公路桥梁施工中软土地基施工技术的应用研究

公路桥梁施工中软土地基施工技术的应用研究

王华松

邵阳通泰路桥建设有限公司   湖南邵阳   422000

摘要：在我国基础设施建设的迅速进步中，公路桥梁项目数量显著增加。在公路桥梁施工过程中，软土地基的处理成为了影响工程质量的一个关键问题。软土地基因其流变性和低承载力，若处理不当，将引发路基沉降、桥头跳车等工程病害。因此，探讨软土地基施工技术在公路桥梁工程中的应用，具有显著的实际意义。

关键词：公路桥梁；软土地基；施工技术

引言

公路桥梁是国家基础设施的关键构成部分，其施工质量直接关联到道路的安全性以及人民的生命财产安全。软土地基，作为公路桥梁施工中常见的地基类型，因其特有的物理和力学特性，为施工带来了许多挑战。本文将基于软土地基的特性，探讨软土地基对公路桥梁施工的影响，并分析软土地基施工技术的应用。

1.软土地基的特性

1.1流变性

在持续荷载的作用下，土体结构的变形会随时间逐渐累积，并且其整体强度远低于瞬时强度，这会对上部边坡等结构的稳定性造成不利影响。

1.2承载力低

软土地基通常含有较高水分，土颗粒间空隙大且结构松散，因此摩擦力较小，导致地基的压缩性较高，承载力相对较低。在外力作用下，软土地基容易发生显著的压缩变形，从而导致路基沉降和路面龟裂，这些都会对公路的行车安全及使用寿命产生负面影响，并可能增加后续维护和修复的成本。

1.3强度低

软土地基的强度低，指的是其抗剪、抗压和抗拉等力学特性较弱，无法有效承受较大荷载和应力。由于土质松软，土粒间的摩擦力小，抗剪强度弱，容易在承受荷载时发生剪切破坏，威胁到基础设施的稳定性。同时，软土地基中的高含水量会减弱土体的力学强度和稳定性。在荷载作用下，土体中的水分被挤压，颗粒移动和重排，导致土体强度下降。此外，软土地基的可塑性强，即土体在剪力作用下易发生较大变形，这不仅降低了软土地基的强度，也对基础设施的稳定性造成不利影响[1]。

2.软土地基对公路桥梁施工的影响分析

2.1沉降量大且不均匀

软土地基的低透水性和慢固结特性，使得施工过程中易发生显著沉降。此外，软土的不均匀性和沉降的不均衡性，可能导致公路桥梁桥面出现凹凸不平，影响交通安全。因此，在施工过程中，必须严格控制荷载和施工进度，以防止过重的荷载和过快的进度导致地基失稳和沉降加剧。同时，采取适当的排水措施，如降低地下水位，减少软土的含水量，有助于提升地基的固结速度和稳定性。

2.2引起路基强度和稳定性的降低

当软黏土的抗剪强度不足以支撑上部结构的荷载时，在路基施工过程中，局部或全面的剪切破坏可能会发生，进而导致路基的坍塌或不稳定[2]。

3.公路桥梁施工中软土地基施工技术的应用

3.1强夯法

在公路桥梁建设中，强夯法利用重锤自高处自由落下对地基土进行强力压实，以增强地基的密实度和承载力，适用于多种地基类型，如碎石土、砂土、低饱和度粉土和黏性土。此方法在公路桥梁施工中能迅速提升地基的强度和均匀性，减少沉降差异。施工单位依据软土地基的勘察结果制定施工方案和参数，并采用强夯设备对地基进行反复压实处理。在夯实过程中，严格控制夯击能量、频率和深度，以确保地基处理效果。经强夯处理后，软土地基的承载力和稳定性显著提升，密实度、压缩模量等指标均符合设计要求，有效改善了地基的排水性能，降低了沉降量。

