浅谈路桥工程软土地基的施工技术

高战博

摘要：随着我国交通业的不断发展，高等级公路建设也得到很大的提高。然而对于公路、桥梁等工程施工技术当中，路桥过渡段的软土地基问题变得越来越严重。很多路桥过渡段的软土地基由于路基不均匀而产生沉降的危险。本文将通过对路桥工程软土地基的路基问题进行原因分析，从而提出施工技术的设计方案以及详细的施工工艺流程，进一步改善路桥软土地基路段的沉降问题。

关键词：路桥施工；软土地基；沉降；方案改进；技术探讨

中图分类号：U416.1 文献标识码：B 文章编号：1674-3954（2013）21-0305-02

1 引言

所谓软土地基就是指强度低、压缩量较高的软弱土层。由于软土地基的土质较为疏松，含有的粘土和粉土微粒过多，所以这些路基会较为松散。尽管大多数的软土地基层都含有丰富的有机物质，但是一旦路桥的地下水位升高，该路段所填的地基及路面就会由于稳定性薄弱而发生沉降的可能。近年来，我国路桥的软土地基沉降问题越来越严重，为了提高路桥的公路路基的稳定性和承载能力，对软土地基进行处理刻不容缓。

2 路桥软土地基沉降的原因分析

2.1 施工图设计不标准

软基路段由于地基沉降常常会引起桥头跳车现象。其原因主要是施工图设计不标准，采用的软基处治理论计算方法和选用的计算参数与软基实际情况存在一定差距，导致地质钻探布孔过少，对应该作软基处理的地段未作处理设计。另外，雨水侵蚀造成路堤填土流失和强度降低，而软土地基的钻探深度不够，未能准确探明软基范围和深度以及软土的物理力学性质，造成路桥过渡段路堤沉降。

2.2 软土地基处理不合理。路堤失稳

路基路面在车辆荷载以及自然因素的长期作用下，会形成土基塑性变形的积累，但是对软土地基的处理未够充分，常常伴随安全隐患，甚至导致路堤失稳。就如海南的屏桥引道，虽然软土采用砂并结合分级加裁预压处理，路堤填土高度7m，南岸砂井施工完成后，仅填土到2.5m高（第一级加载）时就发生破坏，北岸在第三级填土完成时发生破坏。这就是由于软土地基处理得不够合理而使道路堤失稳。

2.3 软土地基路段结构设计不周密

在台背填土的情况下，地基对结构物会有负摩阻力和纵向推挤作用的产生，导致桥台变位引致损坏。对于一些软土地基路段的过渡段工程处治措施有粗粒料填筑法、钢筋混凝土过渡板（即搭板）和加筋土法等。有的甚至建议在有“硬壳层”的软土地基的情况下，应该利用好“硬壳层”的扩散应力效果，采用预压措施，而不需对软土地基进行特殊处理，以保持填筑路堤的稳定。末作加固处理但按规定施工的路段，虽然后来沉降较大，这些处理措施的主要目的是通过提高路基的整体强度，从而降低路桥问的刚度变化以及沉降差异，以减少路桥问的不平顺，从而防治或避免路桥间跳车现象。

3 路桥软土地基处理的施工方法

3.1 堆载预压法

通过对路桥过渡段的路基路面的施工经验可以分析出，要控制路桥过渡段的变形首先要严格控制过渡段内路基的工后沉降量，所以，控制路基工后沉降以及路桥间差异沉降是变形控制主要目的。该法是在工程建设之前用大于或等于设计荷载的填土荷载，促使地基提前固结沉降以提高地基的强度，减少工后沉降。加固土桩是用某种专用机械将软土地基的局部范围（某一深度、某一直径）内的软土。柱体用加固材料改良、加固而形成与桩问软土的复合地基，当强度指标达到设计要求数值后，卸去荷载，再修建路面。路面设计使用年限内，由于道路下沉引起路面纵坡变化，要求搭板随路堤沉降后倾角在1/200～1/300范围内变化。堆压预处理之后，地基不会有大的固结沉降发生，可以利用路堤填土降低堆载的成本。施工填筑时，为了控制加荷速率应采用分层分级施加荷载的方法，以避免地基发生剪切破坏，达到慢慢提高地基强度的效果。这个方法比较成熟，施工简单，对施工机械和材料没有特殊要求。但因施工地软土固结系数小，故软土的排水固结时间较长，工期也相应较长。如工期允许，可单独使用；如工期紧，可结合其它方法一起使用。

