会大大降低桥梁的承载力，缩短桥梁的使用寿命。基于此，对软土地基处理技术在我国道路结构与桥梁工程中的具体应用及对策进行了深入研究，以期为我国道路桥梁工程的前期施工设计提供重要的参考技术依据。

1   道路桥梁施工过程中软土地基概述

1.1 软土地基的定义

较土地基的处理主要是处理一些优质、高压、高膨胀、低腐蚀强度的土地基。软硬土地基一般含有非常丰富的有机化学物质。如果不进行这些处理，道路施工后极易发生地基沉降和硬化，对城市道路的正常交通运行和经济发展将产生极大的影响，从而严重威胁道路工程质量和道路施工人员的人身生命财产安全。软土地基技术分析可以帮助确定需要长期使用的地基是否安全，保证软土地基的安全稳定。

1.2 关于软土地基的特点概述

道路工程安全施工的技术质量直接影响整个道路工程的安全和道路的正常使用寿命。软土地基由于其整体结构和承载能力，一般很少进行支撑和保护，不能保证道路交通的稳定性。软土地基早期施工不会出现一些质量问题，可能间接造成严重的道路交通病害。所以可以从以下几个主要方面来探讨在道路建设项目中软土地基的应用特点。首先，道路工程中软土地基结构的含水量比较高，这主要是由于整个软土地基的土质不同造成的。软土地基的表层土往往含有較多的水，不利于道路的整体交通稳定性。当软土路基受力严重时，软土地基可能会产生严重的排水堵塞，从而降低道路工程的稳定性。其次，道路工程施工中软土地基结构的承载力相对较差。这主要是由于我国软土路基的结构特性不同。由于我国软土地基的承载力不高，很难承受道路内部结构的重量。因此，我国道路工程的设计支持和保护明显不足，降低了我国道路基础工程的设计和施工管理质量。

2   软土地基的不良影响

2.1 路面结构损坏

一般来说，应用于路桥基础施工的主要原材料之一是钢筋混凝土和水泥碎石。如果工程单位所在地区施工地理环境不利，或部分一线基础施工单位技术人员未严格执行与工程相关的施工标准规范，可能直接导致基层软土地基松散，加固处理不达标。在降雨径流集中的季节，过量的地表雨水径流影响路面主体结构的施工质量。此外，建筑基础工程施工中使用的钢筋混凝土等碎石复合材料抗自然侵蚀冲击能力较弱，使得路面容易出现碎石材料脱落或主体结构稳定性能不足等不良问题，严重影响整个基础工程的施工质量。

2.2 路面不规则沉降

部分城区地下径流的水文生态环境较为复杂。浅层地下径流排水工程，容易导致软土地基形成过渡沉降带，导致地下水土资源快速流失，软土地基安全性和稳定性明显下降。在城市交通建设和交通工程负荷不断增加的情况下，出现了沉降带形成不规则的问题。这种危险情况可能会严重影响路面主体结构的使用安全，对公共交通系统构成潜在的安全威胁。

2.3 发生液化

从物理学的研究方向来看，液化问题主要是指将一个物体从气体变成液体的液化过程。因此，高速公路上的桥梁建设会受到一些力的影响，在道路或桥梁的建设中，会直接受到一些水的作用力，这将增加水管的压力，从而产生大量的液化水。饱和松散砂岩间隙中液化动力状态非常明显【1】。为了有效减少液化状态问题带来的其他负面影响，在处理液化状态问题时，液化效应和压力可以大大降低或达到零。

3   软土地基处理技术对策分析

3.1 灌浆加固

随着我国建筑施工技术产业发展经验的总结和建筑施工技术创新的稳步发展，各种施工技术不断创新，并在现代建筑工程的早期建设中广泛应用。灌浆是建筑处理土层中常见的技术之一，已广泛应用于大型公路建筑物、桥梁软土地基处理中。根据现场建筑软土地基基础注浆施工前处理的实际情况，采用水泥注浆加固施工方法对其地基进行施工处理，最终结果可有效实现彻底消除和改善软土地基的性质，达到现场加固特殊软土地基的处理目的。

