公路桥梁施工中软土地基的处理技术研究

盛奇、徐玲玲

（江西省现代路桥工程集团有限公司，江西上饶 334000）

0 引言

公路桥梁工程是我国基础建设的重要组成内容，对质量要求较高，必须保证地基结构的稳定性、荷载力，才能开展后续施工，延长公路桥梁工程的使用寿命，避免交付使用后出现地基沉降、塌陷、路面裂缝、路面不平整等问题，防止给车辆、行人的正常出行埋下安全隐患。

1 软土地基的特点

我国幅员辽阔，软土地基分布范围比较广，尤其在降雨量比较丰富的南方地区，长期受到雨水冲刷、积水浸泡，很容易形成工程软土地基。近些年我国建设行业迅速发展，道路桥梁工程的建设规模和覆盖范围越来越大，软土地基的存在给路桥工程的建设造成很大困扰。只有处理软土，提高地基结构的承载力、稳定性，才能保证道路桥梁工程建设工作顺利、有效开展。在明确软土地基特征的基础上，才能提高处理方案的针对性、有效性和实用性，通常情况下，软土地基具有以下特征：

1.1 含水量高、孔隙大

黏土、泥沙颗粒是软土地质的组成成分，内部含有大量非无机物质、黏土矿物、高岭石，此类物质颗粒较细，呈现片状，表面带电负荷，导致这些物质很容易与周围环境水和阳离子发生化学、物理反应，形成絮状结构，孔隙扩大、含水量增多。通常情况下，软土地基内部含水量大于30%，有些特殊地区甚至更高，孔隙普遍大于1%，导致软土地基的承载力和抗剪强度较低，压缩性较高，整体强度较弱。在明确软土地基上述特性的基础上，选择处理工艺和处理方案时，首先要降低地基中的含水量，可以应用表层排水法和排水固结法等。

1.2 通透性差

有些地区土层中的有机物含量较高，土壤中产生的大量气泡，降低渗流通道的渗水能力，使土层的渗透性变得极低，导致含水量增大，降低地基结构整体的稳定性和承载力，如果处理不当，容易引发地基沉降等问题，增大公路桥梁工程的施工难度，引起施工安全隐患。

2 当前软土地基处理过程中存在的主要问题

随着我国建设行业的蓬勃发展，各类新技术、新设备、新工艺在软土地基处理中得到了广泛应用，现行的软土地基处理技术高达几十种，不同的技术其应用优势、适用场景不同，处理效果也存在很大差异。影响软土地基处理技术应用效果的因素较多，主要包含以下几个方面：

2.1 处理技术选择不合理

软土地基处理过程中可选择的技术类型较多，包含换填法、强夯法、表层排水法、抛石挤淤泥法等多种技术类型，不同的技术使用的机械设备不同，施工持续时间不一样，工程成本也存在很大的差异，选择合理的技术是保证软土地基处理效果、提高公路桥梁工程施工质量的基础和前提。

受到建设单位综合实力、建设水平、技术人员工作经验、职业素养、软土地基处理机械化程度、复杂的地理地质环境、自然条件、水文条件等多方面因素的影响，无法实现处理技术和方案的最优化，导致软土地基处理效果并不理想。除此之外，在软土地基处理过程中，人为操作不当、方案设计不合理、自然条件勘察工作不到位、准备工作缺位等问题会导致变更，为保证处理质量，为后续公路桥梁工程的施工奠定基础，不得不对设计方案和施工方案进行重新调整和优化，必然会对施工周期、施工成本造成很大的影响。

2.2 未能充分理解各类处理技术的适用范围

不同的处理技术适用场景和应用范围各不相同，应用效果也不一样，需要设计人员根据工程现场的具体情况灵活应对，对技术方案和施工方案进行调整，才能提高施工方案的适用性，同时要考虑施工周期、施工成本等多方面的影响因素。

以强夯法的应用为例，该项技术需要使用大型的机械设备，但个别建设单位综合实力不足，缺乏大型设备，不得不采用其他处理方式代替强夯法，造成处理效果降低、施工周期延长、成本增加等问题。以排水固结法的应用为例，该项技术虽然能够明显降低土壤中水分的含量，施工成本可控，但是需要长时间排水，对工期比较紧的公路桥梁工程，该处理技术的适用性明显不足。