3.2 真空预压法

由于软土地基路段含有较多的粉尘、微粒等松散有机物质，需要用真空预压法来进行路桥软土地基的加固，然后在地面铺设砂垫层。因为路基结构型式不同，采用的桥台刚度大的混凝土结构也不同。常用的方法都会过渡到柔性的填土路基结构和沥青混凝土路面结构，其强度不一致。因此，软土地基处治时，各段不同强度之间需设置强度过渡段。并在其上覆盖不透气的密封膜使其与大气隔绝，通过用真空装置进行抽气，运用物理学中的大气压强差的原理，把不透气的密封膜里面的所有空气排出，从而作用于软土地基，这个方法并不会对软土地基产生剪切的破坏，反而是有利于软土地基的加固的。只有当地基具有足够的承载力，在路堤填土自重荷载与车辆荷载的联合作用下不致破坏而产生较大的沉降时，土工合成材料的加筋才会产生明显效果。仅仅是通过抽气而不需要任何材料的堆砌，省去了加载和卸荷工序，缩短了预压时间，省去了大量堆载材料所使用的设备，施工工艺均比较简单，无需大量的大型设备，便于大面积施工。

3.3 台背路堤加铺法

在路桥过渡段路基施工设计中，必须采用土工格栅技术，采用土工合成材料加筋路堤并不能提高地基承载力，也不能有效阻止地基沉降。因为在路桥过渡段进行土工格栅铺设会有比较明显的工程效果，因而在路桥过渡段地方路堤填高可以采用桥台台背回填再加上铺设土工格栅的结构形式。当土工格栅与土一起承受车辆荷载和土体自身荷载的同时，土工格栅能使土体的抗剪强度得到充分发挥，约束土体的侧向变形，地基条件应保证路基的工后沉降≤10cm，沉降差小于5cm，沉降坡差≤0.4%的控制标准。通过控制路基填土的侧向位移，增强路基的整体稳定性，从而增大了路基的变形模量。桥头引道路基工程中，常用的过渡段工程处治措施有粗粒料填筑法、钢筋混凝土过渡板（即搭板）和加筋土法等。土工格栅跟路基填土之间会有摩擦作用，使得上部荷载可以在路基中再分配，因而桥台台背局部范围土中的垂直应力降低了，提高路基土体的承载力，从而沉降将会减少；由于水平铺设的土工格栅具有弹性，在车辆荷载反复作用情况下，变形的累积不会产生或减少。土工格栅的设置间距和长度应满足规范要求，通过计算确定。

3.4 换填垫层法

由于一些路桥的软土地基层的路基并不是十分厚，在施工处理的过程中，可将路基面需要处理的范围以下的部分软弱、松散土层部分或全部挖除，若桥头引道没有软土地基的情况存在，如果路桥过渡段的差异沉降以5cm作为控制标准，沉降坡差控制在0.4%，那么强度渐变段的长度应该要大于13m。然后换填强度较大的土或其它稳定性能好、无侵蚀性的材料（通常是渗水性好的砾料）称为换填或垫层法。又或者可以将路桥交界处的错落式沉降变成连续的斜坡式沉降。此法处理的经济实用高度一般为2～3m，如果软弱土层厚度过大，则采用换填法会增加弃方与取土方量而增大工程成本。通过配置一些碎石垫层，大概是厚10cm，然后采用路拌法施工，其具体措施如图1所示。

4 结束语

总的来说，对于路桥的软土地基工程技术，应该要保持定期和不定期相结合的安全检查制度。建立登记、整改制度，在查出的隐患没有排除前必须有可靠的防护措施，如有危及人身安全的情况，应立即下令停止作业，待整改完成并经验收合格后方能恢复施工，制定科学管理流程，保障每道工序质量，就能避免或减轻路桥过渡段的不均匀沉降的问题，从而减轻甚至避免路桥软土地基的沉降现象，提高路桥使用性能和使用寿命。

参考文献

[1]韩昌德，公路桥梁软基路堤设计与施工的探讨[J]，中国科技博览，2011（9）

[2]孙魁，公路路桥过渡段不均匀沉降的原因与控制措施，轻工设计，2011（6）