在工程施工中，先对软土地基的底部进行钻孔，先对底基进行加固，以保证钻机设备的安全，再钻入软土地基，为后续施工期进行灌浆工程奠定基础。然后根据施工工艺的技术要求，通过加工工艺制备各种化学涂料水泥浆，以保证涂料水泥浆的建筑施工工艺质量，能够满足建筑施工工艺的需要。灌浆加固施工工作基本完成后，利用土层高压钻孔泥浆灌浆加固施工设备，从每个高压钻孔向软土地基的主体基础结构中灌注大量泥浆，使大型高压钻孔压入的泥浆与软土地基之间发生物理化学反应， 从而有效实现加固粘性土的目的，实现加固软土地基主体基础结构的主要施工目的。在注浆加固凝结的综合作用下，可大幅改善桥梁路基软土地基和其他基础钢筋混凝土的整体结构性能和功能结构，显著增强桥梁路基结构土体强度。通过提高道路、桥梁在整个路基结构中的承载能力，最终能够满足道路桥梁结构全路基施工技术的技术规范和设计技术要求。

3.2 抛石挤淤法

如果想靠近池塘附近修建桥梁，或者位于池塘的中心节点，大多数人通常会首先考虑蓄水抛石或蓄水挤淤的处理方法，或者绿化或改造这些水土保持区的地基强度。由于池塘长期土层淤积淹没，其软土地基和硬土层完全埋在水下，不仅对整个池塘土层的所有地基和软土层进行地下污水处理非常困难，而且污水处理的工程量非常大，消耗大量的工程资金。但是，如果软土地基的基础没有得到及时彻底的处理，很可能会对以后的公路和桥梁建设项目造成许多安全隐患。目前很多桥梁工程在设计施工工艺的过程中，一旦遇到这种特殊的施工情况，就会选择将大量石块直接倾倒到池塘的水池中的施工方法，这样石块就可以完全覆盖整个地下桥梁内部的基础， 然后进入石块内部淤泥层的水受到各种强大外力的挤压，使石块可以深埋在桥梁基础中，淤泥层可以将石块内部的水完全排出。 然后在这些石块的边缘铺上一层厚厚的砂垫层。这种建筑施工方法的整个设计过程看似简单，但对建筑工程施工方法的设计和实施过程有着严格的要求，设计和施工过程需要严格、切实符合建筑工程设计相关技术规范的要求。

3.3 土地交换方式

一般来说，换土的方法是在路桥勘察阶段将勘探区块内的软土全部挖出来，然后用各种硬度好、垫层承载力强的填筑材料填筑垫层，包括硬砂岩、碎石、优质粘土、灰土等。后期采用机械或人工处理方法进行压实，以满足勘探的软土密实度要求。这种处理方法一般只需针对软土层较薄的勘探位置。软土置换垫层处理软土的深度一般在3m左右。常见的软土垫层填筑材料主要有硬砂岩、碎石、优质粘土和灰土。由于垫层填筑材料的不同，垫层应力分布可能略有差异，但在软土承载力方面差异不大。因此，在基础施工处理过程中，一般采用部分堆放再摊铺的方法，即将基础垫层上的材料分开堆放，分成几层土桩，再进行摊铺，可采用一些人工或其他机械化的方法进行均匀摊铺。如果基础垫层表面的水泥土层较软，为了保证施工人员和其他运输工具的正常操作和使用，需要在每个基础的垫层表面铺设一层盐巴。为了提高基础垫层的使用荷载和抗拉强度，需要在匹配搭接前确定一定的垫层长度。

3.4 振动夯实法

振動填筑压实法一般适用于土质渗透性较好的硬砂、碎石、矿渣等松散杂质的压实处理【2】。建筑工地土壤机械压实是一种利用机械压路机、爪式机械和打磨机压实土壤的机械。一般在基础施工前，需要先开挖软粘土块，然后在下卧基坑底部进行碾压，再铺设砂或基层优质粘土块，并逐层压实。需要结合各种碾压土的实际软土压实强度、机械压实强度和分层含水量，综合确定各种碾压土的分层摊铺厚度和碾压遍数。夯实重填土的方法是利用自动起重机械带动夯锤在离地面一定高度自由升降，使其上升产生的最大冲击力主要来自于夯实浅层建筑基础和地下垫层基础的填土。捣固重锤数量需根据现场填土试验确定，一般10次左右。

