道路桥梁施工中的软土地基处理技术要点

黄增辉

东明黄河公路大桥养护中心 山东 菏泽 274500

引言

沉降是软弱地基中另一个主要问题。由于软弱黏土内部含水量大，使其易于受压，故力一经加载即发生不小沉降变形；再加上软弱粘土不容易固结，渗透系数又不大等因素，其沉降完成时间较长，也就是说固结过程要经过一个较长的过程，有时黏土层需数十年才能沉降完，此时，在总沉降中所占比重较大的次固结沉降问题，一定要引起人们注意。当软土地基沉降量过大，已超过允许的沉降量，就会影响上部结构正常运用。

1 道路桥梁工程项目中软土地基的特征

1.1 疏松多孔

由于软土地基除含有黏土外，还有砂土和泥炭这些杂质，使得软土地基孔隙尺寸变大。降雨时雨水由地基渗入土壤，增加了土壤水分含量，导致密实度，强度降低，极大地影响了基础结构及桥梁稳定性。为了确保软土地基稳定性，确保道路桥梁以及其他项目符合国家安全要求，需要采取有效措施进行处理。

1.2 流动性较强

土层水分含量大，气泡大，承载力较小。当受到外力时，地基极有可能发生变形等变化。一方面软土地基内部空气因外界压力增加而随压力增加逐渐耗散；另一方面，软土地基上部土层继续发挥作用，在某种程度上形成可移动单元。而且在软土中，水含量较多，随着温度的上升，水就会蒸发掉，这样就分散了周围泥土。在道路桥梁及其他工程建设过程中，外界车辆通行使得桥面和路面所受外力不断增大，继而对软土地基产生损伤。这种情况一旦发生，就会导致地基倒塌、损坏，进而给人们生命财产带来巨大威胁。

1.3 抗剪性较低

道路桥梁工程的抗剪强度体现了地基的稳定性、抗压能力够不够大，抗剪强度高低的重要标志。当承受高强度荷载时，疏松多孔结构难以保持较好强度。发现软土地基抗剪强度差；另外，该基础结构抗压承载力较强，因此，其承载力与稳定性在道路桥梁建设中也有很大的危险。例如在修建道路桥梁时，因施工过程中仍有未发现软土地基存在，如不及时加固，基础承载力一旦超出地表压力与重力作用，将出现沉降现象，影响人身与财产安全[1]。

2 市政道路工程软土地基处理技术的应用原则

市政道路工程应按一定的建设顺序进行，保证在合同约定的时间内完工，并且每个阶段的建设质量均应达到相应的标准。对于软基处理，也要兼顾后期道路养护，主要采用实用性强，可行性大的方案，保证满足项目建设标准与要求。要重视现场施工环境的保护，调查施工现场的状况，关注地下水的状况，地质状况，周边交通状况，地下管道状况，居民的日常生活状况。例如强夯法，土层置换方法等在使用时噪声较高，应选用小尺寸施工机械并做好降噪处理，避免给住户正常生活造成干扰。现场管理是非常必要的，应把管理制度的各项要求落到实处，对工序衔接进行控制，以免在施工时地基发生沉降。另外，要建立专业化管理团队并注重施工细节以保证软基处理技术，施工流程满足规范要求。

3 软土地基处理技术在道路桥梁施工中的重要应用意义

由于软土地基承载能力还不足以支撑高架桥结构的发展，工程中如果没有对软土地基加固，就会使其发生结构失稳现象，同时，软土地基上修建的道路物和地基的密合性就会大打折扣。后期裂缝增多，地下水上升，时间一长，道路基础增高。所以软土地基安全隐患较大，所以为了提高工程的质量就需要对软土地基加固。我国地域辽阔，各个地区土壤性质各不相同，在进行施工时要针对不同土壤条件选择合适施工方法。对软土地基，需采取专门的治理措施来控制软弱地层下沉，才能有效地提高工程质量。由此可见，运用专门技术进行软土地基的特殊处理是十分必要的，这对我国的路桥工程建设具有重要的现实意义。其不仅能够保持高速道路结构稳定性，确保工程建设质量，而且能够确保道路桥梁稳定性与安全性。另外，道路桥梁使用寿命也得到了提升，对于软土地基所采取的相应技术措施在处理后可有效地避免沉降，裂缝等质量问题的出现，对于日后道路桥梁维护保养以及使用寿命都有积极的意义[2]。

