路桥工程施工的软土地基处理技术实践研究
让振振
(北京市朝阳田华建筑集团公司，北京 100029)
1.1 软土地基的特点
软土地基是公路桥梁施工中经常会碰到的一种地基，由于其特殊性，施工起来会很麻烦，而软土地基通常具有三个特征：(1)水分含量高是一个很典型的特征，通常超过20%，水分含量高，就会使土壤的流动性大，从而增加了工程施工作业的难度。所以，在施工开始前，施工单位必须到工地实地勘察，了解和掌握有关软土地基的各项资料，并有针对性地制订处理方案，为后续的软基施工奠定坚实的基础，同时也为公路桥梁工程的整体质量提供了保证。(2)软土地基的渗透能力弱，与其它类型的土体相比，其自身的固结速率缓慢，渗透能力也不强。这是由于软土地基中含有大量的有机物，会产生大量的气泡，从而使土壤中的排水管道不通畅，造成渗透性下降[1]。工程施工对土壤的强度要求比较高，软土地基远远达不到要求标准，所以要对软土地基通过技术方法来进行特殊处理，之后才能正常施工。(3)软土地基抗剪性不强，会影响到路基的正常排水，还具有不均匀性，所以不均匀沉降现象也比较容易出现。
1.2 软土地基危害
软土地基对地面造成的危害主要是由于其内部土壤较为松软，含水量较大，土壤与土壤之间也有一定的间隙。在公路桥梁建设中，若不对软土的地质进行有效的治理，将会给后续工程带来安全隐患，例如土壤中的水分会持续挥发，从而使土壤的颗粒浓度持续增加，最终极有可能引起地面塌陷，从而对车辆的行驶和人身安全构成极大的危害。在公路桥梁建设项目中，桩基的施工质量直接关系到路基路面的沉陷，而在软土地基上往往会发生沉陷。在公路工程建成通车后，由于上部荷载的增大，基础承载力也将随之增大，容易引起路面的沉降问题。同时，由于软土地基的稳定性较差，所以在进行工程建设时，既要注意观察和监测基础自身的变化，又要将今后的道路所承受的路面压力纳入其中。此外，软土地基中的土体也会产生变形，从而使土体发生位移，继而产生裂缝。因此，在公路桥梁施工过程中，必须合理采用软土地基处理技术，尽量降低上述危害发生的概率。
2.1 软土地基的处理原则
在使用相关技术处理软土地基时，需要加强对最终处理结果的重视，软土地基的处理效果会对路桥工程项目的施工质量产生一定影响。因此，在软土地基处理作业开始之前，需要对施工现场的软土地基情况展开全面分析，充分掌握软土地基的特点，并以此为基础制定一套科学合理的处理方案，并确保选择的软土地基处理技术符合工程项目的实际情况[2]。同时，还要加强对软土地基处理成本的重视，在保证获得比较理想的处理效果的前提下最大程度降低施工成本，为施工企业创造更高的经济效益。
2.2 软土地基的处理要点
在路桥工程软土地基处理过程中，需要明确道路等级，并以此为基础制定合理的施工方案，选用合适的施工材料。如果道路等级较低，可以使用常规的施工方法对软土地基进行处理，在满足道路建设要求的同时降低施工难度，加快施工进程，并使施工成本得到降低[3]。如果道路等级较高，对施工质量有更高的要求，就需要采用高水平的施工技术对软土地基进行处理，并且还应严格控制施工材料的质量，确保施工材料的各项性能都可以满足高等级道路建设要求。另外，在处理软土地基的过程中，还应充分了解软土的自身特点和性质，并将施工现场周围的环境考虑在内，只有这样才能有效提升路桥软土地基施工质量，为后续的施工环节奠定坚实基础。
