软土地基施工技术在公路桥梁施工中的应用研究

马浪

（中交三公局桥梁隧道工程（北京）有限公司，北京 100011）

1 引言

根据国家统计局数据统计，2021 年我国公路总里程接近530 万km，公路密度为55.01 km/100 km2，全国四级及以上等级公路里程超过500 万km。未来各地经济持续提升，需要施工质量更高的公路桥梁满足地区原材料输入、产品输出需求，软土地基施工技术是常见的公路桥梁施工技术，对其展开详细研究有着积极的现实意义。

2 软土地基的内涵

软土地基是由黏土、粉土等松软土，或是一些有机质土等构成，其拥有以下特点。

第一，高压缩性。软土孔隙比超过1，含水量偏大，重度偏小。同时，软土中存在许多微生物、腐殖质，具有良好的压缩性能。在其他条件不变的基础上，软土塑限值越高，压缩性越高。

第二，透水性低。相比于其他土层，软土透水性偏差，难以获得更好的排水固结效果，在建筑工程中表现为建筑工程需要花费更长的时间达到预期的沉降效果。而且，在对软土地基增加负荷初期，会出现偏高的孔隙水压力，会对建筑工程地基强度造成负面影响。

第三，触变性。如果软土没有受到外力影响，结构没有被破坏时，拥有一定结构强度。但是将外力施加在软土之上，原本的稳定结构会被破坏，软土强度也会快速降低，这种性质即为触变性。在建筑工程施工中，会施加给软土地基不定时、不定幅度的振动荷载，会出现侧向滑动、沉降等情况。

第四，流变性。在外界负荷持续影响软土的情况下，软土变形幅度会随着时间延长而逐渐扩大。特别是在一些堤岸、码头等建筑工程中，软土地基将成为影响建筑工程后续使用稳定性的重要因素[1]。

3 公路桥梁软土地基施工技术的重要性

因为软土地基自身存在土质松软、含水量偏多的特点，造成土层缝隙偏大，如果没有对这个问题进行妥善处理，会在公路桥梁正式投入应用后，土层水分长时间持续性向土层外进行挥发，造成软土地基的土壤颗粒密度持续提升，进而引发严重的沉降，降低公路桥梁的安全性。而且，软土地基的土壤颗粒还有一定的变形趋势，会让原本相对稳定的土块出现位移情况，让公路桥梁表面形成裂缝，增加维护养护成本。对于公路桥梁项目，要让软土地基施工技术发挥最大的应用效果，需要严格遵循以下原则。

第一，因地制宜。公路桥梁设计人员需要根据施工区域实际地质因素、水文条件，选择合适的软土地基处理方式，提升公路桥梁的建设质量。勘测人员要对施工区域的软土地基分布情况做充分勘测，确认软土分布范围、土层深度，再将相关数据信息提供给设计人员，并使用最匹配的软土地基施工技术。除此之外，设计人员还需要对公路桥梁的施工风险进行科学预估，提供与之匹配的应对策略，保障公路桥梁顺利施工。

第二，经济性。设计人员与管理人员需要做好公路桥梁的线路布局作业，合理控制施工成本支出，减少人力、物力等重要资源的投入量，既可以让公路桥梁获得更高的施工质量，也可以帮助当地交通运输系统保持良好的工作状态，助力地区经济发展[2]。

4 软土地基施工技术在公路桥梁施工中的应用要点

本文选择堆载预压法、强夯法、加筋法等几种常见的软土地基施工技术，详细分析各自的应用要点。

4.1 堆载预压法

第一步，前期准备。在施工前需要充分清理施工区域的地表水，如果施工区域的工作垫层不满足填筑施工标准，还需要额外铺设土工布等，注意土工布之间要有10 cm 的缝合接头搭接宽度。

