试论路桥工程软土地基施工的研究

【摘要】对于路桥工程来讲，地基是承担地基以上的所有荷载的重要基础，地基情况的好坏能够直接影响到公路的稳定性。当前由于施工条件的限制加之软土地基本身所特有的一些特点，致使很多施工单位都不能够有效地解决关于软土地基的问题，最终导致了公路或桥梁的地面遭到破坏、线路下部结构沉陷等情况。本文从软土地基的主要特点及处理原则，讲述了软土地基可能会对路桥工程的路面造成的影响，并分析了路桥施工中软土地基的具体处理。

【关键词】路桥 软土 地基 施工

一、软土地基的主要特点及处理原则

1、软土地基的主要特点

形成软土地基的原因是不一样的，所以其特性也各不相同，但是从总体上来看，可以将其特性总结为以下几个方面：第一，在软土地基中具有加大的天然含水量，其比例为40%--75%；第二，具有较高的压缩性，其压缩系数能够达到0.005～0.02，因为在软土中具有较大的孔隙比例，所以土粒间缺乏稳定的连接结构；第三，其透水性不强，很多软土透水系数为10-7cm/s～10-8cm/s，其缺乏良好的内部渗水条件；第四，软体地基在抗剪强度方面比较低；第五，软土地基具有将强的触变性，其结构强度会因为受到静置历时的作用而出现恢复或降低。

2、处理软土基地的基本原则

在软土地基的处理过程中，主要是从两方面加以考虑，一是使用自然沉降的方法，也就是采用堆载预压的方式来实现地基自然沉降，从而达到最终的稳定，另一种方法则是在软土地基的处理过程中使用的对应工程技术来进行相关处理。在通常情况下，前者虽然具有一定的简便性和经济性，但是在当前的工程建设过程中会受到施工、拨款等相关因素的影响，所以较难实现；而后者能够在工期限制下实现准确、合理、及时的处理，这是施工人员所普遍采用的处理方法。

二、软土地基可能会对路桥工程的路面造成的影响

对于路桥工程来讲，地基是承担地基以上的所有荷载的重要基础，地基情况的好坏能够直接影响到公路的稳定性。当前由于施工条件的限制加之软土地基本身所特有的一些特点，致使很多施工单位都不能够有效地解决关于软土地基的问题，最终导致了公路或桥梁的地面遭到破坏、线路下部结构沉陷等情况，通过对软土地基所出现的问题进行分析我们发现，它所造成的破坏主要体现在以下几个方面：

1、沉降现象

对于公路和桥梁来说，其具有很大的车流量，这样的情况再加上软土地基的不稳定性，就会导致公路或桥梁的线路下部结构出现不均匀的沉降现象，致使公路或桥梁不能够正常运行。

2、侵蚀现象

路桥工程中，路面上所铺设的石、砂以及水泥等路面结构在使用的过程中会受到风雨的冲刷，继而在风力或雨水的浸泡、冲刷作用下出现侵蚀现象。这样的情况会严重的破坏路面的结构以及材料的紧密性。

3、硬化现象

在路桥工程施工的过程中，如果软土地基的处理材料的混合比例不能够符合软土地基的标准，就会导致软土地基出现硬化的情况。造成这样情况的主要原因就是因为混合使用的软土地基的处理材料能够影响软土地基的内部结构的稳定性。

三、路桥施工中软土地基的具体处理

1、软体地基表层施工处理

表层处理通常用于地表面极软弱的情况。该法是通过排水、铺设或增添材料等办法，提高地表强度，防止地基局部剪切变形，保证施工机械作业；同时尽可能把填土荷载均匀地分布于地基上。属于这类处理方法的有：表面排水法、砂垫层法、铺设材料法、添加剂法等。

1.1 表层排水法

对土质较好因含水量过大而导致的软土地基，在填土之前，地表面开挖沟槽，排除地表水，同时降低地基表层部分的含水量，以保证施工机械通行。为了发挥开挖出的沟槽在施工中达到盲沟的效果，应回填透水性好的砂砾或碎石。

沟槽布置要考虑利用地形自然坡度排水；填土沉降要注意坡度的变化；不使来自四周挖方部位的地表水、渗透谁侵入填土；沟槽的间隔要进可能加密，以增大排水能力，即使有部分沟槽的被切断也不会妨害整体排水。

沟槽的构造沟槽尺寸一般取宽0.5m，深0.5～1.0m。填土之前在沟槽内用透水良好的砂回填成为盲沟。纵向盲沟一般沿道路纵向或中央纵向开挖，横向盲沟一般间距10～15m布置。沟槽内埋设多孔排水管时，必须用优质反滤层加以保护。

1.2 砂垫层法

对于地基上部软土层极薄且含水量大时，在软土地基上敷垫层0.5～1.2m左右的砂垫层。这样可达到固结软土层，使砂垫层起到上部排水槽的作用；同时，砂垫层又成为填土内的地下排水层，以降低填土内的水位；在进行填土及地基处理施工时，为施工机械提供良好的通行条件。

