公路桥梁施工中软土地基施工技术的应用

陈方熔

宁波交通工程建设集团有限公司 浙江 嵊州 312400

引言

随着我国城市化建设的不断加快，各种公路桥梁施工项目越来越多，施工要求也不断提升。公路桥梁地基施工非常重要，施工建设中需要投入大量的人力和物力，需要根据工程具体情况来选择合适的施工技术，才能保证工程施工效果。软土地基含水量非常高，地基具有较强的渗透性，施工技术应用效果对建筑工程使用寿命，有着非常直接的影响。因此，在具体开展施工作业过程中，需要合理选择施工技术，有效完成公路桥梁施工目标。

1 公路桥梁软土路基施工现状

1.1 土层不够均匀

在具体开展公路桥梁施工作业过程中，很容易受到各种因素的影响，从而出现比较严重的沉降问题，对建筑物构成非常直接的损害。地基是公路桥梁施工的基层结构，如果地基强度不够，工程在后期施工作业过程中，就容易出现倾斜的问题，对公路桥梁使用质量和周期，造成严重的影响。因此，在实际开展施工作业过程中，就需要认真做好土层情况的分析工作，制定各种有效的控制标准，从而保证土层的有效性与合理性[1]。

1.2 路面压实度低

路面压实度对公路桥梁使用效果，有着非常直接的影响。地基内部结构非常复杂。如果在后续施工作业中，没有认真做好路面压实工作，就容易出现路面塌陷问题，对工程施工作业，带来非常不良的影响。另外，软土路基稳定情况对路面建设也有着非常关键性的影响，如果施工过程中存在大范围降雨，公路桥梁容易受到雨水侵蚀，也容易导致建筑出现大面积沉降现象。

1.3 路面稳定性差

路面稳定性对软土路基整体施工效果，有着非常直接的影响，需要认真做好结构控制工作，明确路基施工的具体要求。如果在工程施工作业过程中，出现了明显的路面稳定性下降问题，就会对技术应用效果，造成非常直接的影响。部分企业并没有对各种路面问题认真进行处理，路面的承载力难以满足工程施工作业的基本要求，路面维持性不足，增加了公路桥梁出现安全事故的概率[2]。

2 公路桥梁软土地基常见危害以及当前软土地基处理中出现的问题

路基沉降是软土地基使用过程中最常见到的危害。软土地基的质地非常松软，软土之间存在较多缝隙，含水量也偏高。伴随着公路桥梁的不断使用，土质当中的水分持续挥发，土体密度不断增加，最终导致公路桥梁出现了比较严重的沉降问题。在桥梁使用过程中，桩基础会在很大程度上决定桥梁的沉降程度，如果桩基础不够稳定，容易导致公路与桥身之间的连接点出现较为严重的沉降问题。伴随着公路桥梁的不断使用，其载荷压力也会不断增加，一旦超过路基的承载能力，就容易出现沉降问题。为了保证工程施工效果，需要认真做好软土地基自身承载能力分析工作，不仅需要考虑自身重力的影响，还需要考虑桥梁所承受的压力。在不同的受力情况下，土颗粒都会出现变形的现象，最终导致土块移动，甚至出现缝隙和裂缝问题。这些问题的发生都与软土地基自身性质有着非常紧密的关系，其含水率高且空隙较大，受力容易出现比较严重的变形，向上或者向下移动，对车辆行驶安全带来非常大的隐患。如果不能及时解决，各种使用问题就会变得越来越严重，给人民的生命财产安全，带来非常大的威胁[3]。

2.1 违背了因地制宜的原则

在实际工程选址的过程中，应该遵守因地制宜的原则，避免出现盲目选择的情况。不同路桥工程差异相对较大，施工工艺要求也不尽相同。然而，在当前市政路桥工程施工的过程中，软土处理技术的应用还不能真正做到因地制宜，难以保证技术的应用效果。

