关于公路桥梁施工中软土地基施工技术的研究

张琦

摘 要：为解决公路桥梁软土地基处理不当所带来的质量、安全问题，总结在公路桥梁工程中软土地基施工技术及要点，引导各个施工企业在面临软土地基时对比和选择加固技术，提高软土地基的承载力、稳定性。引入理论讨论与案例分析的方法，探究了公路桥梁软土地基的特点及可用的处理技术，得到了软土地基加固处理的必要性，说明这些加固技术对改善软土地基性能、增强地基承载力、强度都具有重要的意义，各公路桥梁中尤其需关注软土地基的施工作业，加强软基处理全过程控制。在公路桥梁项目中，尤其需要关注地基问题，根据地基类型及土质、水文等情况，创新软土地基施工技术，保持软基加固技术的先进性、多样性，并在施工全过程做好技术管理与质量控制，以期提高公路桥梁项目的地基稳固性。

关键词：公路桥梁工程；软土地基；施工技术

中图分类号：U416                                  文献标识码：A                                 文章编号：2096-6903（2024）02-0043-03

0引言

结合公路桥梁施工情况来看，许多路桥工程建设中经常面临软土地基条件，此类地基疏松多孔、抗剪不足，难以符合公路桥梁的结构要求。目前，软土地基施工技术越发多样，但每种技术都有其适用条件及施工要求，工程人员需结合软土地基特征，合理选择技术，并加强施工全过程的控制，提高软土地基性能。

1 公路桥梁施工中软土地基的特点

1.1 疏松多孔

每一公路桥梁项目建设时都会面临不同的地基条件，软土地基相对常见且特殊，其颗粒状泥土或黏土的含量较高，典型特征为疏松多孔，这一土质特点易导致软土地基的压缩性增强，在受到外力作用后地基变形明显[1]。我国软土地基的分布较广，此类地基的孔隙多，土壤中还包含大量的水分与气泡，这种结构、土质特点易导致软土地基的承载力不佳。如要在地基上建设工程项目，必须改善地基性能。

因为软土地基疏松多孔，土壤中的地基呈现不均匀分布特点，不利于项目建设。软土地基中并非仅有泥土或者黏土，泥炭、砂石的含量也相对较高，这些杂质导致软土地基的孔隙与空间远超于常规地基，在强降雨天气下，雨水大量渗于地基中，影响了地基强度、承载力。

1.2 流动性强

软土地基的另一典型特点为较强的流动性。这主要是因为地基中的水分含量高，在受到温度等的影响下，水分快速蒸发，周边土壤逐步向外扩散，一旦这种渗流作用发展到一定程度，将加剧结构风险。

2 公路桥梁中软土地基处理技术

2.1 表层排水处理技术

当公路桥梁工程中面临软土地基施工条件时，可采用表层排水处理方法。合理应用表层排水处理方法后，可显著降低地基含水量，提高地基的破坏极限、渗透能力，保持地基的稳定性。

应用表层排水法处理软土地基时，需注意以下3个方面：①设置沟槽。布局沟槽时应尽量利用天然坡度来排水，設置大纵坡，保障水流速度、流量。填筑作业中施工人员需关注边坡情况，保持边坡间距的一致性，形成良好的排水条件。②挖沟。以设计要求为基准开挖沟槽，选择恰当的开挖位置，并控制开挖深度、宽度。为提高排水能力，沟槽的各个挖掘参数需与设计图纸要求完全一致，在条件允许的情况下施工人员要在现场进行一系列测试，确保基础承载力符合要求，并将挖掘出的软土运往指定区域。③处理基础。当基坑开挖深度与设计要求相一致，达到基底部位时，应保留0.1 m高度，安排专人清理基础。土层上部的基底应设置砂浆隔水层，必要情况下在盲沟凹槽基底铺设一层防水土工膜。

2.2 土层置换法

在采用土层置换法时施工人员需分层替换，控制每一分层的厚度。根据大量的施工经验，埋深在3 m以内的软土地基，分层换填的施工效果较为理想。施工过程中有关人员需依据设计规定，开挖地基，挖出基础土质，用其他材料换填原土，此后开展分层填筑与压实，保障地基压实度。在土层置换施工期间，填充物的松散厚度一般不超0.5 m，而压实度需达90%以上[2]。

