道桥施工中软基加固技术的应用研究

文／刘鹏 北京鑫实路桥建设有限公司 北京 102400

关常春 北京鑫实路桥建设有限公司 北京 102400

许红林 北京路桥瑞通养护中心有限公司 北京 102400

刘立宁 北京路桥瑞通养护中心有限公司 北京 102400

引言：

道桥工程是维护城市交通秩序，提供交通支持的重要基础设施。道桥工程使用过程中，由于软基问题产生的影响受到普遍关注。 软基是道路软土路基，这种路基缺陷较为明显，但是在道桥工程中，这种软基问题是难以回避的，因此需要对软基问题加以分析和解决，消除和控制软基危害，确保道桥交通的安全保障。

1.相关简述

1.1 软土地基的基本概述

软土地基，其实就是含水量较高的地基，主要是在水流环境作用下而形成的地基结构。正是因为软土地基的实际含水量较高，孔隙比例较大，所以无法保障工程项目的地基固结效果，那么地基结构的承载性较低，从而必将影响道路工程的整体施工质量。此时则需要借助加固技术保障土壤结构的处理效果，降低道桥工程路基结构沉降现象与隆起现象的发生概率，从源头上提升整个道桥工程的安全性与稳定性，科学延长工程项目的安全使用期限。

1.2 软土地基的主要特点

1.2.1 含水量高

由于软土地基的土体颗粒间具有明显的缝隙，所以使得土体结构的承载力较差。并且土壤中还存在较多的粉土，这会使得土壤颗粒间带有负电，进而会增大土壤的含水量和土体颗粒缝隙，那么土体结构的承受能力会明显降低，道桥工程的施工风险与综合效益都会受到直接性的影响。

1.2.2 压缩性强

上文所述，软土地基的含水量较高，土体颗粒缝隙大，所以使得软土地基的可压缩强。同时这也使得软土地基的抗剪强度较低。当道桥工程的路面车辆量较多时，路面荷载增大明显，有可能因此而直接引发路基塌落现象，直接威胁行车的安全性。

1.2.3 流变性与触变性较高

如果道桥工程中的软土地基未能得到及时有效的加固处理，则会受荷载因素的影响而出现流变问题与触变问题，最终使得路基结构的整体承载力明显降低。如果道桥工程地基结构的稳定性不符合相关标准，会产生地面受损情况，进而增大道路交通安全事故的发生概率。

1.3 在道桥工程中应用软基加固技术的重要作用

1.3.1 降低道桥工程的安全隐患

由于软土地基的含水量高，且土壤压缩性强，所以软土地基出现沉降问题的概率较高，对车辆及行人的安全都具有严重的影响。应用软土地基加固技术，能够提升地基结构的整体性能，增强地基结构的承载力，从而降低道桥工程的危险指数，提升路道桥工程的综合使用效益。

1.3.2 促进道桥事业的可持续发展

将软基加固技术科学应用在道桥施工中，能够提升软土地基加固效果，增强地基结构的承载力，从源头上提高道桥工程的施工效率与施工质量，为道桥事业的可持续发展提供有力的促进和推动作用。

2.道桥施工中软基加固技术的应用体现

2.1 土工合成材料加固技术的应用

虽然土工合成材料加固技术起步相对较晚，但以其显著的优势得到了广泛的应用，所以现阶段该类加固技术已经具有较多类型的产品。该类型加固技术主要是应用土工合成材料而制作的复合体，能够有效提升土体结构的承载性。

2.1.1 软基排水垫层方面

由于土工合成材料的渗透性较强，所以在道桥工程施工中通常将其作为路基结构的排水垫层。当路基结构的填土荷载压力不断增大时，软土结构中的水分也会随之而流出，进而达到加固路基结构，提升路基承载力的根本目标。

2.1.2 地基位移方面

在道桥工程软基施工过程中，路堤会在施工中被不断填高，加上其他因素的共同影响，地基会出现不同程度的下沉现象和位移现象。将土工合成材料应用在软基施工中，能够使得土工合成材料与地基直接形成较强的摩擦力，在摩擦力的作用下达到约束地基位移问题的目的，从而提升道桥工程的安全性与稳定性。