第二步，搭设塑料排水板。根据堆载预压法施工标准搭设塑料排水板，以排水砂垫层的表层作为参考对象，要让塑料排水板高出参考对象约0.2 mm。同时，要保证塑料排水板足够的铺设面积，以距离整个软土地基施工区域边缘0.2 m 为铺设标准[3]。还需要注意，做好中砂垫层的标高测量工作，进而明确场地的沉降情况。在搭设处理后，需要对排水板断口黏性土做充分的清理工作，通过砂砾土进行回填，保证水在不进孔洞的情况下，可以顺利排入砂垫层内部。如果套管角度出现偏差，需要进行调整，保证套管竖直向偏差小于1.5%。如果排水板长度超过垫层长度，超出部分大于20 cm，对排水板进行截断处理，保证排水板和排水垫层中间没有过多间隙，从而提高排水质量。

第三步，滤管施工。在一般施工条件下，可以使用直径为63 mm 的软式透水管进行滤管施工作业，需要将透水管体进行打孔，并在外侧包裹足够层数的透水滤布，禁止在施工现场对透水管做二次加工处理。可以根据实际施工情况，将钢管、硬塑料管等和透水管进行连接，需要在应用前检测选择的连接管件，是否拥有超过1 MPa 的抗压强度，对于连接部分，要求长度不得小于10 cm，并使用铅丝对连接部分充分扎紧。再将透水管和出膜弯管进行连接，并在连接位置铺设密封膜，使用射流泵和出膜弯管进行连接。建议采用密封膜+土工布+密封膜的模式，进一步提升滤管密封效果。密封沟要超过不透水层顶面以下50 cm，完成密封膜铺设作业后，需要将素黏性土进行回填，防止出现漏气情况。

第四步，堆载预压施工。对密封膜做25 d 的真空预压抽气后，开展后续的堆载预处理。需要先将一层土工布铺设在密封膜上，再将粒径小于3 cm 的砂砾土堆载于土工布上，要求堆载高度超过0.5 m，最后分层填筑粒径小于5 cm 的砂砾土。结束填筑作业后，要做碾压处理，以土体压实系数超过0.95 作为碾压标准。通常情况下，要将土方分层填筑高度控制在0.3～0.5 m，可以根据堆载回填标高对填筑高度进行调整。在堆载作业过程中，需要保护抽真空设备，做好排水工作。在达到卸荷标准后，停止真空设备运行，并在卸载后开展十字板剪切试验，确认软土地基的实际承载性能[4]。

4.2 强夯法

第一步，前期准备。对软土地基的淤泥质土做充分清理，再完成砂砾黏土回填相关操作。可以应用分层回填的方式，每层厚度控制在40～50 cm，做好压实处理。通常情况下，需要应用20 t 振动压路机开展压实活动，要求密实度最低为93%。在应用强夯法之前，需要对地下管线分布情况进行详细调查，设计强夯法应用方案，预防破坏地下管线。

第二步，设备选择。提升机选择50 t 的履带式起重机，夯锤选择直径在2.2～2.4 m，重量为165 kN（16.5 t）的铸钢锤，配置140 W 推土机，以及水准仪、起重机具等设备。

第三步，强夯参数。在应用强夯法处理软土地基时，需要明确各类因素，如处理深度，合理控制处理深度。比如，应用16.5 t 夯锤时，需要让第一次夯击位置和第二次夯击位置保持10 m 的距离，并确保拥有5～6 m 的处理深度。在实际施工中，建议使用2 遍点夯+1 遍满夯的施工模式。在2 遍点夯作业中，布点区域为5 m×5 m 的正方形，让所有布点保持梅花形布置；在满夯作业中，需要让所有夯锤印总面积大于夯锤底面积的25%底面积[5]。

第四步，点夯相关事宜。每个夯点需要连续夯击6～8 次，两遍点夯的时间间隔需要控制在14 d 以上。

第五步，试夯。对于点夯，单击夯击能量要达到2 500 kN·m，做好每个夯点的夯击距离控制，需要控制在5 cm 以内。对于满夯单击夯击能量要达到1 000 kN·m，每个夯点要进行2～3 次夯击。要对整个软土地基施工区域进行充分分析，从中选择3个典型夯点开展试夯作业，并确定强夯法参数。