3.5 深层压实加固法

这种强力挤压、爆破等特殊工艺也用于加固固定高层建筑的软土地基， 同时也是一种粘结和深密加密的施工方法，故又称深密粘结法。这一过程中使用的处理方法和建筑措施比2005年公布的其他加固建筑措施以及条例中首次使用的未填充混凝土面积更大。在各种松软的砂壤土或地方，如单一、混合和粘性砂壤土，可以通过选择使用深层和致密的土壤固定剂来处理这种方法。（1）可以采用动压固结和粘结的方法。因此，为了同时大幅度提高其对地基的强夯承载力，一般在高海拔地区，采用重锤进行压制，利用地基的砂基进行强夯加固地基，这样就可以同时大幅度提高地基砂加固层的受力、抗压等条件性能和地基液化的抗应力性能。从而可以大大降低地基基础压缝的应力强度性能，大大提高地基基础的强度性能。这种基本的夯实加固方法，实际上是利用机械动力重锤压力机或软土机对地基基础进行强夯加固的一种夯推法，简称为地基基础强夯加固的夯推法。（2）高强度、高压力塑性灌浆的工作方式。它类似于一般的采用水动力固定的水泥处理措施，即利用高强压力的处理方法，直接将固浆喷到水泥较软的地方，可以大大增强水泥基的流动稳定性。在桥梁路基施工中，将桥梁浸入水中，将软土倒入路堤中，采用双层高压或螺旋旋喷桩进行施工加固沉降处理。最大施工沉降深度达到42m，加固处理效果良好，满足特大型专线桥梁路基最大沉降深度要求。这种施工方法已广泛应用于淤泥、粘土、淤泥等高质量软土层和地基工程。（3）水泥混凝土填料的搅拌方法。将深层水泥等复合材料加入深层淤泥、粘土等深层软土复合地基的作用区域，然后混合搅拌，使粘土的含水量明显降低，提高软土地基的作用强度。这种搅拌方法一般称为深层水泥和粘土搅拌法，或深层水泥搅拌法【4】。

3.6 孔内深层强夯

孔内深层强夯法常用于具有高粘性、建筑土膨胀严重等特殊性质的深层土。用自动钻孔机在薄弱点的基础上直接钻几个有一定深度的孔，然后将所有的建筑材料填入其中，这样就可以及时用柱锤压实周围的土层。建筑填料在具有深层地下强挤压竖向或反向桩的作用的同时，也有机会在孔周其他土层中强挤桩，从而直接形成高密度、高强度的深层桩，从而有效提高整个土层自下而上的强度稳定性和整体承载力【5】。这种施工方法对整个土填料有一定的硬度要求，需要尽量保证高粘度。同时，填料的种类和类型以及填土的强夯强度等级需要根据当地土层和整个土壤的不同具体情况来确定。该填料可以利用建筑施工过程中产生的一些废弃建筑材料或有机行业的其他废弃物和无机材料制成的建筑，不仅可以有效减少大量的各种建筑施工废弃物，而且由于整体地面振动小、噪音低，是一种建筑施工的环保填充方法，还可以直接采用鹅卵石、粉煤灰等常见材料，减少了人工购买建筑填料和人工处理这些废弃建筑材料时产生的人工成本，大大降低了建筑商的费用。

3.7 排水固结技术

在软土地基处理过程中能够，排水固结技术通常使用袋装沙井和砂垫层法等方式进行处理，但具体方法的选择还需要多加和施工要求相结合。袋装砂井法就是沙袋打入软土地基进行加固处理的方式，成本非常低廉，施工方法简单操作，操作难度低，所起到的加固和稳定效果非常良好。而砂垫层法则是在顶层铺设砂层的方式排除积水，进一步加固软土地基。

4   结束语

道路桥涵工程作为重要的公共设施，在国家社会经济发展中肩负着重要的历史使命。但软土地基会给道路施工带来不同程度的环境危害，如路基突然滑移开裂、路面不平整、桥涵内通道、人为破坏的构筑物处车辆跳车、颠簸的声音等。合理运用各种软土地基处理施工方法，恰当运用适宜的路基加固施工技术，不仅能有效保证软土路基和路面的稳定性，还能有效保证高速公路在日常使用中的质量和通行寿命，还能有效提高市民的道路出行服务水平，让经常在高速公路上使用和驾驶的普通人享受到安全、高效、便捷的舒适出行。

参考文献：

[1]曾诚春 ， 陈剑侠 . 隧道软土基处理方法研究 [J]. 交通世界，2017（Z2）：160-161.

[2]赵华清 . 浅谈软土地基对公路桥梁隧道施工产生的危害及处理措施 [J]. 科技风 ，2016（13）：169.

[3]王刚.公路桥梁隧道软土地基的处理技术[J].民营科技 ，2015（12）：185.

[4]解永峰 . 探讨公路桥梁隧道软土地基处理对策 [J]. 建筑知识 ，2015，35（12）：138.

[5]仝刚.公路桥梁隧道软土地基处理对策[J].交通标准化 ，2014，42（01）：112-114.