软土地区桥梁与道路连接处的路基处理方案

夏 枫,王吉文

（中国市政工程中南设计研究总院有限公司，湖北 武汉 430010）

软土地区桥梁与道路连接处的路基处理方案

夏 枫,王吉文

（中国市政工程中南设计研究总院有限公司，湖北 武汉 430010）

桥梁与道路连接处路基施工一直是设计与施工难点，软土环境使得这一问题更加显著。分析了软土对桥梁与道路连接区的影响，并研究了该区域内软土基础的处置方法，根据软土特征可选用常规和深层加固方法。最后讨论了该连接区路基的施工技术与质量管控要点，提升路基施工质量。

软土地区；桥梁；道路；连接区；路基；处理方案

0 引言

软土基础在我国非常普遍，为了满足交通基础设施的建设要求，往往需要在软土环境建设道路和桥梁结构，而桥梁与道路的连接本来就是设计的难点，如果是在软土环境下的桥梁与道路连接，其设计与施工就变得更加复杂，如果处置不当，很容易引起桥梁与道路的连接不顺畅，引发交通安全风险问题，同时降低连接处道路的运营使用性能[1-2]。

论文首先分析了软土环境下道路与桥梁连接区的主要问题，分析了相关病害及其危害，特别是路基方面；其次总结归纳了软土环境下桥梁与道路连接区路基设计与施工存在的问题，对这些现有问题的分析和总结具有很好的借鉴性；最后提出路基处理方案，提高软土基础下桥梁与道路连接的顺畅性和安全性，提高交通运行稳定性和安全性。

1 桥梁道路连接段软土基础的危害

软土本身就是力学性能有很大缺陷的材料，是一种含水率很高的土质材料，具有含水率高、强度低、承载性能差、容易变形等物理特性[3]。总结而言，作为路基基础的软土结构，具有如下的力学性能：

（1）承载性能差。软土材料本身具有很大的孔隙比，因此压缩性很强，抗剪切的能力也很差，这使得在外界荷载的作用下，软土之间不能进行协同变形受力，出现大变形特点；而当外界荷载很大时，则直接形成软土的大变形破坏，造成局部大沉陷等病害形式。

（2）具有受力触变和流动性。由于软土的压缩性强，在荷载作用下会有很大的变形，而且这种变形是发散流动的。这就使得在道路施工中，施工荷载作用下的软土路基会形成大面积的坍塌风险，严重影响施工的进程。

（3）软土基础的整体性差，容易受到冲刷作用导致表面路基层破坏，路基表层的破坏会进一步影响到路基的整体稳定性。

桥梁与道路的连接区域，由于桥梁刚度大，基础沉降变形小，而道路路基在长期车辆荷载作用下总有沉降变形，特别是软土路基。因此很容易在过渡段区域产生路基沉降问题，一旦沉降就会使路基和桥梁发生分离，产生裂缝；而当路基与桥梁连接不在一个高程时，会导致行车不平稳，出现跳车和冲击现象，一方面对行车舒适性和安全造成影响，另一方面加剧道路段路基和路面的病害，产生更严重的后果。

2 桥梁与道路连接段软土路基处置措施

桥梁与道路连接段有很多设计措施保证两者之间衔接的合理性，包括搭板的设计、伸缩装置、填料质量等，但这些都是建立在良好的路基基础施工前提下。处于软土基础下的连接区，需要在明确桥梁与道路连接区重要性的基础上，对软土基础进行处理，并以此作为基础施工路基结构与路面结构，保证道路路面与桥梁路面的良好过渡与衔接。

由于连接区所处位置既有桥梁结构又有道路结构，桥梁结构一般采用桩基础，一般的软土基础并不对桥梁桩基础产生较大影响，但道路结构受软土基础影响很大，因此重点应该是对道路路基的软土基础进行处置和加固。

道路软土路基的施工处置需要根据软土基础分布范围、特点和程度，针对性地选择采用加固措施，一般有软基浅层加固和深层加固两种类型。不同加固方法，其处置方法和注意事项也有所不同。

2.1 常规处置方法

常规软基处置方法主要针对软土分布范围不大和软弱程度不高的情况，可以采用垫层施工、排水固结和铺洒添加剂等方式，这些处置方式的基本原理和技术要点如下所述：

（1）垫层施工方法。采用密实度和承载能力很好的垫层，替换掉原有的软土层，提高路基的承载能力。垫层施工一般适用于表层软土性质差的情况，施工中主要是在软土地基上铺设0.5～1.2 m厚的垫砂层，一方面使得软土进行固结排水，另一方面通过垫层加固软土层。施工中需要注意垫层上的机械通行问题，在未完全固结沉降的情况下，需要控制施工机械与地面的接触和偏心作用，同时垫层的厚度直接与经济性相关，因此需要进行周全考虑。

（2）排水固结法。排水固结就是通过各种手段（例如直接表层排水、堆载固结排水等）等，使得软土受荷其含水率会渗透出去，达到固结沉降的目的。由于含水率降低，软土的抗剪性能会得到很大的改善，同时密实软土。表层排水施工需要在地表开挖沟槽排除地表水，并且回填透水性能好的沙石或者砾石。施工中需要注意沟槽的构造，防止地表水和渗透水进入填土区域，同时沟槽的施工应该防止四周开挖。排水固结则一般通过表层加载方式，并采用排水桩排除软土中的水，荷载加载过程需要缓慢，使得排水固结稳定，如图1所示。