排渣、路堑边坡石方工程中如采用的是砂砾、碎石等渗透性材料，施工中主要需注意以下6方面：①清晰划分开挖区与填筑区，已开挖的基坑必须及时回填，缩短开挖面的暴露时间，回填后应按照要求组织碾压操作。②基坑后的软土上可种植植物，设置中部隔离带，以节约基坑后空间。③回填作业中有关人员需密切关注压实度指标，采用石渣填方时应合理确定碾压次数，保障石材的紧密度。④碾压作业结束后检查压实度是否达标，保持压实地面的稳固性，减小变形。⑤回填碎石质残渣时，现场应由专人组织灌砂试验。⑥在粗砂回填作业中应至少碾压3遍，每一分层的回填作业中都需遵循施工标准完成测量。

2.3 刚性桩复合地基

一些公路桥梁软土地基处理中选择的是刚性桩复合地基，这一技术的应用效果也相对理想。刚性桩一般为实现钻孔制作的小型桩、管状桩，如CFG桩。刚性桩复合地基为桩、土结合而成的人工地基，能凸显桩和地基的承载力优势。

施工过程中，施工人员需根据现场的地基条件，在天然地基中布设桩体，发挥桩体的加固作用，并通过一定厚度的颗粒散体材料如褥垫层与基础相连接。在刚性桩负荷地基中，桩土分担荷载的比例与荷载变化存在直接关系。当荷载存在变化时桩土分担荷载的比例也有所变化，如荷载较小，土分担的荷载超过桩，当荷载持续增大时，土分担的荷载比例也将减小[3]。

刚性桩复合地基对软土地基的加固效果好，许多公路桥梁的软土地基中均采用了这一技术。某工程中复合地基的应用效果较为理想，其单桩复合地基载荷实验结果如表1所示。

2.4 粉喷桩施工

粉喷桩的技术原理为借助高速喷射的水泥浆或其他胶凝材料的混合物促进土壤固化，施工过程中需配备高压旋喷设备，使水泥浆体顺利喷射于软土层，一段时间后形成固结体，达到加固土壤的目的。因为粉喷桩施工的特点，在软土、淤泥、砂质土地基中较为常见，此技术的适用范围广、施工灵活且高效。

软土地基施工中同样可采用粉喷桩施工技术，此技术的施工难度较大。施工过程中应着重关注以下3方面：①依据软土地基的土质类型，确定钻井设备的钻入深度，选择最优的停灰平面。控制粉喷桩长度、高度，避免喷粉过多影响施工效果。参与粉喷桩作业的人员都需要熟悉粉喷桩施工规范、操作流程，可在施工中发挥专业优势。②合理规划施工场地，调试机械设备，控制每一设备参数，保障机械钻孔效果。③喷射粉末时，采用钻井工具进行混合，在第二次混合完成后，从钻孔中取出钻棒。此环节有关人员需测定钻棒长度、判定钻孔深度，整个施工过程中完整记录喷粉量、压力、提杆速度等参数。

2.5 深层石灰搅拌桩技术

公路桥梁项目中软土地基的施工难度大，可选择的施工技术相对较多，深层石灰搅拌桩技术也相对常见，此技术下需利用石灰固化剂，持续搅拌软土与石灰，使二者之间发生化学反应，提高地基性能。

在实际的施工中，如能规范利用深层石灰搅拌桩技术，可提高软土地基的承载力、强度，预防公路桥梁中因地基问题导致的塌陷事故。与其他技术相比，深层石灰搅拌桩技术的施工操作简单，施工成本较低，效果较为理想。在具体的施工中，有关人员需根据技术要求选择高性能搅拌设备，规范操作设备。

利用深层石灰搅拌桩技术时包含物理加固与化学加固两个方面，物理加固下涉及吸水性能、膨胀性能及桩身置换过程，施工周期短，时间不超7 d，桩身密度、成型效果基本达标。化学加固法下涉及反应热性能、离子交换性能、凝胶性能，此施工过程中的反应缓慢，施工时间较长。

深层石灰搅拌桩技术利用了石灰的膨胀特性，其能不断挤密周边土体，在离子交换力、胶凝作用力下，保障桩间土强度。桩身的生石灰与活性掺和料共同作用，发生水化、胶凝反应，保障桩身良好的抗压强度。

2.6 注浆技术

如公路桥梁中的软土地基性能较差，可在土层中浇筑水硬性胶凝材料，利用该材料填充土壤中的空隙，增强地基强度。施工期间有关人员需在软土地基的衔接部位设置隔离水质面，以预防水体的侵蚀，保障地基性能，确保软土地基的承载力达标，控制沉降、预防塌陷。地基注浆施工期间，有关人员在现场应规范钻孔，控制孔位、孔深、孔径，一般孔径保持在60～95 mm。

