李禄

山西振兴公路监理有限公司 山西太原 030032

我国国土面积辽阔、地质条件复杂，部分地区土层经长时间受到雨水、地下水体侵蚀致使粉质土层不断堆积，形成稳定性较差、粘结性偏低的软弱土层。公路桥梁基础为此类软弱土层，会降低基础部分的牢固性，极有可能造成路基不均匀沉降、坍塌等质量缺陷乃至较为严重的安全事故。为了保证公路桥梁施工正常、有序进行，提升公路桥梁后续通行的安全性、耐久性与舒适度，需高度重视软土地基的处理，在工程建设前对路基承载力、土质特点及地质条件等进行实地勘察，在获取工程及地质资料的基础上科学制定施工组织方案、合理选择软土地基处理技术，提高公路桥梁工程整体质量特性，进而充分发挥软土地基施工技术在公路桥梁施工中的作用。

1 公路桥梁施工中软土地基的特点

我国公路行业规范将软土地基定义为结构性较低、空隙率较高且一般含有一定量有机物质的软弱土层。通过梳理相关文献及工程资料，总结公路桥梁施工中软土地基三大特点，具体如下：

1.1 土质结构复杂

在自然及人为因素的作用下，部分区域会形成不同结构的软弱土层。如在河流、海水覆盖的较为稳定的区域，会形成具有高含水量特征的且以与淤泥为主的软弱土层；在海水及河流覆盖的不稳定区域，因水体冲刷、侵蚀会形成以淤泥与沙泥冲积交互的软弱土层；在人类活动开发的影响下，如围湖造田、城市建设等，会导致区域周边形成新填的土石层[1]。由此可见，公路桥梁施工中软土地基土质结构复杂、成因多样，不同结构的软土地基其处理技术、关键环节等不尽相同，如果处理技术选择不合理、施工组织方案不科学，再加上软土地基稳定性差、承载力偏低，不能达到路基及桥梁基础持力层强度、物理学性能标准，很容易在实际施工中发生不均匀沉降问题，降低公路桥梁主体工程的稳定性与耐久性。

1.2 结构性较差

在近山坡地带的公路桥梁工程，一般以换填施工改善软土地基结构性与抗剪强度，衡量换填施工质量的关键指标之一便是压实度。通常情况下，换填土体压实度越大，空隙率越低、压缩量越小，在纵向上透水性与天然土体持平，在横向上压透水性略大于垂直方向，基本可以达成地基承载强度。

1.3 承载力偏低

一般情况下，地基承载力衡量指标包括地基强度、地基变形。地基强度是指在公路桥梁通行过程中地基牢固、稳定，不会发生剪切性破坏；地基变形是指影响公路桥梁工程主体结构安全性及正常使用的变形。天然、密实地基的强度较高、沉降变形量较小，但软土地基因其土质松软、含水量较高，再加上含有一定量的有机物质，在实际施工中即使初期强度达到设计标准，在实际施工中仍需要对其强度、变形量等进行实时监测，主要原因在于软土地基承载力较低，如果在实际施工中通过加大基础接触面积的方式降低公路桥梁对软土地基的压强，极有可能因主体结构自重增加延伸压力范围与深度，进一步降低软土地基承载力、强度及稳定性，极有可能为后续通行埋下安全隐患，甚至会导致工程主体结构出现裂缝、塌陷等质量问题，不仅会降低工程经济效益，而且会影响工程的服务质量[2]。

2 软土地基对公路桥梁施工的影响

由于软土地基承载力偏低，极有可能为公路桥梁施工埋下安全隐患，并导致公路桥梁施工出现质量缺陷。综合来看，软土地基对公路桥梁施工的影响体现在以下两个方面：软土地基处理是公路桥梁施工中的关键环节，若想切实提升软土地基的稳定性与承载力，既需要注重软土地基处理技术的合理应用，又需要科学组织施工工艺操作流程，具体如下：其一，侵蚀路面。软土地基压缩量大、强度低、空隙率高且含水量较大，在公路桥梁工程施工中会对施工质量及安全造成不良影响，尤其是雨期及降水量较大的区域，路堤长时间受到雨水的侵蚀、冲刷以及浸泡会出现变形问题，严重时会导致路面出现裂缝，不仅会缩短公路桥梁工程使用寿命，还会影响其通行的安全性；其二为路面沉降。此为公路桥梁软土地基施工中最为常见的问题之一，如果在实际施工中对软土地基处理不到位，加固方式不科学，且未能根据实际施工情况、软土特点等选择适宜的施工方法，再加上施工现场人员专业技能不足、质量管控力度较低，便既有可能导致公路桥梁基础部分沉降不均匀，进而导致主体结构出现较大裂缝，影响到公路桥梁工程的稳定性与安全性。由此可见，在公路桥梁施工中科学应用软土地基处理基础是保障工程安全性的必然选择[3]。

