探析路桥施工技术对软土地基处理方法赵鑫鑫

探析路桥施工技术对软土地基处理方法赵鑫鑫

赵鑫鑫

中国水利水电第十一工程局有限公司河南郑州450000

摘要：软土地基对路桥工程的施工质量和施工安全都有非常大的影响，施工过程中必须充分利用相关技术对其进行有效处理。本文对软土地基的主要特征以及影响软基处理的因素进行了分析，阐述了软土地基对路桥施工的影响，并进一步论述了路桥施工中软土地基的处理方法，以供相关人员参考。

关键词：路桥施工；软土地基；换填土处理；强夯处理；粉喷桩加固

随着我国路桥工程建设的发展，各种路桥工程施工过程中都会遇到软土地基情况。由于软土地基的特殊性，如果不能科学有效地进行处理，可能会造成路桥工程施工质量不达标而进行返工，严重时会威胁到施工人员和施工设备的安全，从而影响到路桥工程的施工进度，给施工企业带来一定的损失。所以，必须认真分析软土地基的特点，采取合理的施工技术和处理方法，对软土基地进行改良，以保证工程施工的顺利进行。

1.软土地基特征

第一点，软土地基结构间隙较多、含水量高，并就有压缩性强等多种特点。因此在处理软土地基时，常常会产生沉降不均匀问题。国内的软土天然孔隙比通常在1～2之间，淤泥和淤泥质土的天然含水量在六成左右，通常超过液限，最高可达200%。

第二点，当外界因素干扰和挤压软土地基时，会在一定程度上破坏其结构，从而降低其强性。因此，软土地基中常常发生的塌陷、沉降和滑坡等情况，绝大多数都是受震动或压力影响而造成的。国内淤泥和淤泥质土的压缩系数通常在0.5～1兆帕之间，这类软土上的建筑物会产生沉降不均匀现象，从而对建筑物造成一定破坏。

第三点，软土地基环境具有特殊性，其土质较为松软且不均匀，如果软土地基处理方法不合理，路桥建筑就出现下沉问题，这时整个路桥的抗压能力就会大幅度下降[1]。

第四点，据相关实验分析表明，若软土地基含水量较大，就会对地基密度造成影响，其透水性能就会大大降低。不同含水量软土土壤，其渗水速度和频率也存在较大差异，因此，部分软土地基填充施工常常耗费大量的人力和时间，并且不一定能达到预期效果。

第五点，冲填土在水力冲填作用下形成的，含砂量相对较高的冲填土，其稳定性就相对较强。而含水量高的填充土，其抗压能力就相对较弱。路基填充土可充分采用渣土等建筑垃圾。

2.软土地基对路桥工程的影响

第一点，软土地基很可能遭受水分侵蚀。

在路桥施工过程中，大气降水以及其他水分会在一定程度上侵蚀软土地基。这是因为路桥路面中结构中含有大量细小颗粒的水泥与碎石成分，在遭到雨水冲刷后，路面就非常有可能受到损害。另外，施工企业在路桥表层铺设过程中，多种不同种类的施工材料可能会形成不同的密实度。在此情况下，路面整体的稳定性就会受到很强的干扰，从而将路面密实程度减小。

第二点，软土路基会引起路桥发生沉降现象。

路面沉降受多种因素的影响，而对其影响最为直接的因素就是软土路基。若施工企业采用了不合理施工方式，就很可能会导致整个路桥路面逐渐沉降。同时，部分施工企业尚不具备较高的施工技能，对于特殊性路桥建筑物不能运用合理的处理措施和工艺，在这个过程中，路桥软土地基就会呈现出不合理的结构形象。比如，施工企业在路基处理过程中，若将基本的压实度指标忽略掉，就会导致整个路桥工程失去美感与安全性能。从当前的实际情况来看，不少路桥工程都受到路面沉降带来的不良影响。

第三，路面硬化

软土地基自身的稳定性相对较差，在进行软土地基处理过程中，施工企业很容易将地基材料通其他施工材料混合放置，从而导致路面短时间内出现硬化问题。通常情况下，路桥施工都会应用到沥青与混凝土等各种施工材料，但在这些材料都会导致路面产生硬化问题[2]。严重情况下，软土地基处理不到位还可能会造成路桥沉陷或路面快速膨胀等相关问题，从而对整个路桥工程的稳定性与安全性造成极大影响，最终导致路桥的正常性能难以有效发挥。

3.影响软土地基处理的因素

3.1道路级别

不同等级的道路，对路面铺设材料的使用、平整度和其他相关要求也会有所不同。例如，等级较低的路面，第一步要做的就是将路基铺设好，当路基沉淀夯实后，再选用稳定性较强的材料进行路面铺设。而等级高的路面，在施工时要重点关注其平整性。除此之外，在路基夯实方面，相对于等级较低的公路，等级高的公路在材料选择方面的要求也应更加严格，必须选用具有高耐磨性和抗腐蚀性的材料，并合理分析路面铺设材料的比例，科学控制施工材料的配比[3]。

3.2路堤形状

安全性是路桥工程施工中需要重点考虑的因素，而路堤的有效应用，能够有效降低路桥的危险系数，充分保证路桥工程的质量。在设计路堤过程中，路堤的高和宽都会对施工造成一定影响，所以通过路桥施工技术对软土地基进行处理时，应综合考虑路堤的实际情况，例如：路堤的形状有高有宽，就会加大建筑物自身重量，从而增加了其对地基的压力，同时再受到软土地基的影响，所以极易出现断层、地基下降和扭曲变形等问题，从而将建筑物的使用寿命减少。