2.2 软土地基处理施工方案相对比较单一

软土地基处理效果对路桥工程施工质量，有着非常直接的影响，需要根据工程的实际情况，对软土地基处理技术合理进行应用，不能过于依赖一种处理方法，否则就会直接导致工程后续开展和维护难度相对比较高。当前，我国软土地基处理主要集中在两个方面：首先是软土地基处理施工的前期环节，各种数据的收集和整理难以很好做到位，对施工计划制定的科学性和合理性，造成了较大的影响。如果采用单一的处理方案，往往难以保证施工的安全性，一旦出现施工问题，处理起来往往比较被动，甚至会对工程施工质量，造成较大的影响[4]。其次，在软土地基处理技术应用的过程中，往往不能对外界因素进行很好的考量，导致施工方法应用相对比较单一，难以保证施工的安全性。

3.3 缺乏完善的软土地基处理施工体系

在当前开展软土地基处理技术应用的过程中，相关就处理体系还不够完善，缺乏必要的标准体系，相互抄袭的现象比较严重。由于工程施工长期处于不完善的状态，导致各种施工质量隐患相对比较多，对工程质量构成了直接的影响，需要认真做好软土地基施工技术体系的构建，为工程施工的顺利进行，奠定一个良好的基础。

4 公路桥梁施工中软土地基的处理技术

在公路桥梁施工中，软土地基经常出现，对施工造成非常大的影响，因此，在实际施工过程中，应该根据工程的实际情况，采用不同的地基处理措施。

4.1 地基排水法

由于公路桥梁工程的特殊性，其对软土地基的硬性往往有着比较高的要求，通过调整其压缩水平，可以有效提升土壤整体的稳固性，进一步降低土壤中的含水量。通过在软土表面添加一定的固化剂，可以有效提升软土地基的硬度。如果在软土地基之上，覆盖一层砂土，无论是对土壤排水还是地下排水，都可以起到非常好的效果，并给后期的工程建设带来便利。如果发现路基出现沉降或者侧偏而导致的土壤分布不均，可以采用加垫法，有效对土体结构进行平衡，有效提升地基的稳固性[5]。

4.2 水泥加固处理方法

在实际路桥工程施工的过程中，经常会遇到软土层比较深的地质。在对地基加固的过程中，经常会采用水泥加固法。在具体进行操作的过程中，需要合理确定水泥和沙砾的比例，将其控制在合理的范围之内，并对两者充分进行搅拌，从而形成质地坚硬的土质，然后才可以投入到施工建设过程中。在实际对施工材料进行搅拌的过程中，应该尽量保证均衡性，避免出现搅拌不够均匀情况的发生，避免沙砾和沙砾之间的空隙过大，否则就会对水泥的稳固性，造成非常直接的影响，甚至影响到工程施工质量。在浇筑填筑施工的过程中，应该采用从两边向中间施工的方法，并做好洒水工作，让水泥和沙砾能够更好融合，最大程度避免裂缝情况的出现[6]。

4.3 粉喷桩路基固结法

该施工技术在多种工程施工中都有着比较普遍的应用，其主要的施工步骤如下所示。①做好对地基的整理工作，及时将地表的障碍物清除出去，保证对各种机械设备的稳定运输，对于不平整的地基，还应该及时加垫砂石。②对于黏土表面不平整的地面，应该及时进行填补，进一步增加地基的稳固性。在该技术方法实际应用过程中，应该提前做好各种技术和物资准备工作，及时对现场的勘察资料进行收集，掌握该地区的土木实验报告、粉喷桩桩位摆放图、地质工程报告等，为施工计划的制定，打下一个良好的基础。粉喷路基加固技术是根据测量和专业配比按照设计要求计算得到的，需要用实际试桩来验证其是否计算准确，为后期的施工，做好充分的准备工作[7]。

4.4 地基固结技术

由于路基中的水分含量较多，只有有效排除土壤中的水分，才可以提高软土的固结程度，为后期的施工，打下一个良好的基础。路基中的水分得到充分排除后，路基就会发生固结现象，可以通过预压处理来进一步提高路基的强度，进一步增强路基的稳固性，让其成为合格的施工地基。可以将垂直排水管安置到黏土地基之中，这样可以进一步提高土壤的抗剪能力，提高路基的固结效果。通过高强度的路基预压和垂直排水管道的设置，可以给软土路基带来更好的加固效果。