3 软土地基施工技术在公路桥梁施工中的应用

3.1 真空联合堆载预压技术

真空联合堆载预压技术是真空预压技术与堆载预压技术的有机整合，吸取两项技术优势，适用于软土地基较深的公路桥梁工程施工段。考虑到部分软土地基承载力过低、压缩量过大，施工机械无法就位作业，需要在原有土层上加设土工布、土工格栅，铺设风化料并达到机械作业所需强度后进行机械施工。真空联合堆载预压技术要点为：①在工作垫层之上摊铺以无杂质、级配良好、含泥量不超过5%中粗砂为原材料的垫层砂，厚度以0.5m为宜；②检查塑料排水板表面平整度、有无划痕、延伸性及抗拉强度等。检查滤膜规格、物理学性能等是否符合设计标准，检查无误后将塑料排水板头埋置于砂垫层中；③对塑料排水板进行整平，呈矩形布置真空滤管并连接管道，在其上摊铺20cm厚度砂垫层；④以帷幕墙、压膜沟等提升真空预压区密封性能，安装射流式真空泵及观测仪器，并在加固区四周设置围堰，以水的形式进行堆载；⑤在抽气过程中，每间隔4h测读一次泵与膜下真空度。当抽气至恒载时测度一次代沉降值。同时在抽气过程中保证连续，做好监测记录。

3.2 排水固结技术

排水固结施工技术是指以竖向排水体排出软土颗粒间隙中的水分，使软土颗粒固结并显著提升软土地基强度、粘结性的加固技术。公路桥梁工程施工中排水固结施工技术要求为：其一，切实做好测量放线工作，精准确定中桩、边桩位置与高程，规划好软土地基的处理范围；其二，保持软土地基施工作业面无水，清除软土地基处理范围内的植被、烂根等有机杂质。如果公路桥梁工程处于淤泥上方，需要清除30至50cm淤泥；其三，在淤泥表层填筑宽出路基坡脚1.5m、厚度在30至50cm范围内的土方并进行夯实处理，保持压实度在86%至90%范围之内；其四，严格控制砂垫层铺设材料质量，借助推土机等机械设备铺设厚度高于60cm且宽度多出路基坡脚1.5m的砂垫层；其五，将塑料排水板布置为等边三角形，复核塑料排水板位置且准确无误后立即填筑30cm土方并夯实，保持压实度在93%以上。同时，每隔100至150m在结构基础、桥头、软基路基横断面位置设置三块以上沉降板，在路基坡脚位置设置沉降观测边桩，在铺设土工格后进行路基填筑，完成后每隔7d观测一次路基沉降值，如果超过预定范围需立即停止施工再次对软土地基进行处理。

3.3 垫层施工技术

垫层施工技术是指在路基底部铺设一层强度较高材料以提升软土地基结构性的施工技术。垫层材料的选择与软土地基结构特点、物理学性能、工程建设要求及技术标准等相关，垫层的厚度也需要根据实际情况而定。综合来看公路桥梁工程建设中软土地基垫层施工技术方法如下：首先，在填方或土路基上铺设厚度约为14cm的碾压碎石基层，该环节对材料的消耗量较小，要求碎石级配优良、无粗细颗粒离析问题，含水量以高出材料天然含水量1%为宜[4]；其次，碾压碎石层夯实后对其进行检查验收，保证基底层不被破坏且碾压碎石层表面平整；再次，根据实验室配比确定单位面积水泥稳定砂用量，以石灰粉在软土地基处理区域内划线，在每一格内放置袋装水泥稳定砂。在水泥稳定砂摊铺时以推土机及人工方式进行作业，先借助推土机将水泥砂浆摊铺在碾压碎石层表面，表面大致平整后改为震动压路机稳压1至2次，再借助推土机与人工作业方式进行找平，直至水泥稳定砂摊铺厚度达到设计标准。最后，以震动压路机为机械设备，采用全轮错位法进行碾压，搭接15至20cm，反复碾压6次以上，直至水泥稳定砂表面平整、光滑。