3.2排水固结

在软土地基含水量较高的情况下，采用排水固结法通常能更有效地保持控制效果。在地基结构中设置适当的水体，并通过排水系统集中排除软土层中的水分，有助于维持整体的固结水平，提高工程项目的统一控制效果。排水固结主要分为砂井排水和塑料排水带排水两种方式。对于砂井排水，需遵循规范化的操作流程，以更好地解决淤泥软粘土地基的沉降和稳定问题，优化整体工程结构的安全性。砂井的位置距离应在2到4米之间，直径为0.2到0.3米，平面位置可设置为矩形或梅花形。塑料排水带排水因其良好的滤水性能，能维持较为通畅的排水效果，且施工作业工期短、效率高。然而，需要注意塑料排水带可能会出现老化等问题。因此，在施工作业中，必须严格遵循施工标准，避免扭曲、变形、污染等问题。通过使用滤水膜内的平搭接处理控制措施，可以更好地维持整体作业的稳定效果。

3.3换填施工

在片石换填作业中，要遵循“水平分层”的原则，对每一层进行碾压，确保填筑厚度不超过50cm。对于难以分层或分段施工的区域，首先在地基最下层铺设强度较高的片石，保持片石间距均匀，然后在上面铺设一层软质石料，以防止填筑表面出现石块松动和孔洞，从而提高换填质量。在摊铺作业中，大粒径石料的摊铺应采用渐进摊铺法，卸料时遵循“先低后高”和“先两侧后中间”的原则。自卸车在卸料时应匀速前进，施工人员紧随其后，通过推土机或手工对石料进行摊铺整平。细粒径料主要在完成大粒径石料压实后，由自卸车在基面上匀速后退卸料，施工人员再使用推土机完成细粒径石料的摊铺及整平。在人工摊铺活动中，对于粒径超过25cm的石料，我们遵循“大面朝下”的原则进行放置，小块石料应铺设在粒径较大的石料上，然后根据具体情况铺设小石块、石渣或石屑等材料，最终完成摊铺面的有效压实。对于粒径未达到25cm的石料，我们要求所有石料均匀铺设，避免与某一粒径接近的石料过于集中。

3.4堆载预压法

堆载预压技术是在公路桥梁建设前，通过施加超过或等于设计荷载的填土荷载，促使地基固结沉降，进而增强地基强度。这种方法在施工后可以显著减少路基沉降量。在各项施工指标达到设计标准后，卸去荷载，进行后续的路基填筑和路面铺筑。堆载预压法因其操作简便和成本低廉而受到青睐，尤其是利用路堤填土作为堆载材料，可以缩短施工周期，减少施工作业环节，并降低施工成本。然而，这种方法施工周期较长，如果施工时间有限，需要与排水固结等其他施工技术相结合，以提高软土地基的施工效率。堆载预压法适用于处理深厚饱和软土地基，其工艺简单且加固效果良好。在应用堆载预压法之前，需要对路基土层的宏观特性进行分析，将地基土层划分为不同的结构层次，并掌握不同层次的深度和特点。例如，地表层通常深度不超过5米，浅部层深度在2至10米之间，土层结构松散，土质不均匀。基于对地基土层结构的宏观了解，结合相关资料，计算瞬时沉降、固结沉降及次固结沉降，并绘制工程荷载作用下地基土层的沉降变形曲线，包括未经处理的天然地基总沉降量和工后沉降持续时间。若在工程荷载作用下地基沉降量较大且持续时间较长，则可采用超载60%的方式，堆载时间为18个月。在堆载施工后，需要在堆载体内设置多个监测点，全过程监测地基沉降量及其与周边建筑物、构筑物之间的沉降差，并对各项数据进行统计分析，以确保软土地基处理方式满足公路桥梁路基沉降控制要求[3]。

结束语

综上所述，在公路桥梁工程的建设过程中，针对软土地基的处理至关重要，它直接关系到工程的整体质量和综合价值，对社会的持续发展具有深远影响。因此，必须采用有效的地基加固技术，以实现对工程质量的全面控制。这要求在深入了解软土地基成因的基础上，进行细致的策划与分析，从而为我国公路工程的建设与发展提供强有力的支持。

参考文献：

[1]张智杰.软土地基处理技术在公路工程施工中的应用[J].交通世界，2019（27）：66-67.

[2]徐维林.软土地基施工技术在桥梁施工中的应用[J].交通世界，2019（27）：94-95.

[3]孙磊.分析桥梁施工中软土地基施工技术及注意事项[J].建材与装饰，2019（30）：279-280.