4.5 路基夯实填充法

该方法在软土地基处理中经常被应用，可以通过夯实填充来消除土壤之间的缝隙，提高路基的加固程度。该方法在实际应用过程中，不同的土壤类型往往有着比较大的差别，其中粉灰桩夯实填充法是应用灰土进行裂隙的填补，土桩夯实则采用普通的素土对缝隙进行填充。沉降性黄土和厚度比较大的填土路基是夯实填充法的主要应用对象，其可以有效保证夯实程度，且用料也比较简单，取材也比较方便。由于采用大型机械作业的方式，其作业速度也比较快[8]。

4.6 表层施工技术

由于路桥工程的特殊性，其对施工质量往往有着比较高的要求。一旦施工质量没有得到保证，就会直接影响到相关人员的生命财产安全。因此，必须认真做好对软土地基的处理工作。在软土地基的处理过程中，应该做好对表面软土的强化工作，这是在该阶段非常常用的一种手段，其主要分为材料敷设、设置加强层、表面排水和混合添加剂等。

4.7 加固层处理

通过有效设置加固层，可以对软土地基的底层土壤进行有效的改良。其具体做法为，可以将砂石和加强料放置在表层当中，从而有效提高软土地基的稳固性，进一步提升地基的排水通气功能，进一步提高地基的强度，还能够提升地基的抗拉能力。如果软土层较薄，且水分含量较多，可以将1m厚的砂垫层敷垫到地基上。

4.8 表层排水法

该方法非常适合在土质比较好的，且含水量比较高的地层中进行应用。在实际土壤施工的过程中，应该首先做好对排水沟的挖掘工作，有效将地基中的汇水引出。在排水沟完成施工后，应该在其中填入砂土、石块等物质，这样就可以打造一个比较坚固的基底座，其透水性可以得到有效的保障，且由于地基材料的变化，其稳固性可以得到进一步的增强。该方法的施工操作比较简单，可以有效降低地表的含水量[9]。

4.9 敷垫材料

如果软土地基的分布比较不均匀，且在发生严重变形的情况下，可以加强对该方法的应用。如果一旦发生该情况，应该及时使用某些特定的材料进行敷垫，这样可以有效提高地基的抗拉和抗剪能力，让地基的受力变得更加均匀，防止出现局部变形过大的现象，这样很容易造成工程出现严重的倾斜。通过采用敷垫法来提高软土地基的强度，首先应该做好对敷垫材料的平均摊铺，这时非常关键的一步，这样才能有效保障施工的安全性。当前，在实际的敷设过程中，经常采用的敷垫材料有玻璃纤维栅格、土工布和无纺布等。

4.10 注浆技术

如果施工过程中软土地基的质量较差，可以在土层中浇筑一定比例的水硬性胶凝材料，从而让各种空隙位置牢牢凝固在一起，从而提升软土地基的性能。施工人员可以在软土地基衔接位置搭建一层隔离水质面，从而有效避免水侵蚀现象的发生，最大程度稳定其结构，还可以在很大程度上提升软土地基的承载力，避免地基出现严重的沉降和坍塌事故。在具体开展地基注浆作业过程中，施工人员需要认真做好钻孔施工作业，严格控制钻孔深度，孔径通常设计在60～95mm，然后在孔中放入射管，射管的直径应该小于孔的直径，并在管外层进行套管处理，避免在作业中对孔壁造成伤害。施工人员在完成这些施工作业之后，就需要按照比例配置水泥砂浆，然后直接注入射管当中，让水泥砂浆能够直接深入到土颗粒缝隙当中，从而完成土层固结作业。在开展这项作业过程中，需要一次性射进去，避免出现中断的现象。

4.11 置换施工技术

如果软土地基自身性能较差，可以直接将置换法应用到软土地基处理过程中，直接使用承载力比较强的土壤来置换掉软土，可以从根本上来解决沉降问题，从而保证地基的性能。在软土地基置换作业过程中，经常会采用挖掘法、爆破法，虽然能够保证施工效果，但工程施工量相对比较大，工程成本投入较大，很少在工程中单独进行使用。如果需要选择使用置换法，就需要认真做好施工场地的勘察工作，掌握施工现场的具体情况，然后设计出的合理的施工方案。首席，应该对土壤进行换填处理，直接回填路基，然后回填路基石。在整个施工作业过程中，应该注意地下水位的变化，保证其出油基坑地面以下位置，并采取必要的降水和防雨措施，为后期开展排水作业，创造更好的条件，在一系列工作结束之后，应该及时开展碾压作业，将土壤充分压实。