2.1.3 不均匀沉降方面

应用土工合成材料处理软土地基，能够直接提升路基结构基底应力分布的均匀性。换而言之，土工合成材料加固技术能够使道桥工程的轴竖向应力得到明显降低，而两侧的竖向应力却能得到增加，由此确保工程的中心轴沉降量得到降低，进而降低不均匀沉降现象的发生概率。

2.1.4 拉力破坏方面

在拉力破坏区域应用土工合成材料加固技术，能够有效分隔拉力破坏区域和地基剪切破坏区域，确保工程项目的地基结构与软基结构得到科学分隔。减小软基变形，避免因拉力过大引发破坏问题，并通过缩小塑性范围而达到提升道桥工程整体安全性的目标。

2.2 水泥搅拌固化加固技术的应用

同其他类型的软基加固技术相比，水泥搅拌固化加固技术具有显著的应用优势，例如操作简单便捷，成本投入低，加固效果理想等等。但是该技术在具体的应用过程中，需要重点注意以下方面的内容：

2.2.1 现场勘察方面

落实道桥工程施工现场的全面勘察，系统分析软土地基的土质情况，并结合试验分析科学确定各项参数，由此为水泥搅拌固化加固技术的实际应用提供良好的基础条件。

技术人员要以道桥工程施工图纸为依据开展测量放线操作，明确实际施工区域，增强边桩定位的精准性。同时，落实场地平整工作，优化标高设计，科学设置施工区域两侧的排水沟，避免因此而造成积水现象影响软土地基的加固效果。

2.2.3 材料质量控制方面

施工单位要严格落实各项施工材料的进场检验要求，增强材料检验效果。尤其是针对水泥材料的检验，要保障水泥强度，具体凝结时间等参数都得到精准检验，确保其符合施工标准以后再进行使用。另外，在开展材料保存管理时，要结合材料的性能特点，避免因保管不合理而影响材料的使用性能。

2.2.4 桩位布置方面

通常情况下，水泥搅拌桩施工的桩位均设计成梅花形状，同时结合钢尺与经纬仪设备开展放桩操作，由此提升桩位设计的精准性与科学性。

2.2.5 试验桩施工方面

在开展水泥搅拌桩施工之前，技术人员需要通过试验桩确定实际施工过程中的各项参数，保障浆液比重设置的合理性，才能提升水泥搅拌固化加固技术的应用效果。

2.2.6 试验桩检测方面

2) 除尘、除杂效果差。由于梗来料时装于麻袋中，投料时梗中掺杂有大量麻绳。除尘、除杂效果不明显，造成浸梗时水中漂浮的麻绳量大。在风选剔除与浸梗过程中未被剔除的麻绳进入梗处理后段，存在工艺隐患。

在试验桩施工结束后的3 天内要对桩身的均匀性进行检查。而在施工结束7 天后则要检测水泥桩的外观情况与直径。桩身的承载力检测通常是在施工28 天以后，同时还要对各项工艺参数进行精准确定。

2.3 粉煤灰碎石桩加固技术的应用

2.3.1 骨料配置方面

粉煤灰碎石桩加固技术在具体的应用过程中主要使用的原材料为水泥和粉煤灰，所以保障骨料配置的合理性尤为重要。为此，技术人员要严格按照施工要求把控骨料的配合比，并保障搅拌的均匀性，由此提升骨料的使用性能。

2.3.2 桩体结构制作方面

依托专业的机械设备将桩体结构和软土进行混合，同时对地基进行复合垫层施工处理，由此提升软土地基的承载力。在具体施工过程中需要重点保障粉煤灰骨料配比的科学性与合理性，避免因骨料配比不合理而引发安全事故。

