文／田柳斐 浙江交工路桥建设有限公司 浙江杭州 310000

引言：

在我国，软弱地基处理技术的发展经历了不断创新和发展的历程。从最初的简单填筑法、灰土法到目前应用广泛的孔内深层强夯法、砂垫层技术等，不断推动着技术水平的提高，以更好地应对不同地区的软弱地基处理问题，确保道路桥梁工程的安全稳定运行。

1.软弱地基处理的概述

1.1 处理软弱地基的作用

地基作为桥梁和地面之间的关键连接部位，它的强度和稳定性直接决定了道路桥梁的使用寿命和安全性。软弱地基通常指的是土壤质地比较松散、稳定性较差的地基，如果在不经过加固处理的情况下，直接进行道路桥梁的施工，会导致道路桥梁在使用过程中出现变形、下沉等情况，严重时可能会导致道路桥梁的崩塌。因此，处理软弱地基可以提高道路桥梁工程项目的稳定性，保证施工过程中的安全性。除了提高地基的承载力和稳定性，处理软弱地基还能够减少地基对环境的影响，保护生态环境[1]。在施工中采用绿色环保的地基处理技术，如孔内深层强夯法、管桩加固等，不仅能够提高工程的效率和质量，还能够减少对环境的影响，符合可持续发展的理念。

1.2 软弱地基处理的目的

道路桥梁工程的安全稳定性和长期使用效果与其地基基础密切相关，为了保证道路桥梁工程的质量和稳定性，必须对软弱地基进行处理。软弱地基处理的目的有以下几个方面：

（1）优化地基的抗震性能。地震是一种自然灾害，对建筑物的安全性造成威胁。软弱地基在地震时的抗震性能较弱，需要通过处理方法来提高其抗震性能，确保道路桥梁工程的安全性。

（2）提高地基的透水性能。软弱地基通常具有较差的透水性能，容易造成地表积水等问题。在处理软弱地基时，应该采用合适的方法，提高地基的透水性能，以确保道路桥梁工程的使用效果。

（3）提升地基抗变形特性的能力。软弱地基在承载荷载时容易发生变形，导致地基不稳定。因此，在处理软弱地基时，需要采用适当的方法提升地基的抗变形能力，确保其稳定性。

（4）优化土体强度剪切特征。软弱地基的土体强度通常较弱，容易在承载荷载时发生剪切破坏。在处理软弱地基时，需要采用合适的方法优化土体强度的剪切特征，提高其稳定性。

（5）降低土地的压缩性，保证地基的沉降量在规定标准中。软弱地基在承载荷载时容易发生沉降，导致道路桥梁工程项目的不稳定。在处理软弱地基时，需要适度降低土地的压缩性，确保地基的沉降量在规定标准中[2]。

（6）消除或减少地基变形情况。软弱地基容易在承载荷载时发生变形，导致道路桥梁工程项目的使用效果下降。因此，在处理软弱地基时，应该采用合适的方法消除或减少地基变形情况，保证道路桥梁工程的合理化使用。

1.3 软弱地基的处理原则

在道路桥梁工程建设中，应优先选择使用天然地基，以保证地基的稳定性和安全性。如果遇到淤泥性质的土体，应将上层土体作为地基的主要支撑，以提高地基的承载能力和稳定性。如果上层土基稳定性较弱，需要在施工处理中格外谨慎，以防对淤泥性质的土体造成影响。如果施工位置布满建筑废料和施工垃圾，但土地层足够坚固，应对该位置进行有效处理，并将其作为具体的施工地基选择。对于软弱地基，应结合多种合理措施进行处理，不仅需要重新验算其物理特性，还需要从土地的渗水性和沉降性两个方面进行优化处理，以有效增强土体的载荷能力。在处理软弱地基时，还要考虑排水性能、土基变形和抗震能力等方面，这些方面均需要强化处理，以保证地基的稳定性和安全性[3]。

