公路桥梁软土地基施工的关键技术分析

韩德阳

（广饶县水利工程公司 山东东营 257300）

随着现代交通网络覆盖范围的不断扩展和基础设施建设的发展，复杂的公路桥梁工程越来越多。软土地基是一种相对较高、地质结构不稳定、强度较低的软土。在公路桥梁工程中，若对软土地基的处理方法选择不当，加固技术应用不当，不但会影响工程的总体质量，而且在今后的使用中会存在很大的安全隐患。目前，如何克服软土地基，提高其安全运行的稳定性，已成为我国公路桥梁施工技术的一个主要方向。

1 公路桥梁施工中的软土地基施工关键性

公路桥梁的施工对我国的交通运输能否顺利进行有着重要的影响，因此，必须保证其施工的安全性和稳定性，进而才能有效地防止各种安全事故发生。所以，作为公路桥梁施工的主要工作人员，必须加强对桥梁施工的关注，采取有针对性的措施来解决这些问题，否则不仅会影响工程的进度，还会造成公路的密封性能和公路路面的破坏，从而缩短桥梁的使用寿命。软土地基由砂土、泥炭、软土等组成，但由于含水率太高，压实处理的难度很大，而且由于压实度达不到要求，导致软土地基的排水效果并不理想。如果不能很好地排水，将会对桥梁的整体质量产生不利的影响，给公路后期的安全运行带来很大的威胁。因为软土地质种类繁多，所以，在建设时，所采用的性能也是千差万别，大多数的地基在使用中都会发生硬化，而且在下雨天还会发生土壤侵蚀，导致软土地基的硬度降低，进而导致公路桥梁产生不同程度的下陷。

2 公路桥梁施工中软土地基的特点与危害

2.1 特点

软土地基是一种比较常见的地基，它的含水率一般都在20%以上，而软土地基是不均匀的，甚至有些地基的水分含量在80%左右，这就造成了软土地基的流动性很大，给公路桥梁的施工带来了困难。在项目开工前，技术工人要到工地进行实地勘察和调查，了解其基本参数，并通过讨论，为后续的施工打下坚实的基础。另外，软土地基的渗透率极低，相对于其他类型的土层，软土本身的固结速率较低，加之渗透率低，使得软土中含有大量的有机质，从而产生大量的气孔，使土层的渗透率降低，若不进行特别的处理，根本无法进行公路桥梁的施工。软土地基的抗剪强度很低，不仅会对公路的排水造成很大的影响，而且还会产生不均匀的沉降［1］。

2.2 危害

由于软土地基中的孔隙较大，因此很容易引起路基路面的沉陷。造成路基塌陷的原因是在施工中，受地下水的影响，长时间的冲刷会带走一些土壤，从而造成地基的破坏。另外，因为地基下面的软土较薄，一旦受到挤压，就会产生不稳定的状况，从而造成不均匀的塌陷。通过分析，可以看出，软土地基的稳定性并不好，而且在公路建设和使用中，会受到雨水长时间的侵蚀，而且还会受到很大的载荷，从而影响到路面的结构和质量。目前，国内的建筑企业在进行公路工程建设施工时，往往会选用沥青混凝土和水泥混凝土，若选用不合适的材料，将会对公路的质量造成很大的影响，为此，工程技术人员要充分考虑工程的实际需要和工程特点，合理选用施工材料和施工工艺，进而保证工程质量。

3 公路桥梁工程软土地基施工中存在的不足

3.1 对软土地基施工技术的重视程度不足

由于施工单位对软土地基的施工技术考虑不够全面，在施工中未给予足够的关注，认为只要按程序进行施工就可以了。此外，一些建筑公司虽然意识到软土地基的重要性，但仍然采用了传统的地基处理技术以节省工程造价，虽然对工程的影响并不大，但由于施工单位对地基处理技术的片面认识，常常会造成地面塌陷等严重后果，不但会使工程工期、造价增加，而且会给交通带来不必要的危险。

3.2 地质勘察不足

不合理的工程设计存在于公路桥梁建设之前。由于施工单位缺少对工程地质调查资料的详尽，导致对工程地质状况的认识不够透彻，致使其在设计中缺乏针对性，使得工程实际施工中存在施工技术与现场情况不符的问题，严重影响了工程质量和施工进度。而地质勘察作为工程建设的先决条件，需要大量的资料，资料的缺乏会导致后期的工程建设和设计工作变得非常困难。在没有精确的工程设计时，工程建设施工就会丧失方向，而软土地基的施工处理就是凭经验进行，这就会造成很大的风险。