软土地基会对路桥施工过程造成很大阻碍，其中比较重要的一种影响就是容易使地表发生沉降现象，这是因为软土地基内部土层的松软度较高，土层中的含水量较大，并且在土层中还存在大量的缝隙。在路桥项目施工过程中，如果对软土地基的危害不够重视，没有采取合适的施工技术对软土层进行处理，就容易导致后续的施工作业难以正常进行，从而严重影响路桥工程项目的施工进度，而且还有可能引起沉降现象，对行驶车辆的安全造成巨大威胁。对于路桥建设项目来说，底部桩基础的施工质量与路基路面的沉降程度有很大关系，而在软土地基中又比较容易出现沉降问题，所以需要做好软土地基的处理工作，确保软土地基的处理效果[4]。另外，软土地基不具备较好的稳定性，在具体施工过程中应实时监测地基的自身变化情况，还应全面分析道路投入使用后路面所承受的压力大小。软土地基的土壤颗粒还容易发生变形，当达到一定程度后容易引发土块位移，最终会产生裂缝问题。
由于软土基础承载能力不足以支持高架桥结构，在工程中若不进行软土地基的加固，将导致其结构失稳，而在软土地基上建造的建筑物与地基之间的密合性也会受到影响。到了后期，裂缝会越来越多，地下水也会越来越高，久而久之，建筑的地基就会被抬高。因此，软土地基存在着很大的安全隐患，因此，要提高工程质量，必须对软土地基进行加固。我国幅员辽阔，各区域土壤性质不同，在建设中应根据不同的土壤条件，选用适宜的施工方法。对于软土地基需要采取特殊的处理措施，以控制软弱地层的沉降，从而有效提高工程质量。
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。它既能维持高速公路的结构稳定，又能保证工程的施工质量，同时还可以保证道路桥梁的稳定和安全。此外，还可以提高公路桥梁的寿命，针对软土地基采取相应的技术措施，经过处理之后能够有效避免沉降、开裂等质量问题，对今后公路桥梁的维护保养和使用寿命具有积极意义。
5.1 路桥工程施工的软土地基处理技术分析
(1)换填垫层技术
在软土地基处理中，采用换垫层技术，即采用低含水量、性能稳定的软土代替原有的软土，使软土地基本身的性质发生改变。在公路桥梁工程施工中，采用这种软土地基处理技术，可以有效的解决软土地基的安全隐患，施工时要对软土地基的物理性质、周围的环境等进行细致的分析，并据此设计施工方案。其次，要确保更换填土的科学化，并根据实际情况和工程建设的具体要求，科学、合理地选用新的填筑材料或换填土。在进行换填时，操作人员要特别重视换填密度，并对其进行合理的控制，最后还要对充填物进行夯实、碾压，在这个过程中需要使用机械设备，既能保证充填的密度，又能合理地控制密度，从而提高工程建设质量。
(2)粉喷桩技术
粉喷桩是一种常用的软基处理技术，它的作用是提高软土地基的承载力，而且效果非常显著。在具体的工程中，要先实地考察，确保施工现场清洁无杂物，并将所需的各种材料都准备好。此外，还要做好试桩工作，必须加强对原材料的质量控制，特别是混凝土材料，在试验期间要反复地进行资料对比[5]。同时，在混凝土中加入的固化剂用量也要严格地加以限制，对工程的机械进行全面检测，确保各种应用到的设备不会发生任何故障问题，确保施工作业的顺利实施。在进行施工前，要确保施工工人充分掌握粉喷桩处理技术要点，做好一切准备工作就可以开始进行施工作业。通过对喷粉桩施工的技术实践，可以看出，喷粉桩机可以穿透软粘土，打入到土壤之中，作为一个支点，增加基础的承受能力。尤其要注意的是，粉喷桩必须要深深地扎进土壤中，不能在半空中停留，所以在施工过程中必须先将软土打穿。
(3)堆载预压处理技术
采用堆载预压方法处理软土地基，也能收到较好的效果，在进行加固前必须先确定其荷载等级，并严格按照设计资料进行填筑，保证其荷载水平符合设计要求。在工程开始之前，还要对地基进行加固，提高地基承载力，同时也会降低其物理性能，例如灵敏度、压缩性等。准备工作完成后，就可以开始正式施工，根据桥梁工程的特殊要求，计算出荷载的大小，从而确定地基的沉降程度。然后利用适当的机械设备进行挖掘，并对土坑的深度进行严格的控制，将软土清理干净，再进行下一步的填筑，在进行填筑时，可以选用颗粒较大的砂土。在第一次填土完毕后，采用人工或机械方法进行地基夯实。接下来是第二次填筑，这一次的填筑工作，可以选用砂质和粘土的混合材料，这样的材料比较致密，可以达到很好的加固效果。在进行三次充填时，要选用粘性较好的物料，使其保持较高的粘性，并在每次填土后都需要进行夯实。经过三次充填、夯实处理，基础强度得到了进一步提高，基本能满足设计规范的要求。堆载预压方法的施工工艺较为简便，操作起来十分方便，并且可以取得不错的效果，所以在软土地基处理工作中得到广泛应用。
