研究公路桥梁软土地基施工的关键技术

◎刘涛

由于我国国土面积辽阔，不同地区地质条件差异性相对较大，在路桥项目工程建设施工中，由于需要跨越不同的地区，受到地质条件因素的影响，经常会遇到一些软土地基问题，对路桥工程项目基础施工的安全性和稳定性造成比较严重的影响。因此，在项目工程建设施工过程中，软土地基处理工作非常关键，需要引起工程施工单位的高度重视。针对现阶段我国大部分的路桥工程项目建设施工而言，因为软土地基问题的产生经常会出现路面基础部分产生塌陷以及桥梁基础结构不均匀沉降等情况。对此，路桥工程施工单位需要充分了解软土地基的具体特点，结合实际施工条件采取针对性的软土地及加固处理工作方法，提高路桥工程项目施工基础结构安全性和稳定性。

一、路桥项目工程软土地基的特点和危害性

（一）流动性较强

粘土地基通常情况下是通过一些含水量较大，同时比较松软的土壤所构成，因此经常会出现比较强的流动性特点，这也是软土地基会出现基础塌陷的重要原因之一。由于软土地基当中的土壤结构构成相对比较松散，同时内部会含有大量的土壤空气和水，随着外部承载能力的不断加大，软土地基中的土壤空气率会进一步压缩，同时会逐渐消失，基础面会出现不均匀沉降问题。除此之外，因为软土地基当中经常会受到地下水环境因素的干扰，或者是外部环境温度的影响，内部的水分会快速蒸发和扩散，会带动周围的土壤形成比较严重的流动性情况，在后续的道路桥梁通车过程中，受到大量车辆荷载作用条件下，基础从内部会出现不均匀下沉情况，如果没有对其进行有效控制，会对整个公路桥梁通车安全性造成比较严重的影响和威胁。

（二）疏松多孔结构

在路桥项目工程建设施工当中，所遇到的软土地基条件通常情况下属于一种比较松散颗粒状的粘土和粉土为主，这种类型的土壤材料具有疏松多孔等方面特性，受到这一特点的影响会造成软土路基的基础结构稳定性和强度有所不足，会造成土壤当中电荷量分布不均匀，因此，会直接影响到整个路桥基础结构的安全性和稳定性。不但如此，还有一些软土地基条件，除了通过粘土构成之外，其中还掺杂着大量的泥炭以及松散的片石等，由于这些杂物的存在会进一步加大软土地基条件当中的空隙程度，同时在含水量方面也会进一步加大，如果没有对其进行有效处理，很容易影响到路桥基础结构的支撑性和稳定性。

（三）抗剪强度相对较低

在路桥向工程建设施工过程中，对于地基结构部分而言，基础结构部分的土壤抗剪能力不足是软土地基的一个重要表现特点。因为，软土地基条件通常情况下，会出现疏松多孔的结构，因此无法保证在外部强大荷载作用条件下自身结构保持稳定，同时软土地基土壤的压缩系数相对较高，如果直接以软土地基作为基础承载部分，在后续的桥梁道路基础结构稳定性方面无法得到有效保证，会出现比较大的安全隐患问题。

二、公路桥梁工程施工中存在的主要问题

（一）公路桥梁地基塌陷概率相对较高

由于桥公路桥梁项目工程建设施工当中，由于桥梁工程施工段经常会遇到一些软土地基条件，软土地基是项目工程施工过程中非常重要的工作环节，在实际使用过程中会造成公路桥梁地基塌陷概率相对较高。因此，需要充分做好桥梁下部结构软土地基的处理工作，有效保证工程整体的施工质量和稳定性，防止项目工程施工问题的出现提高工程整体的施工效果。

（二）地基渗水性较差

在公路桥梁项目工程建设施工过程中，由于软土层到含水量相对较高，造成混凝土工程项目在加固处理工作当中，混凝土材料的凝结效率相对较慢，公路桥梁工程基础结构的稳定性无法得到有效控制，如果软土地基当中的大量水分无法顺利排除，很容易出现地基基础结构产生塌陷等情况，会造成工程施工过程中产生比较严重的风险性问题。