2.3 缺乏有效的质检技术

软土地基处理工作完成后，要采用一定的手段，按照相应的规范、流程和标准，对处理效果、质量进行检验后才能开展公路桥梁的后续施工，保证路桥工程的整体质量。但是结合实际情况来看，受到检测技术、检测人员专业、检测方案确定等多方面因素的影响，软土地基处理后的质量检测工作缺位，缺乏对细节的管理，导致路桥工程后续施工阶段出现问题，这也是当前软土地基处理过程中存在的主要问题之一。

3 公路桥梁工程中软土地基处理技术分析

在公路桥梁施工过程中，要严格控制路基的施工质量，针对软土地基、冻土地基等不良土质类型，必须采取改良措施，对路基结构进行加固处理，才能提高公路桥梁工程抵御自然灾害的能力，延长使用寿命，控制工程投入成本，降低后期返工、维护等问题发生的概率，推动我国建设行业的顺利、稳步、健康、持续发展。

现阶段，软土地基改良技术较多，在实际施工过程中的选择性较大，所有改良技术的应用，最终目的都是提高土体强度，防止地基变形，满足地基稳定性和渗透性的施工要求。在选择过程中，设计人员、施工人员要结合公路桥梁工程施工现场的具体情况，明确不同处理技术的施工工艺、适用场景以及应用成本，从经济性、施工周期、施工质量保证等方面出发，选择合理的地基处理技术，下文具体介绍几种常用的处理方法：

3.1 表层排水法

表层排水法针对因含水量过大而造成地基结构稳定性不足、荷载力不足的土质类型。施工人员要对施工现场的实际情况展开勘察，确定沟槽开挖的位置，保证地表水能顺利排出，降低土体中的含水量，为各类施工机械、设备以及施工材料的进场提供便利的条件。有些情况下，需要在开挖的沟槽中敷设排水管道，提高排水速率，在管道口做好杂质的过滤，以免出现排水管道和管孔堵塞的问题，影响排水的流畅性。在含水量降低到一定数值之后，需要回填硬度高、透水性好的砂砾，提高路基结构整体的稳定性。

3.2 砂垫层处理技术的应用

砂垫层处理方法属于换填处理方法的一种，该处理技术的应用可以明显降低地基的沉降量，加速排水固结，施工操作简单、成本可控、处理效果明显，不需要使用大型的机械设备等诸多优势，在软土地基改良中应用比较广泛。

应用时要根据路堤高度、软土层的厚度和软土的压缩性等参数，计算砂垫层的铺设厚度，通常情况下，需要保持在0.6～1.0m 范围内，避免因垫层厚度过厚增大施工难度、工程量和施工成本，如果垫层厚度过小，又不能保证应用效果。砂垫材料铺设完成后，砂垫层可以作为路堤地下排水层，加速软土地质中水分的排出，减少地下水和路基中水分含量。选用砂垫材料时，要检测砂石颗粒的直径，保证颗粒均匀系数和级配符合施工质量要求。

路桥工程施工过程中，可能会出现复杂的土质类型，在应用软地基处理技术时，施工人员和技术人员要根据施工现场的具体情况灵活应用砂垫处理技术，加强对细节的控制，提高该项技术的应用价值。例如：当软土地基为粉土类土、透水性不足时，路堤坡脚附近的砂料很容易被路堤覆盖，这种情况会影响砂垫层排水性能的发挥，出现侧向排水不通畅情况，要加强对砂垫层端部的处理，防止上述问题的出现。

在填筑时，要保证填筑材料铺设的均匀性，使加载速率和地基承载力增加的速率相适应，防止路基填筑施工对地基结构造成破坏，针对此类问题，可以借助埋设在路堤中线的地面沉降板和设置在路堤坡脚的位移边桩对施工的规范性进行观测，动态监察路堤填筑时地基的变形情况，以变形数据为参照评估地基是否稳定，以此控制砂料回填的速率。

