道路桥梁建筑施工中软弱地基的处理方法

【摘要】：软弱地基在我国沿海、山区及内卢平原地区分布的比较广泛，给道路桥梁的施工带来了诸多不便和影响，软弱地基的有效处理技术可以给道路桥梁的建设提供有有利的施工条件，很好的满足了道路桥梁的建设。本文就道路桥梁施工中软弱地基的处理方法进行了探讨。

【关键词】：道路桥梁；软弱地基；处理方法

中图分类号：U445 文献标识码：A

1、前言

软弱地基主要包括淤泥软土、杂填土、冲填土，是一种不良的地基，具有

强度低、密度低、水量高、透水性差等特点，由于其稳定性差在施工过程中容易出现地基变形和强度不满足道路桥梁施工的工程需要。因此，道路桥梁工程在施工过程中必须采取科学合理的措施对软弱地基进行一定的处理。而处理的主要目的就是提高软弱地基的强度，将降低工后软弱土质的压缩性，减少基础沉降和不均匀沉降，从而保证道路桥梁施工中软弱地基的稳定性。

2.、道路桥梁施工中对软弱地基处理的常见方法

目前，道路桥梁工程在施工过程中主要是通过碎石桩、换填土、加固管桩、深层密实、排水板、强夯法和加筋等技术处理软弱土地基的，具体施工方法如下：

2.1、水泥粉煤灰碎石桩法

水泥粉煤灰碎石桩法指的是采用冲击、振动或者冲水等方法对软土地基进行打孔，然后再把稳定性比较好的砂或碎石挤压入已成的孔中，形成大砂石，而构成的密实桩体，也就是砂石桩。砂石桩与原有软同组成复合土层，并作为持力层来减小变形、提高地基的承载力。这种方法在素填土、杂填土、粘土等密实度比较低的地基中比较适用，但它的工程成本比较高。为了降低工程成本，大多数工程在施工过程中用水泥代替粉煤灰，而且随着经济的发展，水泥粉煤灰碎石桩法已经开始被广发应用。

图1 碎石桩施工工艺

2.2、换填土法

换填土法适用于淤泥、淤泥质土、素填土、杂填土地基及暗沟、湿陷性黄土、暗塘等的浅层处理。指的是当软弱土地基变形和承载力无法满足工程设计要求，而软弱土层的厚度又比较小的时候，挖去基础底面下处理范围内软弱土层部分或全部，然后分层换填强度较大的砂（碎石、灰土、粉煤灰、素土、高炉干渣）或者其它的没有被侵蚀而且稳定性好的材料，并压（夯、振）实至要求的密实度为止，这种方法在公路构筑物的地基处理中比较常用。垫层的施工方法有机械碾压、重锤夯实、平板振动，这三种方法既可以处理分层回填土，又能够加固地基表层土。换填土法的加固原理主要是根据土中附加应力的分布规律，让垫层承受较大的上部应力，软弱层承担较小的应力，从而来满足地基的设计要求。

2.3、管桩加固法

道路桥梁施工在软弱地基处理中的钢筋混凝土管桩法是目前我国加固地基中最新出现的桩型。主要是在施工现场采用专用机械来对混凝土进行浇筑，通过桩筒的内壁与土体的结合来加大管桩与土体的摩阻力，从而来提高单根管桩的承载力。这种方法的施工周期短，承载力高，耐久性强，经济实用，被广泛的引用于工程中软弱地基的加固处理中。

2.4、深层密实法

深层密实加固软土指的是采用特殊的爆破、挤压、振动、夯击等方法，振密和挤密松软的地基土。它与浅层加固的方法有着一定的区别，主要体现在机械设备方面。这种方法能够使地基土在较大深度范围内得以密实，在工程中使用的较为广泛，主要适用于素填土、粘土、杂填土、等多种软土地基施工中。

2.5、塑料排水板加固法

塑料排水板加固软土地基是一种新工艺、新技术，比较适用于含水量较高的江河湖海和沼泽等周围的软土地基施工，指的是用机械把塑料排水板插入不同深度的软土层中，然后通过特殊的方式进行排水吸水，使软土地基内水份沿塑料板向上渗入到砂垫层中，以此来提高软弱土地基的整体承载力，这种技术施工简单，加固效果好，成本低，经验成熟，近年来被广泛应用到各种水上工程中，

2.6、强夯法

强夯法起源于法国，我国首次使用该方法是在1987的塘沽新港。这种方法是通过将8-30t的重锤吊到8－20m的高度，使其自由落下，利用冲击能力进行强力夯实，降低其压缩性，提高其强度的一种加固地基的方法。实践证明，地基经过强夯处理之后，消除了饱和砂土地基的液化，改善了湿陷性黄土的湿陷性。它的加固深度能够达到5m~15m，地基的压缩性能减小 2~10 倍，承载能力也得到了有效地提高。这种方法延伸了传统的动力固结置换方式，适用于饱和性粘土地基。