图1 垫层法和排水固结法处置软土路基

（3）铺洒添加剂法。这是一种化学处置方法，通过添加剂与软土层的化学反应，使得软土的表观密度得到改善，并提高软土层的抗压缩性能和结构强度，从而达到改善软土承载性能的目的。一般情况下可以铺洒如水泥、石灰等添加剂类型，注意到添加剂的铺洒需要保证均匀，且与软土混合均匀，才能达到加固的效果。

这些浅层加固方法一般是间接地提高软土层的承载性能，而且需要几个方法同时配合使用才能达到加固的目的，例如垫层施工和表层排水共同使用，表层排水与铺洒添加剂方法使用等。这些浅层加固方法主要面对软土区域不大、问题不严重的路基路段。

2.2 深层加固方法

深层加固主要针对软土分布范围大且较为严重的，且采用常规处置方法不能达到效果的软土路基基础。通过深层加固使得整个软弱基础形成整体，提高其承载性能，常用的加固方法包括强夯法、灌浆加固法和化学加固法，各种方法的技术要点分析如下：

（1）强夯法是利用机械通过外力改变软土层的物理特性，可以减少软弱土层的含水率、孔隙率等，提高其密实度和路面承载力，降低软土的受荷变形以及流变触变性等问题。然而对于具有软弱夹层的路基，这种加固手段效果不大，因为夯击能量无法有效地传递到下部土层。

（2）灌浆加固法则是通过利用外界设备将液体材料灌入待加固的土层中，从而改变土层的材料构成，提高其物理特性和力学特性，使得软弱土层能够与新灌注的材料形成整体，提高整体的承载能力和坚固性，例如水泥搅拌桩、粉喷桩等。

（3）化学加固法是通过加入化学材料，使得软土材料与新加入的化学材料形成化学反应，从而改变软土的物理构造和化学构造，达到提高土层物理与力学性能的目的。例如，采用硅酸钠的胶凝特性，将其注入软土层降低湿陷的产生，这种加固手段俗称“水玻璃化学加固方法”，整个施工过程非常简便，效果也很好，但是成本相对较高，需要综合考虑。

3 连接区软土路基施工技术与质量控制

在解决了路基的软土基础问题，则需要对路基的施工进行质量控制，确保填筑压实满足设计要求，实现与桥梁的连接过渡。连接区路基的施工需要从填筑材料、压实质量和组织管理三个方面进行严格控制。3.1填筑材料的选用

处于软土基础环境下的桥梁与道路连接区路基，其施工质量尤为关键，因此需要采用压实性能满足要求的填筑材料，不能采用本身物理性能和力学性能不好的材料，例如素填土、软土、淤泥等，需要选择灰土、碎石土、黏土等，最重要的是相关填筑材料能够达到设计要求的压实度。需要注意到的是，填筑材料的选用还要考虑到就地取材问题，由于填筑材料要求很多，如果需要从其他地方运输路基填筑材料则非常不经济，因此需要兼顾。

3.2 压实质量的控制

路基的压实度直接影响了路基的工作性能如沉降、安全等，为了保证压实质量，要达到常规路基的施工要求，如分层摊铺、碾压、振动等，使得每层的压实质量都能够满足要求。填筑压实施工中主要依靠机械设备进行，为了确定最佳的压实设备，确定设备最佳组合方式、碾压速度以及次数，明确碾压过程的工序和摊铺适宜厚度，估算材料含水率等参数，使得摊铺压实后的各层填土或者填石能够满足施工质量要求，需要采用专门的试验段进行试验，以指导实际的施工。填筑试验段也是提高后续施工工效的重要手段，通过对试验段的施工经验分析，可以更好地服务于后续重复的软土路基施工。

3.3 施工组织管理

路基的施工很大程度受到人为因素的影响，例如机械操作不当、质量管控不严、人员质量不齐等，因此为了最大程度规避人为因素的影响，就需要加强施工组织管理，制定严格的执行计划和质量检查标准，将相关规章制度推行至每一个分组施工队，真正从源头解决路基施工问题，提供建设效率和质量。

4 结语

桥梁与道路连接区一直是设计与施工的难点，起源于桥梁与道路的结构刚度差异，使得这一连接转化需要很好的过渡，而软土环境使得这一连接区路基问题变得更加显著。论文分析了软土基础对桥梁与道路连接处的危害，从软土的材料特性和力学特性角度进行了深入分析，并提出了这一连接区的软土基础处置方法，最后对连接区软土路基的施工技术和质量控制进行了讨论与分析，目的是确保其施工效率和质量。

[1]唐博,杨锡江,税欢.关于道路桥梁连接处的设计与施工探析[J].城市道桥与防洪,2016（1）:125-126.

[2]陈富强.浅述道路桥梁过渡段软基路基路面施工的质量控制[J].江西建材,2015（8）:126.

[3]刘青云.浅谈路桥过渡段软基路基路面的施工[J].中小企业管理与科技,2010（5A）:170.

U416.1

B

1009-7716（2017）09-0045-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.09.013

2017-04-17

夏枫（1980-），女，湖北武汉人，工程师，从事市政路桥设计工作。