公路桥梁施工中的软土地基施工技术

文/侯双龙 山东科达基建有限公司 山东东营 257091

软土地基是公路桥梁施工中比较常见的地基类型，如果处理不好，不仅会降低工程质量，还会影响车辆的正常通行。因此，公路桥梁工程建设中，为了提高路基的稳定性，保证路基的质量，必须采取相应的技术措施做好对软土地基的处理工作。

1、软土地基定义、危害

广义的软土地基指具有高压缩性的土质，一般包括淤泥、部分冲填土、淤泥质土、杂填土等，而由以上软土构成的地基就是软土地基。软土所具有的特殊的工程力学性质是由于其自身的特殊物理性质决定的。软土特殊的物理及工程性质主要体现在：天然孔隙比大、抗剪强度低、天然含水量高、压缩系数高、渗透系数小。如果这种土在受到较大的外在压力作用时就会产生巨大的不均匀的形变，而且具有较长的变形稳定时间。如果在软土地基上进行公路桥梁的修建，往往会发生路基的过量沉降以及路基的失稳，致使公路无法正常使用或者导致完全破坏。

2、软土的工程特性

2.1 含水量高

天然的软粘土的含水量高达34%～72%，可以说是流动的状态，孔隙比在1.0～1.9之间，所以一般以淤泥土质占多数。塑性指数一般在13～30，属于中等的塑性无机土。渗透性小软土地基的固结率要远比夹有薄砂层的速度要慢，这是由各自的渗透系数所决定的。一般均质粘土的渗透系数在0.00000001cm/s～0.0000001cm/s之间，这直接导致其在荷载作用下较慢的固结速率，同时也影响其强度的提升。尤其是当有机质在土中占有较大比例时，所产生的气泡会堵塞排水道，进一步的降低渗透性。

2.2 压缩性较大

由于软粘土大多是在第四纪的后期形成的沉积物，属于正常的固结土；而近期形成的沉积软土则是一些未完全固结土。软粘土的压缩性系数也相应的处于05MPa～1MPa之间，并随着液限的增加而相应的增大。粘粒的含量较高，并常带有机质在粘粒土中富含多种的矿物成分， 主要有水母、蒙脱石以及高岭土。并且由于粘土的颗粒较小、表面带有负电，为此在其周边有大量的偶极化分子。正是由此使其在沉积的过程中成絮凝状分布，致使软粘土的天然含水量很高。

2.3 抗剪强度较低

软粘土在通常的快剪条件下内摩擦角度在0～5°，粘聚力在10KPa左右。而固结后的快剪粘聚力与上述粘聚力相差不大，只是内摩擦角变为15～20°。软土的排水条件将直接影响到软土的强度。如果土层具有较好的排水性，在固结后的软土强度是和有效应力成正比的；反之，则强度会随着剪切的变形加大而减小。因此，软土在10m以内的深度范围里，其剪切的强度通常在5～20KPa之间，随着深度的增加，每加1m，强度随之增加1～2KPa。

3、公路桥梁施工中软土地基施工技术

在工程建设中，为了更好的处理软土地基，提高公路桥梁工程质量，人们探索出了多种施工技术和施工经验，具体来说，包括以下几种。

3.1 表层排水法

在施工过程中， 对于表层粘性土，为了提高固结性，增强土壤的稳定性，改善地基的压缩性能，提高地基的强度，可以为表层土中加入添加剂等物质。在软土地基上铺设砂垫层具有良好的效果，因为它不仅具有上部排水层的功效，也能够发挥地下排水层的功效，为施工机械创造良好的通行条件。如果地基土层分布不均匀，发生侧向或者沉降变位，就有必要采用敷垫材料来减少侧向或者沉降变位。为机械通行创造良好的条件，提高地基的支撑能力。在敷垫材料的选择上，应该根据填土荷载大小、地层表层强度来选择。

3.2 粉喷桩加固处理法

该方法也是软土地基处理中比较常用的一种方法，其具体操作方法如下。首先要清除路基上面的障碍，保持场地的清洁和平整，如果施工场地比较混乱，无法满足机械的通行要求，应该铺设碎石或者砂土垫层。对于低洼的场地，为了提高路基的稳定性，满足公路桥梁施工的要求，有必要采用回填粘性土的方法。此外，在进行粉喷桩施工之前，还应该做好相关的准备工作。例如工程地质报告、土工试验报告、高程测量资料和数据表、粉喷桩设计桩位图等等，只有在对这些资料进行全面了解和掌握的基础上，才能更好的对软土地基进行处理，才能提高该处理方法的效果。就粉喷桩施工工艺来说，它是根据设计要求，通过进行实测和配比所得到的。通过试桩来确定各项参数，为施工做好准备。

3.3 排水固结法

软土地基的含水量大，因此对软土进行处理的一项重要工作就是排水，以增强地基的强度，满足施工的要求。排水固结法所利用的是地基排水的固结特征，在施工之前，要对地基进行加荷预压，从而加固地基的强度，满足公路桥梁工程建设的要求。为了使地基更好的排水固结，在粘性土地基中要设计垂直的排水柱，以增强土壤的抗剪强度。在工程建设过程中，采用深层复合地基加固和深层排水固结，可以使软土地基的承载能力显著提高。值得注意的是，一般排水固结法不单独使用，为了提高对软土地基的处理效果，常常和缓速填土法或者加载法共同使用。根据实际工作经验，在均质粘土地质中使用排水固结法的效果比较好，而在泥炭质地基中使用的效果相对要差一些。

3.4 挤密法

挤密法也是施工中运用得比较广泛的软土地基处理方法，它是通过利用挤密桩间土，将桩孔用灰土或者素土分层密实夯填。由于使用的土质类型不一样，其方法略有差异，使用素土的称为土桩挤密法，使用灰土的称为灰土桩挤密法。该方法主要适用于厚度大的填土地基以及湿陷性黄土，使用方便，能够就地取材，并可以进行深层挤密和原位处理。石灰桩法采用人工地基和机械地基成孔方式，并灌入一定量的火山灰、炉渣、粉煤灰等等，通过夯实和振密，从而形成桩体。砂石桩法通过利用冲击和振动的方法，在软土地基中成孔，并填入砂、碎石、卵石、砾石等等，该方法能够形成大直径密实砂石桩体，在软土地基处理中具有良好的效果。

结语：

随着对于软土研究的深入以及相关研究的不断深入，软土地基的施工会实现经济、可靠，投资少以及效益高的目标。