(4)排水固结处理技术
对于路桥工程建设项目来说，使用排水固结法对软土地基进行处理可以收获比较理想的效果。此种方法主要是针对地表水和地下水进行处理，在处理工作开始之前应组织相关人员做好施工现场的勘测工作，全面分析施工现场的地表水文情况，并将勘测结果记录下来，然后汇报给工程设计部门，以此为基础制定出科学合理的排水方案。通常情况下，在地表水的处理工作中经常会用到固化剂，这是因为使用固化剂处理地表水可以收获十分理想的效果，并且需要的时间较短[6]。固化剂主要是由不同的无机材料和有机材料组成，此种材料可以与水泥搭配使用，能够进一步提升固化剂的效果。固化剂可以跟软土地基土壤中的水分发生反应，形成固定结构的结晶水，对软土土质结构有很明显的改善，并且不会对环境造成污染。当路基浅表的软土被清除之后，就可以利用合适的土壤开展回填作业，接着使用强夯机将整个路基表层夯实，从而使路基的强度得到增强，满足路桥施工要求标准。
(5)强夯法
在公路桥梁工程建设中，强夯法软土地基处理技术是比较关键的一项技术，它属于比较成熟的软土地基处理技术。强夯法主要是利用高空中的重物，在下落过程中产生的巨大的重力作用，使路桥的软土地基不断被压实，从而降低其可压缩性。同时，通过减小土体间隙，可以提高软土地基的承载能力。强夯软基处理技术具有操作简便、施工快捷、节约原料等优点，并且处理效果十分显著，适用范围更广，对软土地基的承载力有了明显的改善。应用此种技术对软土地基进行处理之后，可使土体的压缩程度降低2～7倍，基础强度提高2～5倍。但是，这种软土地基的处理方法存在着较大的振动，所以在施工过程中需要修建隔音墙，以减少噪音影响。
5.2 路桥工程施工的软土地基处理技术实践分析
某工程所处位置靠近海边，地形为滨海淤积浅滩，地质条件为海相沉积软土，土壤厚度较深，实测的平均厚度已达18 m以上，其下部为粘性土层。这种地质特点使公路桥梁在施工中遇到了很大的困难，因此，为了增强其承载力和预防其沉降和变形，需要对其进行特别处理。只有如此，才能满足公路桥梁的施工条件。
经过技术人员的商讨分析之后，该工程决定采用排水固结技术，对海底深层软土进行了治理。在建设初期，建设单位组织了一支专门的测量队伍，对工程现场进行测量，并对资料进行了细致的记录和整理。根据收集到的资料，再根据之前的施工经验，设计人员决定采用超负荷预压法和塑料板进行排水：先用固化剂将地面和流动的淤泥固化，再制作出一块20 m长、100 mm宽、4 mm厚的塑料排水板，按正三角形排列，留出1.2 m的空隙，以便让它们能进入粉沙层。在施工之前，先开挖排水渠，对挖出的泥沙进行翻晒，然后平整现场，再做出3%的斜面，填上30公分的细塘渣，在塑料板中打上30公分的级配碎石垫层，填上20公分的级配碎石垫层。然后，进行分层夯填塘渣，每次30 cm厚，并进行夯实。碾压强度95%，塘渣夯实到标准3.5 m高度。此外，在本次施工中对地表水及流动泥浆进行固化时，还采用了固化剂与水泥进行粘接，以进一步提高实际固化效果。
综上所述，路基施工是路桥工程项目的重要基础，其质量的好坏会对整体工程质量产生很大影响。施工企业应充分掌握软土地基的处理原则和处理要点，并全面分析路桥工程的建设要求，合理应用软土地基处理技术，进一步提高软土地基的处理效果。
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