2.软弱地基处理的沉降预测和控制

沉降预测是指通过对地基沉降情况进行分析和计算，预测未来的沉降趋势和量值。在施工前，需要对地基进行充分的勘探和调查，了解地基的性质、厚度、土层分布等信息，并根据这些信息进行沉降预测。预测的结果可以为后续的处理和施工提供重要的依据，同时也可以避免后续施工过程中因沉降过大而导致的问题和事故。沉降预测通常采用有限元分析法和理论计算法，以确定地基的沉降量和分布情况。在预测过程中，需要考虑多种因素，如地基土质、荷载条件、施工方式等。根据预测结果可以制定出科学合理的处理方案和施工计划。在施工过程中，还要对地基沉降情况进行实时监测和数据记录，以及时发现地基沉降情况，并根据监测数据进行调整和控制。监测设备一般包括测斜仪、测孔仪等，它们可以实时监测地基的沉降情况，并记录监测数据。针对监测数据，可以及时调整施工方案，采取相应的措施进行调整和控制。

3.道路桥梁施工中软弱地基处理常见方法及相关技术

3.1 换填土处理方法

换填土处理技术适用于处理杂填土、素填土和淤泥性质土地等类型的软弱地基。该方法的步骤是首先挖掘软弱地基土层并进行分层处理，其次选用强度和稳定性更优的建筑材料进行处理。在填土夯实后，软弱地基可以满足道路桥梁工程建设项目施工标准要求，有效保障施工安全。换填土处理方法具有明显的优点，能够提高地基的稳定性和承载力。同时，该方法还能根据实际需要选用不同的填土材料，以达到最佳的处理效果。实施该处理方法前需要进行充分的地质勘察，以确定地基的物理和化学性质[4]。接着，进行彻底的挖掘和分层处理，确保软弱层与垫层之间的分界面明确，并进行必要的整平和清理工作，以确保填土能够均匀夯实。填土材料需要选用强度和稳定性更优的建筑材料，以保证填土后软弱地基的稳定性和承载力能够得到有效提高。最后，进行填土夯实处理，使其达到规定的密实度和承载力，以确保软弱地基可以满足道路桥梁工程建设项目施工标准要求。此外，在处理过程中需要按照土层中相关附加应力的实际分布规律来进行处理，以保证软弱层承受的应力比垫层承受的更弱，从而确保施工安全和工程质量。

3.2 密实加固方法

3.2.1 动力固结法

动力固结法适用于不同类型的土壤，如砂土、碎石土和粘性土等。该方法通过在适当的落地距离中使用重锤对土层进行夯击，从而施加巨大的冲击能量，达到对基土进行密实加固的效果。在施工过程中，采用重复的夯击方式，经过多次动力固结处理，可以有效地排列和重组土壤中的颗粒结构，使得基土的性质更加稳定、严密，从而将土壤的压缩性有效减低，大大提高基土的质量。动力固结法在软弱地基处理中的优点在于操作简单、施工速度快、处理效果好、适用范围广，且可根据实际情况进行调整。此外，动力固结法还能够有效减少地基沉降和加快地基的固结凝结速度，从而提高道路桥梁工程项目的施工安全和质量。需要注意的是，在进行动力固结法处理时，应根据实际情况合理选择夯击频率和冲击能量大小，避免对周边环境和建筑物造成不良影响。此外，还需进行严密的监测和检查，确保处理效果符合相关标准和要求[5]。

3.2.2 深层密实加固

相对于浅层密实度加固方式，深层加固方式应用到的相关机械设备要求更高。在夯击的过程中，深层加固方法需要使用更大的冲击能量，因此使用的重锤也要更重。在震动加固过程中，需要使用更高功率的震动器。而在爆破加固过程中，则需要应用更高精度的爆破技术。深层密实加固的优点在于，它可以更彻底地加固软弱地基，从而确保基础的稳定性和承载能力。这种方法可以有效地排列和重组土壤中的颗粒结构，使基土性质更加稳定和严密。在深层加固过程中，压缩性也能有效减少，大大提高了基土的质量。此外，与浅层密实度加固相比，深层加固方法的加固效果更加持久和可靠，可以满足更高的施工标准要求。

