公路桥梁软基的施工技术及处理方法

蔡建华

摘 要：不同于一般的路基，软土路基主要由粉土与粘土组成，因此，这一路基具有较好的透水性和较大的土壤孔隙，易引起地下水位的提升。路基原本的结构会受水分作用影响，导致公路病害、沉降等问题，因此，探讨其施工技术与处理方法具有重要意义。

关键词：沉降；路桥工程；软土路基

作为线状工程，公路建设所遇地质单元各式各样，而桥梁建设中所遇地质结构也多种多样，建设公路桥梁的一大重要前提就是妥善处理软土路基，如此才能避免出现不均匀下沉问题，为安全行车提供保障。文章以云南省境内某高速公路为例进行软基施工技术与处理方法的探讨。该高速公路包含12座桥梁，共计102公里全长，靠近沿海，某段抗剪强度低、压缩性高、土质疏松，以其施工条件和软土状态为依据确定处理技术与方法。

一、深层性软基

该工程第五合同段中处理沉积软土层主要采用粉喷桩法与挤密法。

（一）粉喷桩法

确保场地平整，应将障碍清除，在机械行走难以进行的时候将砂土与碎石垫层铺设于施工的场地；应用回填粘性土方式处理低洼施工场地。先完成粉喷桩设计桩位图、原地面高程测量数据与资料表、土工试验报告、场地工程地质报告等的准备后再开展粉喷桩施工处理。以设计要求配比与实测为依据进行粉喷桩施工工艺的应用，通过试桩确定工艺各项参数，此外，单位时间喷粉量、搅拌与钻进速度以及提升速度等均可通过试桩确定。

（二）挤密法

在桩孔形成过程中，对侧向挤压作用加以利用来对桩间土进行挤密，再分层密实夯填桩孔，夯填所用为素土或灰土，这样的处理方法就是灰土和土挤密法。可根据夯填材料的不同将挤密法分为两种，即土桩挤密法与灰土桩挤密法。土与灰土桩挤密法的特点主要是原位处理、深层挤密以及就地取材，因此，这一方法在湿陷性黄土、厚度大的填土地基处理中较为常用。石灰桩法是将一定比例的石灰块、粉煤灰、炉渣、火山灰等灌入机械地基与人工地基成孔，经振密、夯实得出桩体，生石灰与含有掺合料的石灰体拌合会产生反应，水分反应易引起生石灰膨胀导致堵管问题。在该高速公路施工中采取的是灰土桩挤密法，效果良好。

二、浅层性软弱地基

通常情况下，可应用换填法、土工格栅、强夯法、综合性浅层处理等方法处理浅层性软弱地基，因该工程第五合同段施工具有复杂的地基情况，为了节约造价、保证工程质量，施工以实际地质情况为依据进行处理方法的选择，综合多种方法进行处理。

（一）换填

挖除路基范围中的软土后进行回填，回填所用材料为稳定性好的石、土，这一方法即为换填法。若浅层性软弱地基与地面距离较近，地面上有稻田、虾池或鱼塘，且厚度薄的情况下，其表面通常会有腐泥，把这些软土、腐泥直接挖掉，再以适宜的选料或优质砂砾进行换填则可达到将隐患彻底消除的目的。在处理该工程某一标段时就采取了开挖换填方法，开挖前首先需对现场实际进行勘测，在勘测后以机械或人工的方式挖除会对路基稳定性造成影响的软土，置换材料为低压缩性散体材料且无侵蚀作用，最后进行分层夯实。以软土层的开挖部位与分布形态为依据可分为局部与全面开挖换填，一般情况下以2米以内作为开挖换填的深度。应以土的抗剪强度、深度为依据确定开挖边坡，通常约为1：1。工业废渣、碎石、砂卵石以及灰土等是主要的开挖换填材料，该工程应用换填法时所选材料为三七灰土。

（二）土工格栅法

若路堤沉降量较小，可适当将土工格栅垫隔应用于高路堤填土，对路基与软基的侧向移位进行限制，使侧向约束增加来对应力水平降低，使路基稳定性与刚度增强，对路基水平横向排水进行提升，达到荷载均布效果。施工时，土工格栅的摊铺覆盖可维护边坡，对排水有利，能够使地基稳定性以及路基刚度提升。这一方法对于设备并无特殊要求，工艺较为简单，但存在较大的性能差异，其影响因素主要有实验方法、编织方式以及材料等。应用这一方法时，其施工速度与加筋效果为正相关关系。

（三）强夯法

以重锤强夯或夯实处理的软弱粘性土地基主要是含水量在一定范围内的和砂土地基。对地基进行强夯可达到优化承载力的效果，通常可实现3～4倍的提升以及200%～1000%的压缩性降低。适用土层范围广、无需预压、节省材料、费用较少、速度快、效果好、工艺较为简单是强夯法的特点，但需慎用于淤泥与饱和淤泥质黏土，应用于这类土层易引起不良现象如橡皮土等。这一方法在该高速公路施工中非常常用，会在其他方法应用之后实施，这样的巩固效果非常好。

（四）综合性处理

综合性处理主要应用于部分地段中，其应用主要是对软基处理质量进行巩固，应用前需充分考察现场具体地质情况，并进行验算，若预期目标难以通过应用某一处理方法实现则采取综合性处理，结合多种处理方法进行巩固。该工程施工时，以综合性处理方法处理了某一标段，主要结合了强夯法与换填法两种方法，若某一路段填土厚度较高，在以其他方法进行处理后，填土，然后应用强夯法，多种方法综合之下取得了显著的加固效果。

三、实例分析

以该工程第四标段第2#桥为例，该桥梁所处地区具有较严重的沿海软土路基，软弱层为淤泥质且较为深厚，桥梁基础均处其中，墩柱与桥台在此条件下施工或建成后易出现沉降与位移问题。因整体下沉大规模存在于后台路面，导致严重的桥头跳车问题，病害已经出现于桥台，需采取相应的措施处理软土路基桥台。

结合所选原材料以及当地实际情况进行处理措施的确定，以斜桩法、塑料排水板地基加固法进行处理，将塑料板设置于原有软土地基，将排水砂砾层设于其上，通过填土预压排出其中的水分，将软基强度以及桥台路基抗滑性增强。实施现场监测，以设计值为准检查固结度，达标后去除填土，实施管桩、钻孔灌注桩施工。

注意事项：（1）沉桩实施于软粘土时，土的隆起可能会造成先沉下桩的涌起，其涌起会造成承载力的下降，冲击试验应以涌起量较大桩为对象，试验不合格则需采取复打措施，同时将冲击试验应用于其他涌起的桩，并采取必要的复打处理。（2）在软土层中，桩群密集会引起超孔隙水压力消散，因此，需注意把握打桩顺序，梅花状或跳打均为合理的打桩顺序。（3）摩擦桩与钻孔桩同时被应用于本工程中，若在同一基础下布置这两种桩型易造成不均匀沉降。因此，在完成桩基后半年需对沉降进行为期20个月的持续观测。（4）对桥台路基填筑速率进行控制。在条件允许的情况下，应将桥台桩基础的修建安排在超载预压排水固结之后，即在路基水平位移、沉降稳定后进行桥台桩基础的修建。若顺序相反，在修建对填筑速率非常敏感的桥台桩基时需注意对速率进行严格控制，具体需以现场监测来确定填筑速率。

四、结语

在公路桥梁施工过程中，软土地基处理方法不同其针对性、适用范围、局限性也不同，因此，应以实际条件为依据进行处理方法的选择，确保其处理能够达到设计的要求，保证施工处理能够实现对地基工程性质的改善。

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