3.3 强夯法的应用

随着我国工程建设水平的不断提升，各类新型技术、大型设备在地基处理工程施工中得到了广泛应用，以强夯法在软土地基处理中的应用为例，该施工技术是利用重锤击打的方法提高路基强度，降低压缩性。该施工技术的应用可以明显提高软土地基结构的稳定性、安全性、抗载能力，具有工程造价低、工程周期短、原理简单等诸多优势，应用比较广泛，在改良地基抗震性、抗液化能力和提升抗剪强度等方面都有着显著的优势。在软土地基处理中应用强夯技术，使用重锤自重作用于土体，使其密度增大，重锤下落冲击引起的振动以波的形式作用于地面，起到夯实的效果。

任何一项软土地基处理技术的应用都要根据土体大小、土层特质和含水量等因素采用适用的技术形式，强夯技术在淤泥层厚度比较大和淤泥地质中适用性较差，在重力锤击时，淤泥会缓冲重锤的夯实作用，产生无用功，为提高强夯技术的适用性和应用效果，通常情况下要结合软土地基处理现场的具体情况，采用多种处理技术相结合的方式来强化地基处理效果。例如：在有些含水量较大的地基结构中，采用强夯法和排水法相结合的方式，先使用排水技术排出土壤中的大量水分，降低其含水量，再通过强夯的方式对软土地基进行加固；采用强夯与砂井处理方法可以加快饱和软黏土的固结速度。由此可见，软土地基处理技术的选择和应用需要根据实际施工要求灵活组合。

强夯法处理技术的应用，需要使用大型机械设备，为保证施工的安全性和软土地基夯实效果，避免发生施工安全事故，要保证起重机械的自身重力大于夯击锤重量的四倍，保证在夯实击打过程中能够达到所规定的夯击能量，击打的施工顺序也是影响处理质量的主要原因，通常情况下要按照先周边、后中间的施工顺序进行夯实操作，保证不同点位之间的有效衔接，按照一夯紧挨一夯的顺序施工。在夯实工作完成后，要及时清理地基表面的浮土，整平至设计标高，技术人员准确记录夯击步骤和相关数据，为后续的质量检查工作提供数据支撑。

3.4 抛石挤淤法的应用

抛石挤淤是将大块的石料和硬度、刚度、体积符合施工要求的建筑材料抛入需要处理的地基范围内，挤出淤泥，提高地基结构稳定性、荷载力的施工方法，在流动性比较大的淤泥质土体中应用效果比较明显，如池塘、沼泽、污水汇集地等场景中。该施工技术具有操作简单、处理速度快、成本低等多方面的优势。

应用时，技术人员根据公路桥梁工程施工现场的具体情况选择合适的施工方案，灵活应用该项处理技术。例如：在路基开挖时，如果出现大量大体积的石块，可直接应用到就近的软土地基处理项目中，因地制宜、就地取材，简化施工流程，节省石块运输、购买产生的成本，这也是工程变更的具体体现。合理的设计可以让变更后的施工缩短工程周期，降低造价成本。

应用抛石挤淤法处理软土地基时，要控制石块抛入顺序，先在需要处理的地基中心开始使用，从中心逐渐向四周扩散，再向两边抛填，遵循这种施工工序，可以让淤泥快速向两边排出，提高抛石挤淤处理技术的应用效果。

抛填完成后，要做好淤泥的引流和处理措施，以免淤泥再次流入其他施工项目中，或者造成污染环境。大部分淤泥排出后，使用重型振动压路机压实，将过滤层铺设在上面，进行填筑，可用压路机反复碾压，保证抛填石料压紧。值得注意的是，抛石挤淤法对淤泥的清理不彻底，要使用重型碾压设备进行反复碾压，以免后续出现地基沉降的问题。

4 结语

综上所述，软土地基处理质量直接影响公路桥梁工程后续的施工质量，软土地基处理技术较多，不同技术的适用场景、处理效果和产生的成本各不相同，技术人员只有根据路桥工程现场的具体情况灵活应用各类处理技术，才能实现改良软土地基，提高地基结构稳定性、安全性的目的，为公路桥梁后续施工稳定、有序开展奠定基础。