3.2.3 高压喷射注浆法

这种方法通常需要在钻孔的基础上，使用带有喷嘴的注浆管进行注浆，利用高压设备使浆液成为20Mpa 以上的高压射流，从喷嘴中喷射出来冲击破坏土体，然后注入建筑材料，最终达到提升基土密实度的目的。相比于其他密实加固方法，高压喷射注浆法的优势在于可针对较深层次的基土进行加固。同时，由于高压喷射注浆法不需要对基土进行挖掘，因此可以避免对施工场地的破坏和污染。然而，高压喷射注浆法也存在一些局限性。由于这种方法主要是通过高压喷射力将建筑材料注入基土中，因此需要考虑施工安全问题，如注浆时可能导致地面上方的土层下沉，从而影响到附近建筑物的稳定性。此外，在高压喷射注浆法中，也需要考虑建筑材料的性能和耐久性，确保加固效果能够持久。

3.3 孔内深层强夯法

孔内深层强夯法需要先对地基进行勘测，确定施工区域及其土壤类型。然后，根据不同的土壤质地，采用不同的施工工艺进行操作。孔洞的直径和深度要根据不同的土壤类型和地基条件而定，同时要注意孔壁的稳定性，以防塌方的问题。接着，在孔内设置钢管，并将钢管与孔壁固定。填充材料应具有一定的强度和密实度，一般使用的是细砂、碎石、混凝土等材料。在填充的过程中，应使用夯实机对填充材料进行振动夯实，以增加材料之间的摩擦阻力和咬合程度，提高地基承载力。在孔内深层强夯法施工过程中需要注意对填充材料的质量进行严格把关，保证填充材料的质量符合国家标准和相关规范要求。其次，应在施工前进行现场勘察和实验，确定填充材料的最佳用量和夯实次数。还要注意孔洞的直径和深度的控制，以及孔内填充材料的夯实程度，避免出现孔壁塌方等安全问题。

3.4 管桩加固方法

3.4.1 碎石桩加固方法

这种方法的基本原理是通过打孔并在孔内填充砂石等填充材料，以达到加固地基的目的。在具体的应用过程中，要选择稳定性和固结性较好的碎砂和砂石等材料进行填充。这种方法与传统的灌注桩或钢管桩相比，其优点在于使用的材料成本较低，而且施工效率较高，适用范围也更广。在进行碎石桩加固时，需要根据地质环境和地基情况选择合适的钻孔机和填充材料。通常情况下，会采用振动或冲击的方式来加固地基。通过对填充材料的合理选择和加密，可以增加地基的密实度和稳定性，有效提高地基的承载能力，避免地基变形和沉降等问题。

3.4.2 夯实水泥土桩法

夯实水泥土桩法是通过将土质材料与水泥混合并制成水泥土，然后在地基孔内进行分层夯击，使水泥土形成均匀分布的桩状体。这种方法相比其他管桩加固方法，具有工艺简单、施工周期短、经济实惠等优点。在具体的施工过程中，夯实水泥土桩法对土质材料的要求比较严格，必须在地基孔外进行充分的搅拌，使得水泥充分混合，从而保证夯击后形成的水泥土桩形态均匀，不会出现形态不一致的现象，否则会对地基强度造成影响。经过夯实水泥土桩法处理后的软弱地基，其强度和形变性能均得到了一定程度的提升。这是因为水泥土桩夯实后，形成了坚实的桩状体，可以有效地承担地基的荷载，从而提高地基的承载力。此外，水泥的固结作用也能够将原本较为疏松的土质材料紧密地结合在一起，形成一个密实的整体，从而减小了土体的变形性能。

3.4.3 钢筋混凝土管桩法

钢筋混凝土管桩法是一种针对软弱地基加固的新型方法，在其操作过程中，将机械混凝土灌装至管桩孔内，实现基土与管桩的有机结合，从而有效增强了管桩与基土之间的摩擦力。这种加固方法有很多优势，包括施工进度快、管桩质量优良、加固效果良好、减少工程造价成本等。与其他软弱地基处理方法相比，钢筋混凝土管桩法在加强单根管桩承载力方面表现突出。此外，钢筋混凝土管桩法还能够提高基土与管桩之间的摩擦力，增强软弱地基的稳定性和耐久性。同时，它还可以在一定程度上为项目减少工程造价成本，帮助施工单位有效降低建设成本，从而大大提升了企业的经济收益。

