公路桥梁施工中的软土地基施工技术探讨

摘要：在公路桥梁工程施工中，软土地基是一种常见的地质情况，软土地基的处理情况对工程的总体质量有比较大的影响。文章以实际工程为例，对软土地基施工方案进行了分析，并对具体的软土地基施工技术进行了探讨，具有一定的借鉴参考价值。

關键词：公路桥梁施工；软土地基；新旧路基衔接；施工技术；砂垫层法；袋装砂井法 文献标识码：A

中图分类号：U445 文章编号：1009-2374（2016）24-0107-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.24.053

软土地基指的是含水量大、压缩性高、承载力小、透水性差的地基。软土地基主要是由粉土和黏土等组成的松散砂土层，地基的强度小、变形量大、固结速度慢。在施工过程中，如果不能处理好，会对工程施工质量造成比较大的影响，所以要做好公路桥梁软土地基的处理措施，结合工程实际情况选择合理的处理技术。

1 工程概况

某公路桥梁工程总施工长度为498.2m，设计桥面宽度为10.5m，设计公路荷载等级为Ⅰ级。钻探表明，地表下部0.8～21.2m为流塑淤泥夹层，有机质含量比较多，天然水含量达到了76.4%～81.2%，设计天然孔隙比为2.235，压缩固结模量为1.1～1.3MPa，承载力大小为30kPa，远远达不到施工设计要求，对公路桥梁工程施工影响比较大，需要做好软土地基的处理工作。

2 软土路基解决策略

2.1 砂垫层法

在对软土路基进行处理中施工人员首先要了解路基填筑的相关要求，对施工区域的杂草、杂物等进行彻底清除；其次在路基地面加宽的路基部位铺设一定厚度的排水砂层，这样可提高软土地基的荷载力，增强其稳定性。通常情况下砂料主要使用的是干中粗砂，而且里面不含有一些细砂或者粉砂，其他杂物的含量应严格控制在允许范围内。施工人员还应注意路堤填筑的速率要根据工程所需进行适当地调整，从而使地基承载力增加的速率与加荷速率处于协调状态，提高路堤填筑的高效性。为了确保施工各个阶段顺利实施，可借助埋设在路堤地面的沉降板与布置在路堤脚外的位移边桩进行施工观测，以便于施工人员及时了解路基填筑中是否有异常情况发生，若发生问题应立即采取有效的措施加以整改，借助此点也能使相关人员实时掌握地基是否处于稳定状态，以便及时调整填土的速率。一般而言，填筑砂料时水平位移量与垂直位移量之间是存在一定差异的，这样才能使地基处于稳定状态。

2.2 袋装砂井法

按照固结相关理论，软黏土固结时间越长，其相对排水距离也会相应的增加。为了提高地基固结的效果，提高土层的排水速率是最为直接也是最有效的方式。袋装砂井法就是基于此原理设计而成的。袋装砂井法的工作原理是在含水量充分而且软土深厚的地基中打入砂袋作为排水的主要通道从而增加土层的排水途径，尽可能地缩小各个排水口之间的有效距离。随着上部荷载力的增加所产生的附加力会促使土层之间的空隙排出地层表面，增加了土层颗粒之间的密实度，加快了地基的固结与沉降速度（如图1所示）。有效降低土层孔隙比以及含水量，增加土层的密实度，可在最短时间内起到地基固结的良好效果，以此确保地基的稳定性，方便车辆的正常通行。在此次工程中，竖向排水井的主要材料选取的是袋装砂井排水固结法，在使用该方法中矿井深度以及孔径大小等层面都应满足相关要求，确保施工各个阶段顺利实施。施工具体实施步骤如下：

2.2.1 施工人员对施工区域应进行彻底打扫，对存在的杂物进行清除，确保施工区域干净整洁后再其上铺设厚度为20cm的沙砾，采取正三角形布置完成后即可开始砂井作业环节的施工，待这一阶段完成后再铺设一定厚度为10cm的厚砂进行加固处理，确保表面处于稳定状态。

2.2.2 在砂袋材料的选择上要慎重，砂袋强度要满足施工要求而且装砂后的渗透系数应大于砂自身的渗透系数。

2.2.3 砂料应选取杂质含量低的中粗砂，含泥量与有机质含量都应控制在合适的范围内。砂料的渗透系数应大于5×10-3cm/s，细度模数应不小于2.7。

2.2.4 砂井的实际灌砂率应在95%以上，而且要注意砂井顶端应置于砂垫层上部一定距离，砂袋要捆扎处理，以免发生不良现象。

2.3 超载预压法

在路堤填筑过程中，为了确保各个阶段顺利实施，在填筑施工期与预压期的地表沉降等现象应进行实时观测，观测的重点如下：在首个拐点位置若填筑路堤的外荷载低于地基的实际承载力，则说明土体处于稳定状态，填筑路堤工作应继续进行；当第二个拐点出现时日沉降量若在10mm/d以上时，则表明土体有异常情况发生，随时面临失稳等不良现象，造成这种现象的原因或许是由于加荷速度超过一定范围，导致土体强度的变化幅度较大，从而引发沉降量突变，这时应及时调整加荷速率，以免引发不安全现象的出现，对施工环节造成一定的影响。

