公路桥梁软土地基施工技术综述

公路桥梁软土地基施工技术综述

孙宏杰

威海市公路事业发展中心 山东省威海市 264200

摘要：

公路桥梁作为交通基础设施的关键组成部分，其在连接城市、促进地区经济发展以及提高人们生活质量中的作用日益凸显。然而，在实际的建设过程中，工程师们经常面临着各种地质难题，其中最为棘手的便是软土地基的施工。软土由于其低的承载力、易压缩性和高的水分含量，给桥梁的设计和施工带来了巨大的挑战。本文将集中讨论公路桥梁软土地基的施工技术，通过对这些技术的深入研究与探讨，为公路桥梁工程在软土地基上的稳固、安全施工提供有力的技术支撑。

关键词：公路桥梁；软土地基；施工技术

引言：

软土地基处理是我国高速公路、桥梁工程施工中的重难点施工技术，和一般的地基基础不一样，软土地基天然空隙较大，并且土壤渗透率小、水分较多，如果施工技术不良将会导致路基裂缝、堤岸不稳等问题，所以在施工中必须科学合理地选用施工技术和施工方法，才能保证施工质量。公路桥梁施工时，为了保证整体施工的质量和进度，必须通过适当的工艺对软土地基加以处理，以此提高公路桥梁的总体效能。

一、软土地基的特点与挑战

软土地基是工程建设中常见的一种复杂地质条件，其主要特点包括较低的土体强度、高的压缩性及易流变性，这些因素均使得软土地基在受载时容易产生大量的沉降和变形。此外，软土中常含有大量的水分，这也增加了地基的不稳定性，容易引起地下水位的变化与土体的液化现象。面对这些特点，公路桥梁的建设将面临众多挑战。首先，保证桥梁的稳定性和安全性是首要问题，需要采用特定技术来加固或改良地基，以达到设计要求的承载力。其次，控制沉降和变形也至关重要，否则可能会对桥梁的使用寿命和功能性造成严重影响。再者，施工过程中还需密切关注地下水的变动，以预防可能的安全隐患。总之，软土地基给公路桥梁建设带来了诸多技术与工程难题，需要综合考虑多种因素以确保建设质量和使用安全。

二、预处理技术

（一）土体置换

土体置换是一种经常采用的预处理方法，旨在通过替换原有的软弱土层，提高地基的承载能力和稳定性，这种方法的实施首先需要对原有的软土层进行准确的测量和评估，确定需置换的深度和范围[1]。随后将软土挖出，并用砂石、碎石或其他合适的填料进行填充，确保填充材料具有良好的排水性能和高的承载能力。在置换过程中，还需要注意控制工程的进度和顺序，防止因局部过度挖掘导致的不稳定现象。置换后的土体需要进行适当的压实处理，确保土体与原地基形成紧密的结合，同时达到预设的承载标准。

（二）软土预压技术

软土预压主要用于减少土体的压缩性并提高其承载能力，预压技术的核心是通过施加一定的荷载于软土上，使其经历一段时间的压缩，从而达到加固和稳定地基的目的，这种方法的优点在于可以大大减少桥梁运营期间的沉降量。实施预压技术时，常采用重物、沙袋、预制混凝土板等材料作为荷载来源[2]。为了加快土体的固结过程，有时还配合设置垂直排水带以提高排水效率。预压的时间、荷载大小以及排水措施的选择都需要基于地质调查和工程需求进行精确地设计，一旦完成预压并达到预期效果后，再进行桥梁的施工。

（三）地下障碍物处理方法

公路桥梁在软土地基施工中，可能会遭遇各种地下障碍物，如废弃的基础、管线、岩石或其他遗留物，正确地处理这些障碍物是确保桥梁安全、稳固和高效建设的关键[3]。首先，必须进行详细的地质勘探和雷达探测，确保全面识别地下所有潜在障碍，遇到柔软的障碍物，如废弃的木材或未固化的混凝土，可以采用机械挖掘方法进行清除。对于坚硬障碍，如岩石或旧的混凝土基础，可能需要使用爆破、机械破碎或高压水切割技术。对于埋藏的管线，要确定其是否仍在使用，如果在使用就需要重新规划桥梁的设计或路径，或与相关部门协调对管线进行迁移。