4 软土地基对道路桥梁施工产生的不良影响

4.1 裂缝现象

在道路桥梁的实际建设中，施工单位一般都要利用沥青，混凝土原料来施展道路铺设操作。由于混凝土材料在应用过程中会起到极强的优越性，比如耐磨性，高强度等，而沥青材料还拥有很高的抗压性能，并且这两种施工材料的价格便宜，质量好，能够有效的节省施工成本和促进施工质量的提高。但是在实际的建设过程当中，一些施工单位并没有认识到软土地基处理技术的重要性，也没有能够科学的处理软土地基，导致道路桥梁使用期间路面混凝土很容易出现开裂的情况。裂缝产生的主要原因是缺少合适的软土地基处理技术和地基发生变形而影响道路桥梁的安全和稳定。

4.2 沉降现象

由于软土地基含水量比较高，这不仅导致渗水能力低，而且压实也比较困难。因此，道路桥梁施工过程中，如果解决不合理问题，则会产生内部结构不均匀下沉。此外，若对应施工人员没有一定技术水平，而解决过程又不够妥当，再加上未按照国家有关标准进行，则会对施工质量和效果造成严重影响。在此情况下，道路桥梁若投入到正常运营中，则会导致荷载量大，进而产生隐形沉降。时间一长，荷载量越大，则道路桥梁沉降问题越显突出，单纯的养护没有办法从根本上解决这一问题，一旦出现安全事故，则会带来不可估量的危害。

4.3 路面下陷现象

路面下陷经常发生于施工过程中，其诱发原因比较烦琐，多为软土地基土质较软或外力较强时，一般地基软土层容易发生水土流失，进而诱发路面下陷，多为施工设计和工艺不够规范所形成。路面一旦发生下陷，极易引发一系列连环现象，此外还可能引发大面积路面问题。再加上软土地基沉降时地基强度不同、软土层厚度不同，而地基沉降程度不同，从而严重影响道路桥梁使用寿命。路面一旦发生下陷，后续修复和护理都将存在一定困难，既给道路桥梁正常运营造成影响，又需大面积返工和修复路面，严重损失部分经费。有许多道路桥梁由于软土地基施工质量较低，在其使用过程中，极易发生路面下陷等问题，既妨碍了道路桥梁正常运用，也影响了施工单位声誉[3]。

5 道路桥梁软土地基处理技术要点

5.1 砂垫层

对于软土地基处理来说，需要在施工过程中做好垫层处理工作，并严格控制垫层厚度使之处于合理的范围之内。对软土应进行正确固定，并增强其排水性能以避免长时间受到雨水冲刷。在砂垫层加工中，施工企业需严格把控机械设备使用性能及使用效果。机器设备与地面的接触力必须控制在合理的范围内，并对机器的运转进行实时监控，保证每个环节都能达到预定的目的。控制装置偏心状态确保软基表面强度显着提高。砂垫层的工作质量需得到保障，施工厚度需达到公路桥梁的标准，以免造成砂材料浪费导致施工成本提高等问题。在选用砂垫层材料的时候，应避免出现地基不均等现象，应选择化纤无纺布材料进行铺筑，从而达到控制软基沉降的目的，这也能够较好的确保整体的施工效果。

5.2 强夯法

在路桥软基的处理上，一般都会用到强夯法。这种方法通过悬空物体在高空中下落使软土地基受到重力压实来增加土地稳定性以增强其抗压强度。工程施工过程简单、效果明显。强夯可以显著增加地基的承载力，但是夯过程中，产生了更大能量，加固深度也会进一步增加。对于一般软土地基采用这种加固措施可获得良好的加固效果。常见加固方法包括挤密碎石桩加夯法，砂桩加夯法。