2.4 强夯加固技术的应用

在非饱和类的软土地基加固中常用强夯加固技术进行处理。主要是因为该技术能够对原有的土体结构进行夯击加固，如果出现列缝，那么吸附水则能转换为自由水，由此对孔隙内的水压力进行有效控制，土体结构的抗剪性能也会随之增强，从而达到改变土体结构变形模量，增强其稳定性的根本目标。由于强夯技术在应用时土体结构容易出现不规则开裂现象，不利于土体结构内部气体与水分的有效排出，所以在实际施工过程中要加强同排水措施的合理应用，由此提升软土地基的加固效果。此外，在应用强夯加固技术时，技术人员还要全面落实施工区域的地质勘察工作，提升加固处理的针对性与有效性。如果加固区域存在的软黏土较多，必将直接影响强夯加固效果。此时则需要技术人员精准确定夯击施工的深度值，确保土体结构能够获取最佳夯击能量，在此基础之上结合固结沉降法对整个土体性质进行科学改善。同时，在整个施工过程中，都要严格遵循“先轻后重、少击多遍”的夯击原则，提升强夯施工的质量，增强软土地基的安全性与稳定性。

2.5 现浇混凝土管桩技术的应用

由于现浇混凝土管桩加固技术融合了多种技术的优势，如预应力混凝土管桩技术，振动沉管桩技术，以及振动沉模薄壁防渗墙技术等等，所以该类型的加固技术具有较强的综合性特点，能够取得理想的软土地基加固效果。利用该技术进行软土地基加固处理，能够在土层深度设计过程中，借用管腔上部锤头的振动作用引导腔体顺利打入土层结构中，再结合混凝土浇筑的方式提升腔体与周边土层结构的稳固性。在该技术的具体应用过程中需要重点保障土层结构横向与竖向荷载情况，确保管桩与桩间土对整个荷载力都能够进行合理承担，以理想的平衡效果降低基础底面预应力集中过度现象的发生概率。同时，还能将褥垫层设置在桩顶，确保混凝土材料的强度符合设计标准，并结合土工格栅与桩间土的作用获得理想的现浇管桩地基，从而提升整个软土地基的承载力和稳定性。

2.6 预压加固技术的应用

预压加固技术具有成本低，效果好等优势，所以在道桥工程软土地基加固处理中具有较高的应用频率。应用预压法进行软土地基加固处理，技术人员要科学利用软土地基自身所具有透水性强的特点，借助专业的排水设备与排水设施对软土地基进行及时有效的排水处理。进而增强软土地基土质结构的整体密实性，提升整个土体结构的紧密性和稳固性。同时，在实际施工过程中，技术人员需要对施工材料的实际用量进行科学精准的控制，保障整个预压处理的标准性与规范性，避免因此增大施工成本，影响施工效果。

2.7 排水固结加固技术的应用

利用排水固结加固技术进行软土地基加固处理，能够明显提升地基结构的稳定性与安全性。尤其是在淤泥土质或填充土质的软土层中，该技术具有理想的应用效果。在该技术的具体应用过程中，首先，要保障垂直排水体系设计的合理性，由此促进软土地基自身承载性能的有效提升。其次，技术人员要结合实际情况将排水加固技术与其他类型的软土地基加固技术进行融合应用，增强排水加固技术的应用效果。例如，利用排水固结加固技术处理道桥工程软土地基结构，技术人员需要重点保障排水体间距设置的合理性，并且排水体要穿透土层结构，如果应用塑料排水板，要保障塑料排水板的埋设深度符合相关要求。如果地基结构的排水板稳定性较差，则应当借助土工格栅实现排水目标。在施工过程中还应当借助大型设备对软土地基进行有效碾压，及时排除路基结构中的水分，提升路基固结效果。另外，技术人员开展施工情况的记录统计时，要科学借助自动记录仪设备，针对实际记录分析的相关内容要及时上交至相关部门进行签字确认，从而增强各部门施工人员及管理人员的责任意识，提升施工效果。当排水施工结束之后，技术人员要重点监测施工沉降问题，确保地基结构的实际沉降值符合相关标准，提升软土地基的加固效果。