3.3 施工不合理问题

在公路桥梁软土地基的施工中，往往存在着许多不合理的问题，如压实程度不够、硬壳层处理不到位等。由于硬壳是在软土上层形成的，它能够承受很大的荷载，提高地基的承载力，因此，在施工中，必须注意硬壳层的施工。但由于许多建筑公司不了解硬壳层的重要性，在施工中没有按照一定的规范进行，造成了硬壳层的损坏，导致了工程施工的难度和造价增加。软土地基与其他地基相比，其组成比较复杂，而上部和下部土体的特性差异很大，为了避免因不合理的施工而引起的地基沉降，必须针对不同层次软土的特性进行相应的调整。在工程实践中，通常会由于软土地基处理不当，导致承载力下降，从而不仅会进一步增大地基的沉陷概率，甚至导致桥梁断裂，出现安全事故［2］。

4 软土地基在施工过程中的影响因素分析

4.1 施工环境影响

软土地基的形成与周边环境有很大的关系，但由于其自身的特点，施工现场往往会受环境因素的影响。现阶段，随着施工技术的不断发展和创新，许多施工工艺都已成熟，但由于施工工艺选择不合理，造成了工程质量问题。在软土地基施工工艺中，既要考虑施工条件，又要对工程实际施工环境进行分析。

4.2 工程设计

一个完整的工程设计对于整个工程施工而言是非常重要的，不仅要全面地控制和协调施工的质量，还要估算实际投资成本，确保对环境和项目的需求都有一定的了解，从而确保在施工过程中不会露出太多的缺点。工程师在进行整个设计时，要合理地利用和考虑施工人员的现场布置问题，并分析相关的材料在使用中会不会出现不足、质量不合格等问题，以及大型机器在现场行走时会不会影响到现场的施工，因此，要科学、有效地制定应急预案，以便在问题发生时可以及时处理，以免造成工期延误，甚至加大投资。在公路桥梁建设中，涉及很多环节。由于软土地基的强度等各方面差异较大，若将各种地质条件下的地基结合起来，则过渡阶段的工程设计十分重要，但实践中往往难以保证该阶段的工程质量，若设计错误，则可能造成沉降量过大，造成裂缝、塌陷等问题，造成施工人员的安全隐患，从而造成工程进度缓慢。

5 公路桥梁软土地基施工的关键技术分析

5.1 土体置换技术

采用土体置换技术，以挖掘不符合要求的地基土，替换具有优良特性的填料，从而改善软土地基的承载力，降低路面的自然沉降，使公路改建工程的性能达到最佳。一是对施工各阶段的质量控制指标进行细化，以保证施工进度、施工质量［3］。二是通过聘用高技术、高素质的工程技术人才，对置换土进行组织，加强技术工人的培训，使得技术施工工人的质量、安全意识得到提升，保证他们能按相关规范进行操作。三是对工地上的垃圾、杂物进行及时的清扫，保证施工场地的平整。

在此基础上，应采用有效的排水措施，将剩余的水分排出，以保证软土地基基层的表面处理效果。在对原有土壤进行表面处理时，应保证地基的表层环境与有关规定相符。淤泥的开挖深度要适当地控制，通常为2.5～3.5m，挖出的泥土可用卡车及时运送。人工地基采用3 种替代材料，包括平原土壤、矿渣和砂石，在工程中，必须使3个构件充分结合，才能确保人工地基的强度。人工地基要求具有较高的剪切强度、减少可压缩性、填平原有裂缝、防止地基沉降和坍塌。如果软土地基面积较大、深度较大，可以使用石灰粉进行快速搅拌，将石灰浆液与水泥、泥土混合，从而使软土地基硬化，从而增强整体的强度。当回填方完成后，需要使用专用机械进行加固，从而降低软土地基的沉陷几率，增加地基材料的密度，增加软土地基的稳定性，进而保证软土地基能够有效地承受路面桥梁的施工，保证公路桥梁通车后的稳定性。

5.2 密实技术

在公路桥梁施工中，采用密实技术，通过对地基进行一定的压力，消除土间隙，提高路基的致密。密实技术是一种常用的软土地基处理方式，它能使软土紧密，但施工单位要根据工程环境、技术成本、技术难度等因素，采用堆载预压法、真空预压法和动态固体结构法。

一是对软土地基进行堆载预压处理。利用沙石等重物质对软土地基进行加压，可以在受力情况下将土壤中的湿气排出，从而实现对土壤结构的加固。堆载预压法的作用效果取决于压实材料在上面的压力，而影响其稳定性的因素与其受力关系密切，因此，在使用堆载预压法之前，必须对其进行计算，同时考虑到荷载对地基形成的影响，还应定期进行土体各项参数和指标的测定，以提高堆载预压法的工作效率。