5.3 排水固结处理技术

这种软土地基处理工艺较为普遍，主要有袋装沙井法，沙井法以及砂垫层法等，其中砂垫层法使用最为广泛，该处理工艺使用过程中，施工人员需在软土地基上方布设适量砂石，借助填土荷载的作用，迅速排出路桥软土地基中多余的水，该处理工艺的有效使用，可获得较为良好的成效，可满足路桥路基排水和填筑施工同步发展的需求，实际填筑过程中，可显著改善路基排水状况，降低荷载对路基造成的不良影响。另外在运用沙井加固治理方法过程中，施工作业人员还需利用钻探机械设备对道路桥梁软土地基地表进行钻探施工，再向钻探中注入适量砂石来迅速吸收软土地基中的水分，继而达到相对良好的排水固结作用。袋装沙井补强处理主要是称取适量砂料，有序地装入透水性能相对较好的编织袋中，再利用专业机械设备将沙袋打进松软的地基中，这种排水骨架处理方法具有成本相对低廉，节省材料等系列优势，因此这种松软地基处理技术被较为广泛地运用于道路桥梁工程建设。

5.4 换填加固处理技术

通过采取换填加固技术，可以根据道路桥梁工程的勘测结果，在特定的地区，采用石灰、砂等软土地基的替代品，来提高其抗压力、抗剪切力及抗压变形等特点，从而达到双层地基的目的，从而减少软土地基的沉陷，达到最佳的加固效果。换填加固处理技术运用过程中，施工作业人员要对换填材料进行合理的选择，并结合道路桥梁工程施工场地内的特殊情况，以符合道桥工程建设施工标准为前提，对软土地基换填材料进行严格把控。在更换过程中，为了确保地基的实际夯实度达到工程标准，作业人员必须经过多次换填、加固和夯实，而软土地基的实际换填面积及深度则必须经过精确的计算，以确保最终的质量。如果道路或桥梁的地基土质较脆弱，无法承受来自上方的荷载，并且无法满足其强度和变形的要求，那么就需要采取措施来修复，采用换填方法可获得相对较好的结果。路桥软土路基换填的主要施工工艺有以下几个方面。①开挖施工等。直接开挖道路桥梁地表软土层，再把地基埋置于承载能力相对较大的基岩或坚硬土层上。②填充施工等。若道路桥梁软土层较厚，而又需要大范围进行加固处理时，施工人员可直接对现有软土层上表面进行砂石或矿石回填，以发挥更好的治理作用。③换填施工等。把开挖与填充有效地结合起来，特定的施工过程中要求基础下部某一范围内软土必须被有效地挖去，并采用人工填垫层做持力层。铺设垫层前施工人员需验槽以彻底清除基底表面淤泥及杂物，而两侧要有一定坡度以免振捣时塌方。

5.5 真空预压技术

真空预压法就是在排水板预压技术基础上改进而成的软土地基处理新技术，该技术采用真空抽吸装置抽吸软土地基内部气体，并通过不同的压力使软土地基内部的水被排出并挤出，以降低土体内部湿度、降低孔隙率、加速路基沉陷来实现压缩路基、排水固结和稳定路基等作用。该施工方式能够缩短预压期和节省工期，且真空预压期过后，地基中剪应力不会因为排水而增加，避免地基发生剪力破坏等问题。该处理方法适用于较软的饱和土壤和渗透率较低的黏土，应谨慎选用。常用的方法是真空预压法与堆载预压相结合，首先按照真空预压的方法抽真空，直到设计压力达到标准为止，然后堆载预压，持续不断地抽气。

6 结束语

总之，在道路桥梁工程建设期间，必须要给予软土地基处理技术足够的重视，工程施工单位进行道路桥梁工程建设前，必须要对建设地区范围内地质条件状况展开全面的调查与分析，着重对软土地基条件状况展开详细的调查与记录，并根据不同软土地基条件有针对性地采用地基处理方式，切实提升地基结构整体承载力与稳定性，避免道路桥梁工程后续运行期间地基整体下陷严重，支撑稳定性不强，给道路桥梁通车安全性与稳定性造成不利影响。