路桥施工技术对软土地基的处理探讨

路桥施工技术对软土地基的处理探讨

李茂林

广州诚安路桥检测有限公司

广东省中山市528441

摘要：本文主要探讨了路桥施工技术在处理软土地基方面的应用。软土地基的处理是路桥工程中的关键技术之一，其处理效果直接影响到路桥工程的安全性和使用寿命。文章从软土地基的特点、处理方法、处理技术要点等方面进行了详细分析，并对现有的处理技术进行了总结和评价。希望通过本文的研究，为我国软土地基的处理提供一些参考和借鉴。

关键词：路桥施工技术；软土地基；处理方法

引言

随着我国基础设施建设的快速发展，软土地基的处理问题日益凸显。软土地基由于其特殊的物理性质和力学性质，给路桥工程带来了许多问题，如地基沉降、侧向流动等。因此，研究路桥施工技术对软土地基的处理方法具有重要意义。

一、软土地基问题概述

1.1 软土的定义及特性

软土是指由细粒土组成，含水量高、压缩性大、抗剪强度低、渗透性差的土壤。其主要特性有以下几点：含水量高：软土的含水量通常在30%~70%之间，有的甚至高达100%。压缩性大：由于软土的孔隙比大，土粒间的接触面积小，因此在外力作用下容易产生压缩。抗剪强度低：软土的粘聚力和内摩擦角较小，导致其抗剪强度较低。渗透性差：软土的孔隙结构复杂，土粒间的接触面积小，导致其渗透性较差。

1.2 软土地基的问题及影响

软土地基由于其特殊的物理性质和力学性质，在路桥施工中会出现以下问题：地基沉降：软土地基在承受荷载作用时，容易产生较大的沉降，从而导致路桥结构的变形。侧向流动：软土地基在承受侧向力作用时，容易产生侧向流动，从而导致路桥结构的失稳。结构破坏：由于软土地基的抗剪强度低，容易导致路桥结构的破坏。施工困难：软土地基的渗透性差，使得施工过程中排水困难，从而影响施工进度和质量。

1.3 软土地基处理的必要性

针对软土地基存在的问题，对其进行处理是十分必要的：提高地基承载力：通过处理，可以提高软土地基的承载力，减小地基沉降。提高地基稳定性：通过处理，可以提高软土地基的稳定性，防止侧向流动和结构破坏。保证施工进度和质量：通过处理，可以改善软土地基的渗透性，加快施工进度，保证施工质量。降低工程成本：合理处理软土地基，可以避免由于地基问题导致的工程质量事故，从而降低工程成本。

二、路桥施工技术对软土地基处理的常用方法

2.1 物理方法

2.1.1 压实法

压实法是通过机械设备对软土地基进行压实，以提高其承载能力和稳定性。常用的压实方法有静压法、振动法和冲击法等。静压法是利用重压轮对地基进行静压，使其达到密实状态；振动法是利用振动设备对地基进行振动，使其颗粒间摩擦增大，从而达到加固效果；冲击法是利用冲击设备对地基进行冲击，使其颗粒重新排列，提高地基的承载能力。

2.1.2 挤出法

挤出法是通过物理力学方法将软土地基中的水分挤出，从而达到加固目的。常用的挤出设备有旋挖钻机、旋喷钻机等。旋挖钻机通过旋转钻头将地基中的软土钻取出来，同时在钻孔中注入水泥浆等固化材料，使地基加固；旋喷钻机则是通过旋转喷嘴将高压水泥浆喷射到地基中，与地基颗粒混合，从而达到加固效果。

2.2 化学方法

2.2.1 化学加固法

化学加固法是利用化学反应原理，将化学药剂注入软土地基中，使地基颗粒发生化学反应，从而提高其承载能力和稳定性。常用的化学药剂有水泥、石灰、氯化钙等。化学加固法施工简单，效果显著，但需要注意药剂的选材和配比，以避免对环境造成污染。

2.2.2 冻结法

冻结法是通过制冷设备将软土地基中的水分冻结，使其转化为冰晶，从而提高地基的承载能力和稳定性。冻结法适用于地基较深、含水量较高的软土地基处理。冻结法施工速度较快，但需要消耗大量的能源，成本较高。

