李志超

（石家庄市公路桥梁建设集团有限公司，石家庄 050000）

1 软土地基的特性

软土地基最大的危害在于其承载力无法满足承载物件的要求，或者完工后易发生地基不稳现象，导致工程整体地基受到破坏，因此，要合理处理软土地基，避免出现路基失稳或者开裂等问题，以保证工程安全及质量。相比普通地基，软土地基体现出以下几个特性。

首先，非线性与非弹性。线性变化是指在规定应力限度范围内除掉钢筋、混凝土应力后地基能够很快恢复到原本状态。而在软土地基区域作业即使在去除应力后，也很难恢复到地基原本的状态，这个过程就是地基发生了非弹性变化，体现出非线性特性[1]。由于软土地基具有非线性与非弹性的特性，因此，对软土区域的变形预测存在较大难度，无形中增加了施工的困难程度。

其次，各向异性。软土结构需要经过多年的沉淀才能慢慢形成，由于形成过程中土壤堆积之前会覆盖之前的土壤，且每层土层均有着不同的性质，因此，软土结构具有明显的分层特性，结构上呈现出显著的各向异性。但处于同一层的土壤结构形成时间大致相同，因此，没有明显区别[2]。

2 道路桥梁工程中软土地基发生不均匀沉降的原因

具体而言，在道路桥梁工程中软土地基发生不均匀沉降的主要原因包括以下几个方面。

2.1 工程结构本身不合理

道路桥梁工程设计阶段会涉及多项内容，包括地质地理、环境因素、结构特点等，需要结合工程的实际情况进行综合考虑，最终设计出更加科学、合理的工程结构设计方案，从而保证后续施工过程中的安全性及工程质量。但是很多道路桥梁工程在设计阶段，设计师无法到工程现场进行详细勘验，甚至未充分掌握工程的长、宽、高等具体数据，导致道路桥梁工程结构不合理，结构受力不均匀，软土地基处理方案不合理，最终出现地基不均匀沉降问题。此外，工程基础设计刚性不足也会导致道路桥梁工程发生载荷不均匀的现象[3]。

2.2 地质勘察数据不准确

上文提到道路桥梁工程设计环节需要参考多个方面的专业数据，才能保证设计方案的合理性，而地质勘察数据信息则会对设计方案的合理性产生直接影响。因此，工程设计前需要对工程施工区域的地质条件进行详细勘测，并将勘测结果作为后续工程施工的主要参考依据。然而在实际工程中地质勘测数据准确度不够的问题十分常见。勘测数据不准确导致设计方案不合理、施工组织不科学等一系列问题，最终引起软土地基发生不均匀沉降[4]。

2.3 施工过程不合理

施工过程不合理同样会导致道路桥梁工程软土地基发生不均匀沉降，特别是工程本身载荷较大，施工过程的影响更加明显。通常情况下，工序越靠后，导致路基发生不均匀沉降问题的概率越大，因此，施工过程中要合理控制施工过程，科学设计施工工序，最大程度上降低施工环节造成的地基发生不均匀沉降的概率。施工过程中尤其要注意一点，即台背填料施工也会导致道路桥梁工程软土地基发生不均匀沉降。具体施工过程中，诸多因素均会对台背填料的施工质量产生影响，包括施工原料、施工环境、施工工序的变化等。如果施工单位为了降低工程成本而压缩台背填料用量，或者精简施工工序，就会导致台背真料压实度不足的问题，最终引起软土地基发生不均匀沉降[5]。

3 软土地基道路桥梁不均匀沉降防治技术

针对软土地基道路桥梁易发生不均匀沉降的问题，可以采用下列技术措施进行处理。

3.1 CFG桩技术

CFG桩即水泥粉煤灰碎石桩技术，即在软土地基中打入无缝钢管并浇筑混凝土，以起到改善地基强度、避免发生不均匀沉降的目的。施工过程中，无缝钢管需通过振动力、锤击力、静压力等方式打入地基中的指定深度，打入钢管后，再在地基中浇筑预先拌制好的混凝土，并进行振捣，混凝土密实度达到要求后再将无缝钢管慢慢抽出，混凝土凝固后就会形成复合桩柱[6]。CFG桩不仅改善软土地基强度效果好，且由于不用使用钢筋笼，所以CFG技术成本更低，因此，在道路桥梁工程软土地基治理中的应用十分普遍。

3.2 水泥粉喷桩技术

水泥粉喷桩技术主要将各种固化剂按照不同的比例进行混合、搅拌，混合料与软土充分融合，固化后即可形成复合地基。常用的固化剂包括混凝土、石灰等，经水泥粉喷桩技术处理过的软土地基具有更高的稳定性与整体性，能够在最大程度上改善软土地基的性能，为后续施工打下良好基础，减少不均匀沉降问题的发生。

3.3 土体置换技术

土体置换技术主要应用于沼泽、淤泥等地基不合格的路段，该方法主要是将道路工程施工现场不符合施工条件的软弱土层挖出，再将性能强、强度高、稳定性强的材料填充进去，通过土体置换提高软土地基的排水固结能力，以减少地基发生不均匀沉降的概率，提高软土地基的承载能力。砂性土是常用的置换材料，如果软土地基范围大、位置深，则可以用灰土搅拌桩施工机械把固结材料、石灰、水泥等填充到地基软土位置进行搅拌，促进软土地基硬化，提高地基强度[7]。