3.5 排水固结技术

在使用排水固结法处理软弱地基时，首先需要进行全方位、系统性的勘探和调查，了解土壤质量、水文特征等情况，并对录入的相关信息进行汇总、分析以及比对，根据实际情况制定出符合项目具体情况的设计方案。接着，在地基当中置入竖向排水体，并进行加载操作，从而实现将基土中的水有效排除并使其逐渐固化凝结。经过这一过程后，基土的强度往往会得到强有力的提升，从而保证道路桥梁工程的稳定性和安全性。排水固结法主要有三种形式：水平排水固结法、竖向排水固结法和膜层排水固结法。水平排水固结法主要应用于软弱土层中地下水较少的情况，通过在土层中设置排水孔，利用排水孔排出孔隙水来固结土层。竖向排水固结法主要适用于软弱土层中地下水较多的情况，通过在土层中设置竖向排水孔，将孔隙水通过竖向排水孔排出，从而达到固结土层的目的。膜层排水固结法是在软弱土层中铺设排水膜，利用排水膜将孔隙水排出，达到固结土层的目的。在使用排水固结法时，需要根据实际情况选择合适的处理方法和技术。例如，在软弱地基中采用水平排水固结法需要根据地下水位的高低选择合适的排水深度，而在采用竖向排水固结法时需要根据孔隙水的排出量和固结程度来控制排水孔的开挖深度和排水孔的布局，以此来保证固结效果的最大化。在开挖排水孔时，应尽可能选择靠近土体中心部位进行开挖，以避免影响土体的整体稳定性。同时，排水孔的数量和深度应根据具体的情况进行合理配置和设计，以保证排水孔能够充分地排出孔隙水，并使土体达到适当的固结程度。在实际施工中，还需要根据土体的特性和具体情况采取相应的措施来增强排水固结效果。例如，针对土层厚度较大的软弱地基，可采用多层排水固结技术，将排水孔布置在不同的深度，以提高固结效果。同时，对于地下水位较高的土体，还需要采用有效的降水技术，在保证土体稳定性的前提下将地下水位降至安全范围内，从而为后续施工提供稳定的基础条件。

3.6 砂垫层技术

砂垫层施工中，需要注意以下几个方面。首先，要明确软弱地基的施工范围。其次，应提前准备好相关材料，按照国家及相关部门的要求进行精准把控。第三，对施工现场进行全面勘察，对重要位置进行标记并明确施工操作内容。第四，要加强管控，对施工方案、工艺、技术、设备、材料的选择以及采购等方面进行管理。第五，需要制定好突发状况的应急预案，避免突发情况造成的返工现象。最后，对砂垫层技术施工质量进行规范化验收，确保地基处理质量达到设计及规范要求。在其具体操作中，还需要根据地基情况确定砂垫层的厚度和选用砂的类型，通常粗砂含沙量应在5%以上。在施工时，先将软土表层处理成砂土或混凝土，再在上面铺设砂垫层。在设置砂垫层之前，需要对施工现场进行搅拌、压实等处理，以达到更好的加固效果。在砂垫层的设置过程中，要注意及时清理垃圾、砂石等杂物，避免影响砂垫层的质量。同时，要根据孔隙水的排出量和固结程度来控制排水孔的开挖深度和排水孔的布置。最后，应对施工质量进行严格验收，确保砂垫层技术能够有效提高软土地基的承载力和稳定性。

结语：

在未来，随着科技的不断进步和人们对环境保护、可持续发展的重视，软弱地基处理技术将继续得到发展和创新。新型材料、智能化设备、先进的施工工艺将不断涌现，为软弱地基处理提供更加高效、精准的解决方案。同时，随着城市化进程的不断推进，对道路桥梁工程项目的要求也将越来越高，对软弱地基的处理将会更加注重其安全、经济、环保等方面的综合效益。因此，未来软弱地基处理技术将更加注重多方面的平衡和协调，为道路桥梁工程的建设和发展提供更加可靠和稳定的保障。