二是对软土地基进行真空预压处理。在软土地基上铺上砾石，其渗水性能要好，防止积水。在铺好沙石后，还要用防渗薄膜进行保护，选择符合工作要求的设备，在薄膜内部形成一个真空作业区域。采用真空预压法，在软土地基上形成负压层，使其承受负压，从而使其保持紧固状态，避免压实对地基的破坏。

5.3 抛石挤淤技术

抛石挤淤技术仅适用于某些特殊情况，尤其是在公路桥梁工程中，由于淤泥较多，因此，抛石挤淤法对地基的加固效果会有很大的改善。由于桥梁施工地带的软土土壤通常处于水位以下，因此，传统的软土地基处理工艺很难满足设计要求，如果软基不能得到有效的治理，将会造成桥体的后期沉降。为了解决这一问题，可以采用抛石挤淤技术进行施工处理。

这项技术的具体运用过程是：首先，确定地基所在的施工区域，然后在这块场地上铺上石料，再用机器把石料进行挤压；其次，将地基周围的淤泥清理干净，然后在挤压区的石头上面铺上一层沙子；最后，砂层的厚度也要符合相关的规定，在铺好之后再进行一次覆盖。以上就是抛石挤淤技术的应用过程了，所有的操作都要严格按照规范进行，不能用过多的碎石，也不能用大颗粒的石料，尽量用小块的石头，这样可以更好地挤出淤泥［4］。

5.4 表层处理法

在施工中，为了保证公路桥梁的施工质量，必须灵活运用各种不同的施工技术对软土地基进行施工处理。技术人员可在加入适当的添加剂后，根据现场条件，对软土地基进行强度和抗压性能的提高。

首先，软土地基的表层土质为黏性，可以用添加剂对土壤进行固化，从而确保工程的顺利进行。当前，大部分公路桥梁采用掺入水泥、石灰等方法，以降低软土地基的含水率，从而增强其强度和压实度，保证其稳定。

其次，在公路桥梁工程施工中，可以采用表面排水措施，以保证软土地基的安全。通过挖掘排水管道，用砂砾、砂石等渗透性好的材料来减少软土地基的含水率，保证施工的需要。

最后，可以将无纺布或土工布铺在软土地基上，以防止软土地基产生不均匀的变形和不均匀沉降，并在满足填土荷载的前提下，提高地基承载能力。此外，对建筑工人来说，也可以采用沙垫层方法。在软土地基中若土壤含水率高，则可在软土地基上铺上沙垫层，以改善软土地基的稳定性和排水性，并根据施工现场的具体情况和机械设备，对软土地基进行铺垫，从而避免由于技术上的不当而导致工程质量问题。

5.5 深层石灰搅拌桩施工技术

深层石灰搅拌桩其实就是将水泥和软土地基土混合在一起，通过混合达到预期的效果，从而提高地基的强度。

一是对选材的需求。在施工过程中，对所用的原料，特别是石灰有一定的要求。从具体的条文中可以看出，在工程中所用的石灰应经过精涂处理，以使石灰能更好地与地基土相结合，同时，石灰中不能混入其他材料，且石灰中的氧化钙和氧化镁含量要达到标准规定，生石灰的保质期较短，最好不要超过3 个月。同时，要注意的是，在使用过程中，石灰的使用也要遵循规范。

二是在建造之前做好准备工作。在工程工地开工之前，要对工地进行全面的调查，如果工程场地的硬质表层比较薄，就需要在正式施工之前进行有效的治理，以保证今后工程施工的正常进行。同时，为了得到更精确的物理力学指标，采用最优灰含量进行施工，也有效对工程场地的地基土进行检测。

5.6 预应力管桩技术

在公路桥梁工程建设中，还可以采用预应力管桩技术处理软土地基。采用预应力管桩处理在挡土墙、涵洞等结构下的软土地基，根据设计要求进行软土地基的处理。首先对地表进行平整，然后根据规范要求清理施工场地，为后期托板基坑开挖后具有足够的承载能力作准备，接着进行桩位放样确定桩位［5-6］。在桩上做好记号，按管桩施工方案进行逐桩测量、放样，放样误差小于5cm。在进行管桩起吊、打桩、接桩时，必须严格按照技术规范进行相应的施工，并在完成打桩后再将打桩机拆除，并按图纸上的要求进行地面平整、桩位放样、吊装、打桩和接桩。

6 结语

总之，软土地基问题是目前公路桥梁工程施工中普遍存在的问题，其承载能力低、含水量高、渗水性低、可压缩性高，对施工产生了很大的影响，若处理不当，将会影响到整个工程的施工质量。因此，在实际施工过程中，应因地制宜，按不同的设计要求和规范，对软土地基采取不同的处理方法，从而达到改善软土地基整体质量和强度、保证软土地基承载能力的目的。