如采用机械施工，在确定砂垫层厚度时，应考虑机械的重量，轮胎对地面接触压力，偏心程度及软土地基表层强度等。在极软地基上，仅用砂垫层来确定大型施工机械的通行，往往需要较厚的砂垫层，是不经济的，所以常与表层排水或铺垫材料等法并用。

砂垫层施工时应设房样板。摊铺作业一般采用自卸汽车与推土机联合操作。要尽量做到均匀一致。用透水性差的粉土做填料时，其坡脚附近的砂垫层一旦被土覆盖，就有可能妨碍侧向排水，因此对砂垫层的端部要妥善处理。

1.3敷垫材料法

对于地基土层不均匀，可能发生局部不均匀沉降和侧向变位，可利用所铺垫材料的抗剪和拉抗力，来增强施工机械的通行，均匀地支承填土荷载、减少地基局部沉降和侧向变位，以提高地基的支承能力。铺垫材料主要有化纤五纺布、土工布、玻璃纤维格栅等被广为采用。

1.4添加剂法

对于表层为粘性土时，在表层粘性土内深入添加剂，改善地基的压缩性能和强度特性，以保施工机械的行驶。同时也可达到提高填土稳定及固结的效果。添加材料通常使用的是生石灰，熟石灰和水泥。石灰类添加材料通过现场拌合或厂拌，除了降低土壤含水量、产生团粒效果外，对被固结的土随着时间的推移会发生化学性固结，使粘土成分发生质的变化，从而促进土体稳定。

2、粉喷桩加固施工

2.1 施工设计

粉喷桩施工前应准备下列施工技术资料：施工场地的工程地质报告，土工试验报告，室内配比试验报告，粉喷桩设计桩位图，原地面高程数据表，加固深度与停灰面高程以及测量资料等。

场地平整、清除障碍、如场地低洼，应回填粘性土；施工场地不能满足机械行走要求时，应铺设砂土或碎石垫层。若地表过软，则应采取防止机械失稳措施。

施工机具准备，进行机械组装和试运转。

粉喷桩的施工工艺根据设计要求的配比和实测的各项施工参数通过试桩来确定。试桩一般为5根，通过试桩来确定钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷气压力、单位时间喷粉量等。

粉喷桩所用的水泥应符合设计要求，并用产品合格证，并经室内检验合格才能使用，严禁使用受潮、结块变质的加固等料。

2.2 施工注意事项

2.2.1 控制钻机下钻深度、喷粉高程及停灰面，确保粉喷桩长度。

2.2.2 严禁没有粉体计量装置的喷粉机投入使用。

2.2.3 定期检查粉喷桩的成桩直径及搅拌均匀程度。对使用的钻头定期复核检查，其直径磨耗量大得大于2cm。当钻头提升至地面以下0.5m时，喷粉机应停止喷粉。

2.2.4 当喷粉成桩过程中遇到故障而停止喷粉，在第二次喷粉接桩时，其喷粉重叠长度不得小于1m。粉喷桩施工时，泵送水泥必须连接，固化材料的用量以及泵送固化材料的时间应有专人记录，其用量误差大得小于±1%。

3、竖向排水固结法施工

在粘性土地基中设置垂直的排水柱，以缩短排水距离，促进地基排水固结，增加抗剪强度。由于垂直排水柱所用材料不同，分为砂井和纸板排水两种。砂井排水根据砂井的施工方法不同，可分为打入式、振动式、螺旋钻式、水射式及袋装式等。本法很少单独使用，多与加载法或缓速填土法并用，对层厚大，均质的粘土地质最为有效；对泥炭质地基效果稍差。

3.1 施工设计

地基处理范围，为了稳定，以填土坡面下为处理对象；为防止沉降，主要以路基顶面宽度下作为处理对象。设计排水砂井时，首先假定施工方法、砂井直径、排水距离和改良范围。然后进行稳定及沉降计算，若不能满足时，修正假定数据，再进行计算。注意事项：查看是否有砂层存在；防止扰动四周土壤，避免降低透水性或地基强度。宜取尽可能宽的排水间距。一般情况水平向固结系数Ch为竖向的固结系数CV的数倍，但是由于砂井打设方法不同，实际CH只能达到CV甚至小于CV的值；砂井中的砂，在固结过程中起到排水通路的作用，因此必须长期发挥良好的透水性能。通常采用干净优质的粗砂。

3.2 施工方法

铺砂。在砂井施工之前，地表面先铺一砂垫层。并设置排水沟，使填土内不致有较高的地下水位。

打入排水砂井。其方法有打入式、振动沉桩式、射水式、螺旋钻进式及袋装式等。无论何种方式一般的沉入深度为15～20m，超过这一深度工程费用明显增大。

参考文献：

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[2]吴东升 路桥工程软土地基施工技术的要求[J] 中国科技博览 2012（17）

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