（三）含水量较高

由于软土地基条件，通常情况下是通过大量的粘土、淤泥、粉质粘土等各种软土条件所构成，在实际施工过程中发现软土地及自身具有较强的蠕动性特点，因此在进行项目工程建设施工当中，需要最大限度上避免对桥梁项目工程造成不良影响。由于含水量较高会造成公路桥梁工程施工地基产生不均匀沉降情况，进而引发一系列技术难点问题，对整个公路桥梁项目工程施工造成较大的困难，在实际施工中会出现软土地基的含水量相对较低，因此在正式开始施工之前必须要采取针对性的施工管控处理方法，有效降低地基基础结构部分的含水量，保证地基基础结构更加稳定，提高工程整体声效果节省更多的施工经济成本。

三、公路桥梁施工中软土地基施工技术处理方法

（一）注浆加固处理法

现阶段，在公路桥梁施工过程中，对于软土地基的施工处理方法，比较常用的是高压喷射注浆处理技术，该项处理技术主要是将喷射流的压力，提升到预先设定的标准之后，再使用土提喷机破坏土体原本的状态，喷射到到软土层内部的浆液，会和土壤之间形成充分交换和传播，凝固之后可以提高软土地基的支撑性和稳定性，达到公路桥梁项目工程建设施工要求和规范标准。在进行旋转喷射过程当中，可以根据实际设计工作要求，结合项目工程实际施工条件，对旋转速率进行有效调整，同时还需要调整打桩机的上台工作速度，有效控制好浆液喷射力度，根据实际施工要求合理调整喷射嘴的直径大小，可以有效控制和优化喷射施工的具体流量，有效保证注浆施工的均匀性和稳定性。该项技术在实际使用过程中，对于相关操作人员的专业技术要求相对较高，施工人员在实际施工当中，必须要熟练掌握注浆操作技术方法，同时还需要具有一定的工程施工经验，根据预先设定好的规则和施工技术方法进行合理控制。如图1：

图1 注浆加固处理

（二）搅拌处理法

搅拌处理在软土地基施工处理工作中是用效果比较明显，尤其对于深层搅拌处理工作方法，更加适合处理一些淤泥质软土地基条件，或者是含水量相对较高的粘土地质条件等。在正式开始施工之前，需要有效做好施工之前的相关试验工作，然后再将其运用到软土层施工当中，比如可以将其用于泥炭、土壤等具有侵蚀性的地下水环境当中，在冬季施工条件下混凝土材料可能会受到温度条件因素所产生的影响会出现凝固冻结等情况，因此在使用搅拌法进行软土地基处理工作中需要充分考虑到温度因素，可能会对土壤成型效果所产生的干扰。搅拌处理法在使用过程中，主要是将凝固剂粘土土壤材料，相互之间通过科学的混合比例进行搅拌，保证材料喷射到软土地基之后，可以有效提高基础面的承载强度和稳定性。在实际施工当中所使用的凝固剂材料，主要包含矿渣水泥和硅酸盐水泥两种形式，通过两种加固材料的使用，可以有效提高软土层整体结构的稳定性和水稳定性，并且根据项目工程实际施工要求，将粘土加固为圆柱状或者是方块状等各种不同的形式，提高公路桥梁基础结构的稳定性。

（三）排水加固处理方法

排水加固处理方法是公路桥梁解决基础沉降问题的有效控制方法之一，通过该项施工技术的合理应用，可以进一步缩短项目工程施工的预压周期。通常情况下，项目工程施工单位通常会使用竖向排水施工法，在施工过程中需要保证基础承载能力，控制在合理的范围之内，通过设置出竖直方向上的排水井，有效排除基础软土层内部一些孔洞内部的水体，降低空隙率提高软土地基的含水量，进而可以提高基础面的承载能力。通过排水处理工作之后，基础土壤层到硬度可以得到全面提升，有效考虑到软土地基层的施工条件，排水法更加适用于在一些饱和软土层当中进行使用，但是并不适合在一些渗透性相对较差的土壤层当中进行使用，工程施工单位在实际施工当中，必须要结合实际使用情况对其进行合理调整。如图2：