在钻孔结束且通过验收后，在孔中放入射管，射管直径应略小于孔径，在管外层套管。在施工任务完成后，有关人员需按照地基处理要求配制水泥砂浆，控制配合比，保障水泥砂浆的各方面性能，随后将水泥砂浆注入射管，使砂浆逐步渗入土体缝隙中。

3 案例分析

3.1 工程概况

某公路工程项目，总长2.785 km，包含一座高架桥，为该城市的重要项目。结合此公路工程规划要求，选择混凝土路面，基层为水泥稳定碎石结构。为保障路基路面施工效果，施工之前安排专人进入现场展开了调研，发现此项目所在地区属于软土地基，含水量高，为淤泥地质条件，为满足公路工程的结构要求，必须加固软土地基。

3.2 软土地基施工技术

3.2.1 软土的性质

经由一系列地质调研与分析得知，本工程中的软土地基分布广，含水量高达35.5%，抗剪强度在23～48 MPa，压缩系数为0.7～1.58。

3.2.2 软土处理方案

为改善此工程现场的软土地基条件，施工人员需率先将淤泥清理出去，并将积水排出，在清理和排水工作结束后进行回填，回填过程中选用片石材料，回填以后铺设土工格栅，换填改良土。

3.2.3 软土处理技术要点

3.2.3.1 清表

此软土地基的施工作业中，为提高地基施工水平，相关人员需将地基现场的树根等杂物清理干净，挖除施工现场的表层土。因为地基上还存在地表水、淤泥、雜草等杂物，如未及时清理，将影响地基性能。有关人员需将清表工作放在首位，按照制定的软土地基处理方案，由专人负责清表，保障地基表面无任何杂物，清理干净后将基层推平，并反复碾压，检测压实度，当压实度符合要求后进入下一环节。

3.2.3.2 测量放线

为保障软土地基的处理效果，施工人员在现场作业中同样需规范开展测量放线工作，借助专业的仪器和工具，获得相应的施工参数，并清晰标注。如需参考原始基准点，确定道路中心桩号坐标，并做好标注。上述测量任务结束后，施工人员还需仔细阅读图纸，再通过全站仪、经纬仪等测量其他参数，测量过程中需规范操作步骤，以得到高精度的测量结果。

3.2.3.3 抛石挤淤

本工程项目所在地的软土地基，含水量相对较高，综合前期的地质调研结果，发现现场地势不佳，无法自然排水。为此，综合分析后，施工人员选择了片石抛填处理方式，厚度在0.3 m以上。施工过程中有关人员需依据设计规定，用竹竿确定坡脚位置，再由挖掘机在道路内组织开挖作业。与此同时，挖掘机与推土机应联合作用，逐级填筑淤泥边缘位置。

施工期间有关人员需控制标高，保障这些参数与设计要求相一致。当现场地基全部用片石填筑后，应由专人来检测填筑高度、摊铺宽度、夯实压实度，在这些参数均合格后方可继续施工。抛石挤淤处理中，为减少质量问题，施工人员需采取铺设土工格栅的处理方式。

3.2.3.4 铺设土工格栅

为提高软土地基的施工效果，本项目中铺设土工格栅为关键步骤，具体的施工过程中需注意以下4个方面：①由测量人员依据设计规定测出边线，在两侧路基分别加宽0.5 m，通过压路机、夯实机的相互配合完成整平工作。由人工与机械相结合的方式，在现场铺设0.3 m厚的中砂，再利用平地机整平，碾压1或2遍，保障其平整度、压实度。②铺设土工格栅时施工人员需严格遵循操作规范，需保障面层的压实度、平整度符合施工要求，再进行规范铺设。在搭接位置应保持超0.2 m的搭接宽度，利用铁丝完成绑扎与连接，保持稳定性。③铺设完第一层土工格栅后，施工人员需立即检查其铺设效果是否与施工要求相一致，当符合要求时再在其上填筑一层0.2 m厚的粗砂，再次检查平整度，整平不平整位置。④与第一层的铺设方法一样，铺设第二层土工格栅，铺设完成后填砂并碾压。

4 结束语

现阶段的许多公路桥梁项目，软土地基施工是重点和难点，为提高整体的施工水平，有关人员需根据软土地基的特点，合理选择施工技术，并持续创新软土地基加固方式，建立科学且合理的软土地基施工技术体系。

参考文献

[1] 朱守智.道路桥梁工程中软土地基施工技术研究[J].江西建材，2022（12）：247-248+252.

[2] 陈秀娟.公路桥梁施工中软土地基施工技术的应用分析[J].建筑技术开发，2022，49（21）：163-165.

[3] 李琳丽.市政公路桥梁工程施工中软土地基处理技术研究[J].四川建材，2022，48（10）：82-83.