三、桩基与地基加固技术

（一）深基坑施工

公路桥梁在软土地基施工中的深基坑常需应用特定的桩基和地基加固技术以保证工程的安全和稳定。常用的桩基技术包括打桩法和钻孔灌注桩，这些桩不仅可以传递上部结构的荷载，还能有效地减少土体侧向位移，确保基坑的稳定性。地基加固通常采用土体改良技术，如注浆、深层搅拌或者预应力锚索，进一步提高土体强度和降低变形。以上海某公路桥梁项目为例，因为基坑深度大，且地下水位较高，工程师选择使用钻孔灌注桩搭配地下连续墙技术，形成坚固的桩墙体系。同时采用预应力锚索技术对基坑进行边坡稳定加固，确保施工过程中基坑的安全稳定。

（二）不同类型的桩基选择及其适用范围

公路桥梁在软土地基施工中的桩基选择对工程的稳定性至关重要，主要的桩基类型包括摩擦桩、承重桩和摩擦与承重结合桩。摩擦桩主要通过桩体与土壤之间的摩擦力传递荷载，适用于较为均匀的软土地基；承重桩则主要依靠桩尖端在坚硬土层或岩石上的支撑来传递荷载，适用于软硬土层交替的地段；摩擦与承重结合桩则综合了前两者的特点。以南京长江三桥为例，由于江底是一层较厚的软黏土覆盖在沙砾层上，项目中选择了钻孔灌注摩擦与承重结合桩作为主要的桩基方式，这种选择充分发挥了桩的承载特性，确保了桥梁的稳固和安全，体现了根据具体地质条件灵活选择桩基类型的重要性。

（三）现场试桩与检测

现场试桩与检测是桩基与地基加固技术中的关键环节，它确保了所施工的桩能满足工程的承载要求和质量标准。现场试桩主要是为了验证设计的合理性及桩的承载能力，这通常涉及对一定数量的桩进行荷载测试，如静载荷测试，通过应用预定荷载并监测桩的位移，以此来判断桩的性能。检测技术包括超声波透射法、声波测井等，这些技术能够检测桩内的缺陷和非连续性，为桩的质量提供量化数据。以广州某重要交通枢纽项目为例，由于其地处珠江三角洲的典型软土地区，项目团队选择了现场进行静载荷测试的方法，验证了设计的准确性并确保了桩的承载能力。而声波测井技术也被采用，对施工中的桩进行检测，有效地找出了几根桩体内部存在的空洞与裂缝，确保了整个项目桩基的质量和安全性。

（四）地基复合材料的应用

公路桥梁在软土地基施工中，地基复合材料的应用已逐渐成为一种主流技术，其目标在于提升土体的强度、稳定性与耐久性。地基复合材料，如土工格室、土工织物和土工膜，能够与原始土壤共同工作，形成一个增强的、耐用的地基结构，这些材料可减少沉降，增加承载能力，并抵御土体的不稳定和侧向移动。以浙江的某跨江大桥为例，由于其部分桥墩位于淤泥和软黏土交错的区域，直接施工存在很大的挑战。工程团队采用了土工格室与高强度土工织物结合的方式，土工格室被填充有石料，与软土形成复合地基，有效地分散上层结构的荷载，减少沉降，并提供稳定的支撑。同时，土工织物被用作隔离层，防止软黏土与石料混合，保持结构的完整性和稳定性。这些复合材料还对地下水的流动产生阻隔作用，从而降低了液化的风险。通过这种复合地基技术，桥梁成功、安全地建成，展现了复合材料在应对复杂地基问题中的出色性能和应用价值。

总结：

在现代公路桥梁工程中，软土地基的施工技术从预处理的方法到精细化的地基加固技术，每一步的进展都为人们提供了更多的可能性，使得曾经的“难题”变得可以安全、有效地解决。而背后的成功，离不开工程师们对技术深入地研究和对实践的敏锐观察。随着技术的不断演进，相信未来无论是哪种地质环境，公路桥梁的施工都会更加安全、高效。

参考文献：

[1]康华江.公路软土地基处理技术研究[J].交通世界,2022(28):49-51.

[2]王鸿涛.公路桥梁施工中软土地基施工技术应用研究[J].运输经理世界,2022(20):122-124.

[3]张有春.高速公路工程施工软土地基处理技术[J].交通世界,2022(17):101-103.