基于软土地基的公路桥梁施工关键技术研究

陈庆林

文章分析了公路桥梁施工过程中软土地基的工程特性及作用，从施工现场勘测、表层水处理以及粉喷桩加固等方面，介绍了软土路基施工技术，并阐述了软土地基施工过程中需要注意的相关问题。

软土地基;公路桥梁;施工技术

U416.1-A-08-024-3

0 引言

当前，随着国内经济的不断发展，桥梁工程领域在近年来已取得了巨大的进步，大量高技术难度、高施工标准的桥梁层出不穷。值得一提的是，在众多的桥梁工程中，公路桥梁无论从地域覆盖范围还是施工人员数量等方面均占有很大的比重，这在一定程度上反映了我国公路桥梁施工技术相对成熟的现状。公路桥梁软土地基部分的施工一直以来都是业内研究的重点工程问题，这是由软土地基施工本身所具有的特殊难度决定的，毋庸置疑，软土地基施工的规范程度对于公路桥梁的整体质量具有重要意义。软土地基之所以在公路桥梁中得以广泛应用，是因为其具有诸多优良的工程特性，如：小渗透性、低抗剪度以及高富水量等，除此之外，软土地基的天然孔隙相对较大，具有很好的压缩性能，对公路桥梁的施工影响是多方面的。为此，相关的工程技术人员应在公路桥梁的施工过程中充分重视软土地基部分的施工，极大程度上保证公路桥梁的施工质量以及竣工投运后的使用年限。相反，如果在软土地基的施工过程中没有达到具体的技术指标和参数要求，将使公路桥梁的路面发生开裂以及沉降等各种病害[1-2]。

1 软土地基作用分析

1.1 软土地基特性

软土地基最为显著的一个特性就是形变程度较大，这是由于其富水量較高所致，水分不易挥发，进而易发生形变，例如在淤泥中的软土地基就是非常典型的情况。软土地基另一个较为显著的特性是其压缩后的稳定时间相对较长，由于软土地基常以颗粒状存在，因此其内部的空间相对较大;另一方面，其孔隙间距又比较小，致使其透水性较差，且在各种不同荷载的情况下，不能迅速排出饱和土质中的水分，使得最终的压缩以及稳定时间延长。此外，其侧向的形变程度很大，即在同等的条件下，软土地基的纵向形变要大于一般的土质[3]。

1.2 软土地基的作用

在公路桥梁的具体施工过程中，软土地基承担着保障工程整体质量的重要作用，如果软土地基的施工达不到相关的工艺标准，将会带来严重的公路病害。例如假设基层位于软土地基区域，当重型车辆往复通过时将使路基被挤入到基层之中，路基会发生被迫沉降的现象，使路面发生形变及损坏。实际施工过程中，相关技术人员应对地基中的富水量进行详细监测，例如地基中的富水量偏大，则很可能因路面上的超重荷载的往复作用而损坏地基，并发生翻浆等现象，这些情况对于公路路面整体的稳定性以及安全性都会带来不同程度的潜在威胁[4]。

2 软土地基施工核心技术要点

2.1 施工现场勘测

在软土地基正式施工之前，应对施工现场的地质条件、水文条件等进行综合性的评估与分析，掌握施工现场相关工程指标及数据，进而对施工现场的地质情况进行全面了解。当遇到施工现场条件较为复杂的情况时，相关技术人员应对施工现场进行区域性划分，在不同的地质区域中使用相应的施工技术并分配特定的技术人员。在对施工现场进行勘测的过程中，应将所有地质形态及构造进行记录，为施工图纸的绘制以及施工方案的制定做好准备[5]。

2.2 表层水处理技术

相关的施工技术人员可通过在表层黏土中加入添加剂的方式来提高填土的稳定性，可在某种程度上改善软土地基的压缩性能和强度。软土地基的垫砂层位于地基的上部，含水量丰富且土层较薄，垫砂层也具有排水层功能，可有效降低填土中的水位，进而为施工创造有利条件。假设软土地基土层分布不均，则通常会发生土层局部失稳以及沉降等各类现象。当此种情况出现后，应使用相应的敷垫材料进行处理，通过抗剪力以及抗拉力来使沉降问题得以改善，使软土地基的支撑力增大，对于施工设备的平稳通过也具有一定的好处[6]。

2.3 粉喷桩加固技术

粉喷桩加固的处理方法可保证施工现场地面的平整并可以清除路面障碍，为公路桥梁的施工奠定基础。对于地势比较低洼的施工环境而言，可采取黏性土回填的措施，但应注意的问题是，在使用粉喷桩进行加固处理时，应根据实际地质勘测报告以及初始地质勘测资料、土质试验数据等进行综合分析，工程技术人员应确保所有资料中的数据真实、可靠[7-8]。粉喷桩施工工艺流程如图1所示。

3 软土地基施工注意事项

3.1 加载措施

通过加载措施能够增强软土地基的强度，进而有效减少路面回填后的各类不均匀沉降现象的发生，并使软土地基之间的间隙水压力有效提升，此措施主要依靠的是大气中的压力。在软土地基具体的施工过程中，顶部及中间的砂层地基对于地下水位的降低十分有益，工程技术人员可在施工现场区域设置钢板以进行维护，有效降低地下水位，对周边的施工环境不会产生较大的影响。使用加载措施时要充分注意沉降时间、荷载重量等参数和指标[9-10]。软土地基荷载与沉降关系数据分析如表1所示。

3.2 土质置换

软土地基通常具有稳定性差、抗压性弱以及承载能力差等缺点，为此，在减少土层沉降并提高基层的稳定性和承载能力方面，应采取相应的土质置换措施，将各种承载能力的土质进行交错使用，以使软土地基达到一定的承载能力并具有相应的特性。在土质置换过程中，最为简便的方法是人工开挖法和爆炸法两种。与此同时，土质在置换的过程中常伴随有巨大的工程任务和工作量，致使最后的工期在不同程度上延长，并且增加了工程的成本预算，所以在使用此方法的过程中应充分考虑工程的实际预算，对所达到的工期要求和施工质量进行全面评估[11-12]。

3.3 抛石清淤

为增强软土地基的强度，可采取抛石清淤的措施来实现，即通过科学、合理的计算过程，可将碎石等填料回填至软土地基底部的适当位置，进而将淤泥清出软土地基底部。此施工方法简便、安全，对于常年积水的洼地以及排水不便、表层松软的软土地区较为适用，尤其是对于碎石在淤泥内沉降范围不大的软土地区则更为适用。抛石清淤的措施可大大降低工程的成本预算，有效整合施工现场的可用资源并合理控制工期。因此，抛石清淤方法在当前的软土地基施工中较为常见[13-14]。

4 结语

本文对基于软土地基的公路桥梁施工关键技术进行了详细分析和研究，通过对软土地基的成分和性能进行讨论，总结实际施工过程中需着重注意的一些问题，如加载措施、土质置换以及抛石清淤等，并归纳了一些当前国内常见的软土地基施工技术，包括施工现场勘测技术、表层水处理技术以及粉喷桩加固技术等。本文所研究的有关软土地基施工的相关技术可为同类工程的設计、施工与实践提供相应的理论参考，具有一定的工程应用价值。本文仅对软土地基在具体的施工环境中的主要技术和注意事项进行讨论，而对软土地基在施工过程中所存在的风险因素以及产生这类风险的原因未作过多讨论，这部分的研究内容将在今后的工作中进一步深入探讨。

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