图2 路基排水系统

（四）材料填充法

材料填充施工处理方法，主要是在公路桥梁软土地基当中，添加一些强度硬度较大的材料，有效提高基础面的强度和稳定性，在实际施工当中通常情况下会填充一些土工聚合物，这种材料是通过人为加工所生成的材料，可以将聚合物作为基础材料，将其使用在建筑体内部或者是建筑体的外表面，可以有效起到加固土层结构，充分发挥出土体结构的压力保护性作用和效果。土工聚合物的重量相对较小，可以根据项目工程施工技术要求和规范来进行控制，对填充施工面积进行适当扩大，为后续的基础结构的定性打下良好的基础。由于该填充材料相对较弱，同时如果长时间暴露的外部环境，很容易产生比较严重的老化情况，填充软土地基内部可以起到延缓材料老化速度的作用和效果。

（五）抛石挤淤处理工作方法

在一些地下水位相对较高、积水量较大同时土壤空气分布比较密集的软土地区环境条件下，通常情况下会使用抛石挤淤处理工作方法来进行处理，这一方法主要是向软土地基当中抛投大量的碎石材料来进行淤泥的排除，同时做好内部的水体清理工作，充分实现对软土地基的密实强化以及硬化处理等。在该项工作过程中必须要对碎石材料的尺寸大小进行合理控制，避免碎石尺寸过大或者过小，都会对后续的淤泥排出效果产生影响。通常情况下，排石挤淤处理工的方法，所选用的材料颗粒直径范围控制在30cm 以下，同时碎石材料抛填工作顺序与强夯工作方法基本保持相同，需要由两侧区域朝中央区域逐步进行材料抛投，并且对其中的淤泥和水分进行充分排放。除此之外，除了需要进行大面积的抛填碎石工作以外，对于一些直径相对较大的碎石材料而言，需要在其中的空隙部分使用一些小石块进行充分填补，防止在后续的强力挤压条件下，碎石材料相互之间产生滑动，影响到基础面的承载力和稳定性效果。如图3：

图3 抛石挤淤处理方法

（六）强夯法运用

强夯法主要针对土质较厚施工面积较大的软土地基层来进行处理。在使用强夯法施工之前，需要对行锤和地面之间的间距大小进行准确计算，充分保证夯锤每一次的击打可以发挥出最大的力度。夯锤在长时间的使用过程中经常会造成夯锤底部出现破坏，进而对整个地基行石效果产生影响。因此，相关施工人员需要对行时点位进行全面检查，同时需要对夯锤的落地位置进行详细计算和分析，要保证在夯锤充分击打的作用下，地基结构的稳定性可以得到全面提升，为后续的路桥主体施工质量和稳定性打下良好的基础。如图4：

图4 强夯处理法

（七）自然沉降法

自然沉降法在使用工作过程中，主要指的是基于软土地基自身重力的作用实现自然下沉，在正式开始处理工作之前，相关施工人员需要准确计算软土地基的实际承载能力大小，然后再使用超过基础承载能力的土壤完成后续的填充工作，保证地基基础结构部分可以实现自然下沉，提高基础土壤的密实程度和支撑性。这种方法属于一种经济成本投入量最低的方法之一，但是所需要的时间相对较长，在一些工程施工周期比较紧的项目工程当中并不适用。自然沉降法在使用过程中，需要有效考虑到周围环境的各项影响因素，同时要有效考虑到土质结构自身对于基础沉降问题所产生的干扰，需要有效保证自然沉降工作结束之后基础层的承载能力和稳定性效果，有效保证地基基础结构的承载能力和稳定性。

四、结语

综上所述，道路桥梁工程施工过程中，需要对软土地基处理技术加以充分重视，工程施工单位在开展道路桥梁工程施工之前，需要对施工区域范围内的地质条件状况进行全面勘查和分析，重点针对软土地基条件情况进行详细勘查和记录，并且针对不同的软土地基条件采取针对性的地基处理方法，有效提高地基结构的整体承载力和稳定性，防止道路桥梁工程在后续的使用过程中出现地基整体下陷，以及支撑稳定性不足等问题，对道路桥梁的通车安全性和稳定性产生不良影响。