2.7、加筋处理技术

加筋处理技术指的是在人工填土的路堤或者挡墙内铺设土工合成材料，或者在边坡打入土锚、碎石桩、树根桩等来提高软弱地基的承载力，这种人工复合的土体能够承受抗拉、抗压、抗剪和抗弯作用，在一定程度上加强了地基的密实度和稳定性。

2.8、堆载预压及排水固结法

堆载预压法是一种最传统的做法。指的是通过在软土地基的表面堆填路基材料，经一定时间重力作用后软土中部分水份和空气被挤压出来，土壤颗粒靠拢，密实度增大，含水量减少。排水固结法是指饱和软弱土体在一定外荷载作用下排水固结，使其孔隙比减小，抗剪强度提高，以达到提高地基承载力、减少工后沉降的目的。

3、某公路的软地基处理分析

3.1、工程概况

辽宁省滨海大道锦州段前三角至北小柳段位于辽宁省西部、渤海湾西北部,地处于辽西山地丘陵区与辽河平原区的交界部位，勘察路线跨越小凌河，所处地貌为单元滨海相浅滩，受小凌河影响，局部冲沟发育，微地貌复杂。路线全长28.1km,沿线年平均气温10℃，年平均降水量 498.7mm，附近海域属不规则半日潮海区。按照一级公路标准设计,路基位于浅海滩上,其路基处理是本项目的一大技术难题。

3.2、路基设计

桥头路段、挡墙基础等软基的处理设计：

(1) 桥头路段，为减少桥头的不均匀沉降，本次设计桥头30m范围采用桩身直径0.6m，双向水泥搅拌桩进行地基的一个加固的处理。

(2) 桥台台后地基的处理范围为30m，挖除耕植土，而且还要整平场地。台后第一排的水泥搅拌桩中心到桥台外侧钻孔灌注桩中心的间距为2m。在台后30m的范围之内水泥搅拌桩出来进行打穿。

(3) 地基软弱层间距为1.3m～1.5m，以梅花形进行布置，其复合地基承载力应不小于100～120kPa。处理宽度为全路幅宽度，并且在坡脚边线会挡墙基础上各自外延一排。

本工程为软土地基路段，道路沿线工程地质较差。为保证道路的使用功能，减少路基沉降，参照《公路路基设计规范》（JTGD 30-2004）公路标准设计，技术标准如下：

工后沉降基准期：15年；

一般路堤处：≤0.3m；

容许工后沉降：桥台与路堤相邻处：≤0.1m。

对本段软弱地层的处理拟采用竖向排水系统，以改变地基原有排水边界条件，借助排水系统增加孔隙水排除的途径，缩短排水距离，在路堤填筑荷载作用下，加快地基土的排水固结速度、缩短加固时间，使地基土的有效固结压力快速增加。竖向排水体采用塑料排水板。具体设计处理方法:塑料排水板(平均长度6.4m ) +2层土工格栅，预压荷载为路堤自重。

4、发展软弱地基处理技术的重大意义

软土地基在我国沿江、沿湖、沿海等经济发达地区分布广泛，在道路桥梁工程施工中，软土地基往往会给施工带来一定的影响，如果不对该问题引起高度重视，将会触发更多不同程度的危害。比如路基的开裂、滑移，路面起伏不平，桥涵通道等人工构造物处的跳车颠簸等。地基处理的主要目的是利用夯碎石桩、换填土、加固管桩、深层密实、排水板、动力固结和加筋等技术对地基进行加固，从而改善地基土的压缩性、振动性和剪切性，使其地基能够符合道路桥梁工程的施工要求。目前，上述技术我国道路桥梁建设工程中使用的比较广发。并且针对柔性基础的地基承载力特性以及公路路基地基破坏机理，已经建立了公路路基和桥涵地基承载力的评价方法和分类体系，这一项目在公路路基和桥涵地基的破坏模式及其承载力确定方面也逐渐迈向国际领先水平。

5、结语

本文中讨论的辽宁省滨海大道锦州段工程是一项比较典型的软弱路基项目，鉴于软弱地基本身的渗透性差、压缩性高、固结变形持续时间长，地基在承受了一定的荷载作用之后会出现大量的沉降和抗滑稳定性不足等问题，这不但降低了道路桥梁的使用价值，同时还会导致修筑后路堤被迅速毁坏，因此，道路桥梁建筑工程在处理软弱地基时一定要加强施工人员对道路桥梁中的软弱地基处理的重视，并严格按照要求施工，使其能够符合工程要求，早日走向国际化。

参考文献

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