3.4 换填施工技术

换填是指将挖除或部分挖除软弱地基层，采用透水性能较好的材料进行回填。在公路桥梁工程施工中，换填施工是一种操作简单、效果优良的软土地基处理技术，适用于软基层为1至2m的沼泽地。公路桥梁施工中软土地基换填施工注意事项为：①根据基坑开挖深度选择相应的开挖施工方法。通常情况下，如果基坑开挖深度小于2m，可以直接使用挖掘机、人工作业方式进行基础开挖。如果基坑开挖深度超过2m，需要遵循先端部再中心的施工顺序，在施工现场修筑临时运输通道以便于自卸车运出土方；②在基坑开挖前需对基坑底部进行清理，如果软弱土层处于路基坡脚范围之内，需要将软弱土层全部清除，且采用阶梯式基坑断面。如果路基穿过软弱土层，需要清除路基坡脚范围内的软弱土层。如果软土压缩性较高，可以延伸护坡道，使其高于软弱土层；③根据软弱土层的类型确定路堤填筑高度、换填施工方法。通常情况下，如果软土为沿海软土且路堤填筑高度不超过3m，可采取部分换填施工方法，基坑开挖深度低于2m。如果沿海软土路堤修筑高度超过3m，需挖除路堤底两层淤泥，每边挖3m宽。如果软土为内陆平原淤泥土质，需将淤泥全部挖除换填渗水土。如果软土为山前型软土，需挖除泥炭皮并抛填片石沉落至基础底部[5]。

3.5 深层搅拌施工技术

深层搅拌施工技术是指借助现代化搅拌机械设备将固化剂与软土地基内的软土成分进行深层搅拌，使固化剂与软土成分充分接触、融合并固结，进而提升软土地基结构性强度及稳定性的施工技术。公路桥梁工程中应用深层搅拌施工技术对软土地基进行处理具有机械设备简单、人工劳动量较少、固结效果较好的显著优势，但如果搅拌时间设置不合理、固化剂使用不足便会大幅度降低软土地基加固效果，甚至会对原有的土质结构造成不可逆损害。为此，在应用深层搅拌施工技术时需把握以下要点：其一，清除软土地基处理区域内的所有障碍物与杂质，如果地基底部不平整，需以粘性土料进行找平；其二，根据施工场地实际情况及施工需求确定灰浆泵输送量、输送速度等参数；其三，在实际施工中以深层搅拌机自重将搅拌机叶片下沉至加固深度，采用边搅拌边喷浆的方式保持搅拌机叶片下沉、上提，采用重复上提及下沉的方法形成一根柱状加固体，重复上述步骤按照顺序搭接柱状加固体，最终形成块状加固体；其四，在施工中需要加设防离析措施，保持搅拌机提升的速度与次数连续、均匀，如遇到较硬土层可以进行冲水，但需要把握好水量，避免冲水影响深层搅拌桩桩身强度。

4 结语

综上所述，软土地基具有结构性较差、承载力较低、土质结构复杂的问题，如果在公路桥梁施工中对软土地基处理不到位，或因前期实地勘察不细致、设计阶段未考虑不同类型软土地基施工处理差异性，将会导致路面沉降、主体结构产生裂缝等较为严重的质量缺陷。为此，需对公路桥梁施工中软土地基的处理及加固予以高度重视，根据工程所在地地下水活动情况、地质条件、软弱土层特点等科学制定施工组织方案、合理选择真空联合堆载预压、排水固结、垫层、换填及深层搅拌施工技术，同时要加强对软土地基施工质量的控制及安全管理，在发挥软土地基施工技术应用价值的同时切实提升公路桥梁工程整体的稳定性、耐久性，进而保证工程后续运行的安全性、舒适性及坚固性。