3 桥台软土的解决方式

3.1 超载预压法

为了最大限度地减少桩基的负摩擦力，在桥台桩基施工前施工人员可先对软土路基进行预处理，提高软土路基的稳定性，并根据工程所需对桥台进行超载预压处理做好实时观测，一旦发现有特殊情况出现应立即采取有效的措施加以处理，提高桩基施工效率（如图2所示）。施工要点列举如下：

3.1.1 从填筑时间方面来考虑应控制在地基抗剪强度增长固结所需时间之下。

3.1.2 边桩位移量在一天之内应控制在5mm以下，路堤竖向沉降量在一天之内应控制在10mm以内。

3.1.3 待路基沉降趋于稳定状态后即可进行引道路面的铺筑工作，而且要注意对其进行连续观测，沉降量的变化幅度应控制在5mm左右范围内波动，经过为期两个月的施工后待所有的环节都符合施工相关要求后接口进行路面铺筑工作。

3.2 桥台反开挖回填

为了避免桥台开挖后沉降幅度较大而造成跳车等不良现象，可在搭板施工后及时进行反开挖回填处理，具体如图3所示：

3.3 桩基负摩擦力产生的原因

倘若在桥台桩基成桩前没有对软土地基进行预处理，则会加重土层的承受力，造成桩身收缩或者桩底下沉位移等现象的发生。此外，压缩土层还对造成桩负摩擦力的增加，使桩所承受的轴向荷载力增加。与此同时，当土层中地下水位下降到一定程度时会造成地面下沉现象加剧，地面的不断下沉也在一定程度上会造成桩身的下沉，由此引发桩负摩擦力的出现。

3.4 减少桩基负摩擦力的重要举措

有效降低桩基负摩擦力的方法很多，具体列举如下：

3.4.1 在成桩之前对地基进行加固处理，提高其稳定性。

3.4.2 使用套管保护桩法，其工作原理是在桩中心部位设置一定强度的钢套管，有效降低桩负摩擦力的发生，但若采取该方法会加大施工成本，施工中应根据需要合理选择。

3.4.3 在工程允许的条件下增加沉降量以降低负摩擦力的发生。

4 路基设置护坡及排水沟处治

4.1 边坡采用浆砌片石铺砌加固

为了防止路基边坡发生异常情况，可在工程相关要求的基础上有效调整路堤边坡坡度比，并使用厚度一定的浆砌片石进行加固处理。此外还可在路基边坡下边设置排水系统，使地下水得以及时排出，提高土层的稳定性。

4.2 设置砌石边沟

为了能使软土路基所处区域的地下水能够及时排出，最大限度地降低其对软土地基的影响，可在坡脚外侧设置一定的砌石边沟，方便地下水的顺利排放。

5 新旧路基衔接的解决方案

5.1 旧路基边坡挖台阶

旧路基边坡挖台阶法的工作原理是首先将旧边坡上的包边土进行处理；其次将原路基进行开挖处理，开挖的宽度以及高度均与设计相关要求相吻合，施工人员对开挖区域残存的杂草、杂物等应进行彻底清理，以免对施工环节造成一定的影响。在清表时要注意填筑塑料与台阶的开挖高度应严格按照一定的顺序进行合理施工。如遇雨季施工边坡清表环节应控制在台阶面50cm以下，以免雨水的侵蚀造路基稳定性降低。待施工完成后对其进行全面检查也是施工中不容忽视的地方，从而将不安全隐患发生的几率降至最低。

5.2 设置土工格栅

路基不均匀现象时有发生，特别是新旧路基交错部位，因此为了尽可能地降低此现象的发生，可在新旧路基相交部位的底面设置双层土工格栅，以提高路基的整体强度。

6 结语

本公路桥梁工程软土地基施工完成后通过对沉降资料进行观察后发现，软土地基沉降得到了有效的控制，沉降处于设计范围内，证明使用袋装砂井、砂垫层、超载预压的施工方法进出处理可以取得良好的控制效果，提升了软土地基承载力，达到了公路桥梁工程对软土地基的施工要求，取得了良好的施工效果。

参考文献

[1] 殷永高，图筱北.公路地基处理[M].北京：人民交通出版社，2002.

[2] 苏根红.软土地基處理技术及在公路施工中的应用

[J].黑龙江交通科技，2015，（6）.

[3] 吴韬.软土地基处理技术及在公路施工中的应用[J].黑龙江交通科技，2015，（7）.

作者简介：江柏锋（1977-），男，广东人，广州市番禺区地方公路管理总站工程师，研究方向：交通土建。

（责任编辑：小 燕）