4.12 排水固结技术

工程施工技术人员通过使用排水固结技术，也可以在很大程度上提升软土地基的稳固性，保证地基的强度。在软土地基施工开始之前，施工人员应该根据地质勘察结果来对地基开展预压处理，为后续排水固结技术使用，创造必要的条件。然后，在地基中建立一个垂直排水柱，从而保证地基的抗剪性，提升排水固结效果。由于排水固结技术的局限性，其不会在工程建设中单独进行适应，经常会结合其他方式一同使用，从而保证对软土地基的处理效果。排水固结法需要根据工程实际情况来进行选择，如果工程施工作业量比较大，就需要在施工作业过程中，投入更多的人员和设备，从而保证工程施工效果。随着技术的不断发展，当前又发展出来了深层排水固结技术。在深层排水固结法实际应用之前，需要对路基进行加荷预压，从而让地基可以提前完成固结，该技术方法的主要原理在于使软土地基提前完成固结沉降，从而为后续工程施工顺利进行，奠定一个良好的基础。该方法比较适合在淤泥软土地基和黏性土地基中进行应用，通过在路床处理深度超过5m的深层软土地基当中，采用深层排水固结或深层复合地基加固进行处理，可以有效保证地基的承载能力。排水固结系统主要由排水系统和加压系统所组成，需要在地基土当中设置水平排水垫层和竖向排水体，从而有效改变地基排水边界条件、缩短排水距离、加快排水速度。然后，可以采用加压措施，来让地基产生压缩，并在这个过程中完成固结沉降[10]。

4.13 铺垫材料

由于软土地基的土质非常软，实际使用过程中容易出现土壤沉降的现象，需要施工人员能够合理选择铺垫材料，来有效保证土壤的抗剪能力，降低土壤出现沉降问题的概率。在一般的情况下，施工人员可以直接选择使用玻璃纤维格栅来进行铺设。由于软土地基土壤黏性非常大，在实际搅拌作业过程中，需要加入一定比例的水泥和生石灰，提升对软土的压缩效果，保证软土地基的承载能力。

4.14 砂垫层施工

在我国当前开展软土地基施工作业过程中，由于施工要求相对比较低，经常会直接选择使用砂垫层施工技术，非常适合在土壤厚度较小、土壤排水性能较好环境中进行使用，需要合理对铺设砂垫层。在具体开展施工作业过程中，通常需要将砂垫层厚度控制在20cm左右，从而保证拍水面的高度，为后续开展地基快速排水，创造必要的条件，方便桥梁工程建设。施工人员在实际选择砂垫材料过程中，应该严格做好材料质量控制工作，保证其符合我国工程建设相关规定，砂垫层中的粗砂含量应该小于5%。由于砂垫层具有非常好的固结效果，在施工作业结束之后，应该认真做好洒水和压实处理，并对砂垫层压实情况进行检查，在砂垫层湿润情况下开展作业，从而保证施工作业效果。

4.15 垂直排水柱

垂直排水柱技术经常在土壤黏度较大软土地基中进行使用，通过在地基中合理设置垂直排水柱，来缩短排水时间，从而提升软土地基排水效果。在具体开展排水柱建设过程中，经常会使用到纸版和砂井，需要施工人员表结合现场情况来进行选择。在实际开展施工作业过程中，应该认真做好软土地基沉降计算工作，如果施工结果不能满足施工应用要求，就需要及时对施工方法进行改进，最大程度保证垂直排水柱可以顺利完工。

4.16 加载法

通过对加载法的合理使用，可以进一步提升软土地基的抗压性和受力强度，从而改善软土地基的不均匀沉降问题。根据当前工程实际情况，软土地基的加载法主要包括换土加载和降低地下水等。通过采用换土加载，可以有效保证路面的残余沉降量，降低控制在合理范围之内，避免对地基结构造成严重的破坏。通过降低地下水的水位，可以有效保证土壤的承载力，避免对生态环境造成严重的影响。