第六步，夯击作业。先进行点夯处理，需要对各个夯点进行定位放线，明确夯点位置，测量场地。起重机需要移动到指定位置，把夯锤牵引至足够高度，通过夯锤的自重与重力势能，对夯点做夯击作业。如果因坑底不平出现夯锤歪斜情况，则要做好坑底的修补作业，在多次夯击处理后，让坑底达到预期控制标准。满夯处理的前期操作和点夯处理相同，但是要在一个夯点达到夯击数次后，将起重机移动到待夯点与已夯点搭接25%的区域，再次进行夯击，最后使用压路机对施工场地进行碾压处理。如果夯击施工区域和周围建筑物距离较近，需要在施工区域外围开挖一条宽度为1 m，深度为2.5 m 的防振沟，避免夯击作业产生的振动影响周边建筑物原有稳定性。

4.3 加筋法

第一步，前期处理。对软土路基的地表水做充分清理。

第二步，铺设第一层垫层。对于砂砾垫层，建议使用中粗砂+河卵石作为铺设材料。对于中粗砂，其粒径应在0.075～4.75 mm，对于河卵石，其粒径应在4.75～47.5 mm。建议将砂砾混合料的最大干密度控制在2.21 g/cm3左右，含水量控制在4.6%左右，并要求含泥量低于3%。在拌和砂砾混合料时，需要预先将材料充分润湿，再根据设计配合比添加材料砂拌和。考虑到大多数加筋法使用平地机对砂砾混合料做摊铺处理，摊铺宽度需要比公路桥梁宽度略大。在均匀摊铺后，使用振动压路机对砂砾混合料做充分碾压，要求路面压实度超过93%。

第三步，铺设有纺土工布。结束砂砾层铺设作业后，需要检查其压实度是否达到施工标准，检查是否存在碎石、块石等。确认符合要求后，对公路桥梁开展全断面的有纺土工布铺设作业。先将土工布做拉直处理，避免出现扭曲、重叠等情况，让土工布可以紧贴砂砾层。如果土工布存在破损情况，需要通过移动式缝合机进行修补处理。对于土工布的连接位置，则要通过移动式缝合机做缝合处理，并让缝接线距保持在15 cm以下。两张土工布缝合前，需要保持超过30 cm 的叠合长度[6]。

第四步，铺设第二层垫层。为提升有纺土工布应用性能，需要对有纺土工布进行充分检查，再使用轻型推土机铺设第二层砂砾层。在第二层砂砾层摊铺作业时，无论是公路桥梁正常通行的车辆，还是施工场地应用的机械设备，仅提供沿路堤轴线方向的行驶条件。可以先应用后卸式卡车，将填料沿着土工布进行卸载，以此建立一条简单的交通便道，方便运料车后续行驶。填料卸下最大高度不得超过1 m，避免大量填料集中在局部位置，造成已形成的垫层坍塌情况。整个施工以先两侧、后中间的方式进行，要让整个施工面保持“U”形。压路机需要先完成静压，保证公路桥梁拥有施工方案标准的平整度后，再进行后续的压实作业。

第五步，铺设土工格栅。使用加强型GSZ40-40 双向钢塑格栅进行铺设，并要求两张土工格栅最低叠合长度为15 cm。土工格栅需要紧贴砂砾层，如果土工格栅存在翘曲情况，则要通过合适方法，将土工格栅固定在砂砾层上。

5 结语

综上所述，加强软土地基施工技术在路桥工程中的应用，对于提升道路桥梁建设质量有重要意义。在工程建设实践中，需要根据公路桥梁施工标准以及工程实际情况，结合软土地基施工技术要点，研究并优化软土地基施工技术应用效果，制订科学的软土地基施工技术应用方案，保证公路桥梁建设安全高效推进，推动路桥建设事业的可持续发展。