4 软土地基道路桥梁不均匀沉降防治工程实例

4.1 工程标准

某道路桥梁工程路线全长约1.865 km，其中某路段位于冲海积平原地貌区，施工现场软土分布十分普遍，软土层厚度在1～20 m不等，直接影响到路基的稳定性。因此，经过现场勘察、设计方案的比较，最终确定采用水泥粉喷桩技术进行软土地基部分的加固。施工完成后软土地基的沉降要满足以下要求：桥梁路堤相邻处沉降不超过0.1 m，箱涵、盖板涵处沉降不超过0.2 m，一般路段沉降不超过0.3 m，而沉降引起的施工变化率要控制在4%以内。施工过程中填筑时间不得小于地基抗剪强度增长需要的固结时间，路堤中心沉降24 h内不得超过10～15 mm，边桩位移不得超过5 mm。铺筑软土地基路面时，要在地基沉降稳定后再进行施工，并通过双标准控制方法进行控制，推算出施工之后的沉降量，保证工程沉降不超过设计值允许范围。针对软土地基的沉降进行两个月以上的连续观察，每个月沉降不超过5 mm后方可开挖路槽，并进行路面的铺筑。

4.2 软土地基施工方案

本工程采用水泥粉喷桩技术进行施工，桩身凝胶剂采用普通硅酸盐水泥，施工前采集最软弱土层试样进行配比试验，以确定胶凝剂与外加剂的掺入量，保证水泥土强度，确定合理的配合比。本方案中初定胶凝材料掺灰量不小于加固土体质量的18%，水灰比0.55～0.62，试块28 d桩体无侧限抗压强度需要达到1.0 MPa，90 d桩体无侧限抗压强度则需达到1.6 MPa。由于本工程地下水具有腐蚀性，因此，根据水样化验报告现场试验确定水泥品种、掺入比、水灰比、外掺剂等。本工程所用到的施工机具包括深层搅拌机、灰浆泵、计量设备等，施工前需针对施工机具进行现场验收，查看施工机具的外观、性能，以保证施工进度顺利推进。配合比、施工机具准备完毕后即进行试桩施工，水泥粉喷桩主要采用工艺性试桩，以对地质资料、设备、工艺等进行复核，并确定施工顺序、水泥掺量、水灰比、泵送时间、泵送压力、搅拌机提升速度、下钻速度、复搅深度等指标；并针对桩身承载力、沉降等指标进行验证。本工程中每个地质接近路段试桩数量都在5根以上，试桩完成后再对试验桩进行复合地基承载力试验及单桩承载力试验，试桩数量均为2根，试桩结果均与工程设计要求相符，可开展大面积施工。

4.3 施工流程

施工机具就位、调试好后，将喷浆搅拌下沉至设计深度，将搅拌机提升至孔口。施工过程中由中间向外围进行，或由一边向另外一边施工，采用四搅二喷工艺，合理控制钻头下沉速度及提升速度，以保证加固深度范围内土体任何一点均能够被搅拌至少20次以上，搅拌施工时停浆面要高于桩顶设计高程50 cm。

在开挖基础或边坡时，针对施工质量较差的桩段，或者桩顶以上的土层，均采用人工挖除。施工过程中，搅拌桩桩机地底盘要保持水平，导向架则保持竖直，桩位偏差不得超过桩径的20%，搅拌桩的垂直度偏差严格控制在1%以内。施工过程中如预制好的浆液因故搁置时间大于1 h，则视为废浆处理不得再次使用；施工过程中前后台要密切配合，避免断浆。如因不可避免因素影响发生断浆，而需将搅拌机下沉1 m后再恢复压浆，然后再进行注浆搅拌，以保证施工的连续性。本项目软土地基的含水量较高，因此，施工过程中采用高速自动化制浆系统进行施工，以保证浆液稳定的重度及均匀性，最大程度上减少人工制浆过程中搅拌不均匀的问题，保证施工质量。

4.4 路基沉降监测

上述环节施工完毕后需要针对软土地基进行路基沉降监测分析，以监测软土路基的稳定性，合理控制填土速率；推算施工后的沉降量，确定准确的路面铺筑时间；全面了解新负荷作用下软土地基的附加应力变化情况。主要监测内容包括地基承载力检验、沉降板沉降观测等，根据测试结果绘制荷载与沉降量曲线，分析沉降量与时间的曲线关系。对软土路基的承载力进行分析，利用沉降板监测路基沉降，控制加载速率。分析监测结果可知，本工程软土地基经过处理后地基承载力均满足设计要求，处理后的路基沉降符合施工图设计要求。

5 结语

总之，交通运输产业的飞速发展，使得人们对于道路桥梁工程质量的要求越来越高。软土地基是影响道路桥梁工程质量的重要因素，因此，要加强软土地基的治理，避免发生不均匀沉降问题，保证道路桥梁工程质量。多种因素均会导致软土地基发生不均匀沉降，包括结构设计不合理、施工不合理、地质勘察数据不准确等，实际工程中，要做好施工前期的设计准备工作，仔细勘察地质数据，结合工程实际条件选择合适的软土地基处理技术。施工过程中加强质量监督，积极预防软土地基发生不均匀沉降。