4.17 堆载预压法

这种方法在实际建设之前，需要进行填土处理，这样可以有效提升地基的强度，避免其受载之后产生过大的沉降。为了有效节省成本，可以直接使用路堤填土，该技术的使用成本也相对比较低。为了保证施工的效果，可以采用分层分级近似载荷法，这样可以避免地基出现剪切破坏的现象，进一步提升地基的强度。这种工艺技术方法在实际中的应用相对比较多，施工工艺技术也并不是非常复杂，施工中也不需要施工非常多的器械，但施工的周期相对较长一些。

4.18 添加剂法

通过在软土中添加部分添加剂，可以对软土地基起到有效的固化作用。如果软土的含量较高，可以在软土中添加部分添加剂来增强泥土的可塑性。由于软性泥土的承载能力较弱，各种重型机械设备难以直接进行作业。为了有效解决该问题，可以在软土地基中增加部分添加剂，这样可以有效提高软土的抗压能力和强度。在当前实际施工过程中，使用最多的添加剂是水泥，其施工操作比较简单，施工效果也可以得到保证。

5 公路桥梁施工中软土地基施工技术应用要点

在我国公路桥梁施工作业过程中，需要认真做好软土地基的处理工作，能够把握各种技术的应用要点，从而最大限度保证结构承载性能、稳定性能，避免各种安全和质量问题的发生。

5.1 遵循排水施工技术应用要点

排水技术在软土地基处理中的应用相对比较多，能够有效应对各种地基不均匀沉降问题，减少预压的时间，比较适合在公路桥梁施工过程中进行使用，通常会采用竖向排水，在地基中设置竖向水井结构，将土壤当中的水分从孔隙中排出，从而有效提升土壤结构的强度，避免在项目竣工之后，出现严重的沉降现象。该技术比较适合在饱和度较高软土或者黏土地基处理中进行使用，但不应该在渗透性较低土壤施工中进行使用。

5.2 遵循填充技术要点

在填充技术实际使用过程中，主要是在地基土壤当中填充一定比例的标准材料，从而保证结构的强度和稳定性，例如，可以根据工程实际情况，将聚合物填充到地基结构当中，大部分都属于合成材料，可以在很大程度上提升土层的稳固性，提升土体的受压能力，材料自身密度相对较小，非常适合在公路桥梁工程中进行使用，能够方便制作成各种形状。

5.3 遵循置换技术要点

置换技术属于传统的地基处理技术，在公路桥梁软土地基处理中很常用。如果软土地基的承载能力过低，且存在比较严重的变形问题，可以直接将一定范围的地基挖出，然后换填成强度更高、硬度更大、性能更加稳定的材料，经常直接填充到地基面层作为垫层进行使用，厚度应该高出肌理层25%左右，宽度需要控制在合理的范围之内，避免垫层才来在填充作业期间被挤到侧面外部，通过精确计算分析垫层数据、原本垫层数据，来制定更加科学的施工计划。

5.4 表面处理技术要点

一旦在公路桥梁工程施工过程中遇到了软土地基问题，就需要进一步强化表面区域的处理力度，考虑到结构硬度低、稳定性不符合要求的情况，就需要认真做好强度增强工作，为后续工程项目的开展，奠定一个良好的基础。在实际对表面进行处理过程中，可以直接使用填料来增强结构的强度，在软土地基表面区域填充符合标准的材料，从而将结构当中的水分及时排出去，还可以通过采用设置水沟的方式来减少表面区域的水分，避免出现水基开裂的现象。最后，还需要对软土地基避免实施垫层技术，可以直接选择腐蚀性高、稳定性强的材料开展填补作业，如果软土层的厚度在3m之内，可以直接设置垫层。如果垫层的厚度超过了3m，就需要使用堆载物进行预压处理，保证结构硬度在合理范围内之后，将多余的堆载物移除掉。在这个过程中，应该认真做好堆载物重量的控制，避免对地基造成严重的破坏。

5.5 粉喷桩技术应用要点

粉喷桩技术是公路桥梁软土地基处理中使用最为见效的技术，能够有效应对工软土地基问题。在粉喷桩技术实际应用前，应该认真做好现场障碍清除工作，针对施工现场情况的差异，能够制定合理的施工技术方案。如果现场区域地势比较低洼，可以直接采用填埋沙土处理措施，保证地面的平整性，然后再开展粉喷桩施工建设，从而有效保证结构的稳定性。此外，在粉喷桩技术使用之前，应该认真做好相关实验工作，对不同施工技术方案的应用效果进行对比，从而选择最佳的粉喷桩施工技术方案，要求施工技术人员全面掌握粉喷桩技术要点，保证各种施工技术应用效果。