2.8 加载预压处理法

路基设计中，需要对整个道桥使用时的最大承载范围予以确认，并基于这个承载范围的最大值进行路基强度设计。由于软基无法达到相关要求，一般需要增加路基结构，提高路基顶面性能。路基顶面与路面衔接，路面作用力会直接作用于路基顶面，软基顶面无法承载负荷时，就会逐渐发生变形、偏移，造成沉降、塌陷等问题。在加载预压处理技术中，可以通过对道路承载的科学合理计算，对路基需要承载的最大应力做出准确判断，并以此为依据来增强路基顶面的性能。路基顶面施工时，按照最大承载力进行预压加载，也就是在路基施工中就考虑到后续的强度要求，从而模拟真实的道路压力，检测路基是否出现变形和沉降等现象。加载预压技术，能够在道路路基施工过程中，就随时发现软基问题并予以改进。路基加载预压时，软基如果出现沉降，则要求施工单位对沉降后的路基进行填充和夯实，然后再次进行加载预压，直至道路路基不再发生沉降和其他变形。由于这种技术可以较好防范软基沉降对道路施工的影响，可以在路基施工中结合其他技术使用，提高软基处理效果。

2.9 堆载或超载预压施工

（1）预压与超压高度应与图纸要求相同；（2）预压与超压填筑都应分层进行，并逐层碾压到要求的压实度，使顶部达到平整，同时还应设置2%左右的横坡，以利于排水；（3）无论是路堤预压还是桥梁超压都需要确定适宜的预压期，对预压和超压具体时间进行适当的安排；（4）严格按照相关规程的要求做好沉降观测；（5）预压过程中及时做好填筑补方，在填筑补方过程中注意不可一次性施加填补，每次补方实际填筑厚度不能超过规范要求的分层压实厚度。实际施工中应始终将重点放在如何保证砂垫层质量上，严格按照图纸进行施工。

2.10 抛石挤淤

（1）因低洼地段的淤泥比较后，且这部分淤泥的含水量偏高，积水现场较为严重，排水难度大。针对这一情况，经过研究后，决定采用片石抛填的方法处理，选用的片石直径应当达到30 cm 以上。在软土地基处理现场进行片石抛填的过程中，应当依据现行规范标准的规定要求，从中间位置开始，逐步向两侧均匀摊铺。若道路横坡陡于1:10，则可从较低的位置处开始抛填片石。当抛出的片石将大部分淤泥挤出后，可以用粒径相对较小的石块，对缝隙进行填充，随后通过重型压路机碾压，提高密实效果。压实后，在其上铺设反滤层，并填土。（2）按照设计好的抛石底脚，利用竹竿对坡脚位置进一步明确，通过挖掘机沿着道路向开挖，配合推土机由淤泥的边缘部位向深处逐级填筑。用于抛填的片石规格为30 cm 左右，不得使用尺寸过大的片石或腐殖石块进行填筑，当抛石顶面比淤泥顶面高出20 cm 后，应及时填筑石屑找平，再用振动压路机碾压密实，将淤泥从地基土体中彻底挤出。当达到设计标高后，再次填筑石屑，以刮板机找平。（3）当待处理的地基全部用片石填筑完毕后，要对填筑高度、摊铺宽度、夯击压实效果加以检测，看是否达到设计和规范要求。所有检查项目全部合格后，便可施工下道工序。（4）在抛石挤淤施工期间，为提高软土地基处理效果，可采用相应的技术措施降低地基内部的含水率。由于待处理路段周围积水的存在，导致该路段的土体受到长时间浸泡，从而加剧了软土地基的恶化速度。处理时，受施工车辆荷载与夯击设备的反复作用，导致土壤的力学性能下降。为解决这一问题，需要在其上加铺土工格栅。

结语：

综上所述，强化道桥施工中软土地基加固效果，不仅能够增强道桥工程地基结构的稳定性与承载力，还能提升道桥工程的施工质量和综合效益。为此，施工企业在开展道桥工程软基加固处理时，要结合施工项目软土地基的实际情况与具体施工要求，选择最佳的软基加固技术，优化细节处理，强化施工监管，从本质上提升软土地基加固处理的效果，增强道桥工程的安全性与稳定性，保障道桥建设行业可持续发展目标的顺利实现。