2.3 生物方法

植被固化法是通过植被的生长，将地基中的颗粒物固定，从而提高地基的承载能力和稳定性。常用的植被有草本植物、灌木等。植被固化法适用于地基较浅、气候条件适宜的软土地基处理。植被固化法施工简单，成本较低，但需要较长的固化时间。

三、软土地基处理技术在路桥施工中的应用实例

3.1 工程概况

以某沿海城市的跨海大桥工程为例，该工程所处地带软土层较厚，地基承载力弱，对路桥施工提出了较高的要求。工程全长约8公里，主桥采用悬索结构，引桥为预应力混凝土梁结构。地质勘察显示，软土层主要由淤泥质土、粉细砂层组成，厚度在5-15米之间，且地下水位较高。

3.2 处理技术选择

针对工程地质条件，结合路桥施工的特定需求，选择了以下几种软土地基处理技术：预压加固法：在新建桥梁的基础部位铺设砂垫层，然后在上方堆载土石材料，通过增加上部荷载预压，加速软土层的固结，提高地基承载力。排水固结法：在软土层中设置垂直排水板，加速软土层的孔隙水排出，从而促进软土的固结。深层搅拌法：使用特制的搅拌设备，将固化剂（如水泥、石灰等）直接搅拌到软土层中，与软土发生反应，形成具有较高强度和刚度的土体。地基置换法：在软土层中部分或全部替换为砂石等材料，直接提高地基的承载能力和稳定性。

3.3 处理效果分析

经过一系列的软土地基处理后，工程地基的稳定性、承载力得到了显著提高。通过对处理前后的地质钻孔取样、载荷试验、动力触探等数据对比分析，可以得出以下结论：预压加固法：经过预压加固的土体，其压缩性降低，承载力提高，且随着时间的推移，土体的固结效应进一步显现，对路桥长期稳定性有利。排水固结法：通过排水固结，软土层的孔隙比减小，抗剪强度增加，有效改善了地基的工程性质。深层搅拌法：搅拌后的地基具有较高的强度和刚度，且施工周期短，对周围环境的影响小。

四、处理技术效果评价与优化

4.1 评价指标的选择

在路桥施工中对软土地基的处理效果评价，需要选择合适的评价指标。这些指标应能够反映地基处理后的稳定性和承载力等关键性能参数。常用的评价指标包括：沉降量：通过测量地基处理前后的沉降量，评估地基的压缩性能。抗剪强度：通过三轴试验等方法测定处理后地基的抗剪强度，以评价其强度性能。地基承载力：通过载荷试验确定地基处理后的承载力，确保路桥结构的稳定。侧向约束力：评估处理后软土地基的侧向约束能力，防止路桥侧向滑动。渗透性：通过测定处理后地基的渗透系数，评价其水理性状的改善。

4.2 效果评价方法

评价软土地基处理技术的效果，通常采用以下几种方法：室内试验：通过实验室内的物理力学试验，如三轴试验、十字板剪切试验等，获取地基处理前后的各项指标数据。现场测试：包括静载荷试验、动力载荷试验、波速测试等，直接在施工现场对处理后的地基进行测试。监测数据分析：通过安装在地基中的传感器收集数据，长期监测地基的沉降、位移等变化。数值模拟分析：利用计算机软件模拟地基处理前后的应力应变状态，分析处理效果。

4.3 处理技术的优化方向

针对软土地基的处理技术优化，可以从以下几个方向考虑：提高处理效率：通过研究和应用新技术、新工艺，缩短地基处理周期，降低成本。增强处理效果：优化处理方案，如改进深层搅拌法、预压加固法等，以提高地基稳定性和承载力。环境友好：采用绿色、环保的处理方法，如生物酶加固法、植物混合填筑法等，减少对环境的影响。适应性：针对不同的软土特性和工程需求，开发适应性强的处理技术，确保工程质量。

结语

软土地基处理技术在路桥施工中的应用具有重要作用。通过合理选择和应用处理技术，可以有效提高软土地基的稳定性和承载能力，确保工程质量和安全。同时，我们也要认识到软土地基处理技术仍需不断研究和创新，以满足日益严格的工程需求和环境保护要求。

参考文献

[1]刘鼎.探讨市政路桥工程施工中软土地基的处理方法[J/OL].河南建材,2016(03).

[2]张皓.试析路桥施工中软土地基处理技术[J].科技视界,2016,21:183.