5.6 遵循加载技术要点

通过在软土地基施工过程中对加载技术合理进行使用，能够有效降低不均匀沉降现象发生的概率。通过在软土地基固结沉降中采用加载技术，可以在大气压力作用下，提升固结效果，也可以在地基上部区域直接设置砂层，并使用钢板来进行加固处理，从而让地下水位进一步降低，避免在作业过程中，对环境造成严重的破坏。在加载技术实际使用过程中，应该认真做好填土加载方式、沉降时间控制工作，最大限度避免各种沉降现象的发生，提升结构的平稳性，如果填土加载不能保证平稳度，就需要配合缓速加载技术，从而营造出更加良好的地基结构施工技术条件。

5.7 遵循添加剂与挤密技术要点

在添加剂技术实际使用过程中，需要结合现场软土地基的具体情况，合理对添加剂材料进行使用，最大限度保证结构强度。例如，如果土壤的黏性比较大，就可以直接选择使用石灰作为添加剂，进一步降低地基结构的含水量，保证其稳定性符合相关标准，提升添加剂材料与地基土壤的混合效果，起到巩固土壤的作用，为后续施工创造必要的条件。其次，在挤密技术使用过程中，需要在工程现场设置桩孔，土壤在桩体结构作用力下，会被进一步挤密，然后通过灰土夯实桩孔，比较适合在面积大、规模大软土地基处理中进行使用，工艺技术使用更加简单，可以直接使用人工操作的方式成孔，并按照比例将粉煤灰材料、炉渣材料加入到孔中从而制成桩体结构，然后在桩孔中置入一定比例的石灰材料，将生石灰粉和掺和料充分进行搅拌，让生石灰材料的体积有所增加，然后通过振动的方式来增加桩体的直径，达到良好的土体挤压处理效果。

5.8 认真做好施工桩型和工艺的选择

只有认真做好施工桩型、施工工艺的选择工作，才能为后续施工顺利进行，创造必要的条件。因此，在实际开展施工作业的过程中，应给根据工程结构和桩基的使用功能，并充分考虑施工安全性能，结合工程施工现场的地质、水文、施工环境因素。其次，在实际开展施工作业的过程中，还需要认真做好施工机械的选择工作，不同设备对桩基桩型、桩基材料要求差异很大。最后，还需要考虑施工成本和施工周期问题，满足施工作业的客观条件要求。

5.9 认真做好地质勘察、设计工作

由于软土地基的地质条件相对比较复杂，在施工现场实际进行施工的过程中，需要认真做好相关勘察工作，详细掌握土质的实际情况，并需要根据工程勘察内容，制定出科学的方案。如果软土相对比较浅，可以将路桥的基础深度设计在软土层以下，直接避免对软土地基的处理。如果软土层的深度较深，其处理过程就会相对比较烦琐，工程施工成本也会相对比较高，在实际处理的过程中，可以直接使用混凝土灌注桩来进行施工处理。在对软土地基进行处理的过程中，需要保证施工材料的数量和质量都能符合工程的实际要求，保证进场材料都具有施工质量合格证书。同时，做好各种施工机械设备的准备工作，为工程施工顺利进行，奠定一个良好的基础。在工程施工的过程中，应该严格按照工程技术规范和标准进行施工，保证工程施工质量满足相关要求。在对软土地基进行处理的过程中，需要认真做好填土率的控制工作，避免路堤滑移问题的发生。

6 结束语

随着时代的不断发展，各种公路桥梁工程越来越多。在传统公路桥梁施工作业过程中，经常会遇到软土地基问题，如果不能妥善进行处置，不仅对工程建设质量会造成非常不良的影响，甚至会导致各种安全事故的发生，需要认真做好软土地基处理工作。当前，各种软土地基处理技术非常多，它们都有各自的技术特点和应用范围，需要充分做好相关技术的研究工作，并在详细工程勘查资料基础上，认真做好相关技术的选择工作，将技术的优势充分发挥出来。