3.3周边环境

路基周边环境通常包括道路分布、农田分布以及水文环境等多种情况。由于它们都存在于同一个环境空间内，这些周边情况也会影响到路桥工程的质量。周边环境受限决定了软土地基的平稳程度，工程施工技术人员对周围环境进行合理分析，能够加深对软土地基情况的了解。另外，路桥周边环境都会在一定程度上加大施工难度，并影响进度。

4.软土地基区域的路桥施工原则

4.1经济实用

在路桥施工过程中，地基材料的选用可就地取材，充分利用施工废弃物，并采用合理的导流技术能够将施工成本大大降低。施工企业可以将导流工作中节约出的经费，用于后续的施工建设中。

4.2安全稳固

路桥工程主要用于承担道路运输，而稳固的地基是保证工程质量的基本前提，所以一定要确保路桥导流技术的合理性，通过先进技术不断提高工程安全系数。另外，软土地基在排水性、抗剪性以及承重性都有很大不足，所以，一定要从这些方面着手，有效改善软土地基，通过反复实验最后确定合理范围，防止周边水文条件干扰到路桥建筑的稳定性[4]。

4.3经久耐用

道路桥梁工程属于露天工程，要一直处于日晒雨淋的环境中，特殊情况下还会遇到恶劣天气的影响，从而导致路桥地基和表面在受到侵蚀后进一步老化。所以，施工企业要加大施工材料和施工工艺等相关方面的预算投入，致力于建设高质量高水平的路桥建筑工程。

5.路桥施工技术对软土地基的处理方法

5.1换填土法

换填土处理法是通过优质土将原本的软弱土置换掉，从而将软土地基的沉降量有效降低，以此来确保填土的稳定性。换填土处理技术一般采用透水性较好的土质作为填料，而在正常水位下的填土作业不能采用非透水性土质。填土施工要从中心向两侧逐步分层填筑，并将每层厚度控制在15厘米左右[5]。该处理技术涵盖了强夯挤淤法、砂垫层置换法和垫层法三种方式，其优势在于施工工艺相对简单，利用优质土替换软弱土，可以有效增强软土地基的稳定性。

5.2排水固结法

动静力排水固结法是将软土地基中含有的水分有效排挤出来，从而压缩软土地基，以提高软土地基强度，进而实现加固地基的目的。该方法以提前挖掘好的排水沟和集水井为基础，通过其施加在软土地基中的压力一般包括下面三个部分：第一部分压力是加在软土地基表面的静态力，这是一种不变的力。第二部分压力是加在软土地基表面的一种持续变化的动态力。第三部分压力是动态力在对软土地基施加完成后所产生的一些余力。在这三部分压力的配合下，软土地基中的水分不断被析出，从而将软土地基中的孔隙率大大减少，进而提高软土地基的抗压力和抗剪能力，最终促进整个路桥工程施工的顺利进行。

5.3强夯法

软土地基的强夯处理技术是一种非常成熟的软土地基处理技术，该种处理技术的工作原理表现为：理由物理学中的重力作用，依靠高空重物自然下降产生的强大重力，对软土地基进行反复压实，以此降低土质的压缩性，缩小土质之间的缝隙，以此改善地基的承受能力以及其他性能（如图1）。强夯处理技术的施工方法简单，需要的设备简单，节省原材料，功效高，施工速度快，并且具有很广的应用范围，能够显著的提高土质的承载力，加固的影响深度可达5.5m－10.5m，沉降变形量小，压缩量能够降低2－8倍，地基强度能够提高3－4倍。但是，该种软土地基处理方法的振动相对较大，在应用的过程中应该采用相应的处理措施进行处理，例如设置隔振沟、建筑隔音墙等。

图1：强夯法处理软土地基

5.4粉喷桩加固法

在粉喷桩施工过程中，施工人员应合理控制喷粉高程、停灰面和钻机下钻深度，同时要保证粉喷桩长度达到施工设计要求。另外，从喷粉机方面来讲，施工所用喷粉机一定要自带粉体计量装置，以有效减小施工过程中产生的误差。同时，喷装机操作人员还应定期对粉喷桩进行认真检查，检查内容是其成桩直径和搅拌的均匀程度。

施工人员还要定期对钻头进行检查，严格控制其直径磨耗量在2厘米之内。具体施工时若发现钻头被提高到地面以下50厘米，这时要马上停止喷粉。若由于机械设备故障而造成喷粉停止，就应注意第二次喷粉接桩和第一次喷粉重叠长度不能超过100厘米。

在粉喷桩施工过程中应保持泵送水泥的不间断进行，并实施记录施工材料用量和泵送固化材料时间，并通过专业人士负责这项工作，一定要把用量误差严格控制在允许范围内，从而确保施工质量和施工安全。

5.5敷垫材料法及添加剂法

土层不均匀的地基很容易出现局部不均匀沉降或侧向变位现象，施工人员可充分发挥所敷垫材料的抗剪能力和拉抗力来保证机械设备的通行，以有效增强基地的支撑效果。常用敷垫材料包含有土工布、玻璃纤维格栅以及化纤无纺布等。表层是粘性土的软土地基，施工人员可以在其表层粘性土中施加石灰等相关添加剂，对地基的压缩能力和强度等特性进行改善，从而保证施工机械设备的顺利通行。石灰类添加剂在施工现场或生产地拌和好之后，不仅能够合理降低地基含水量，削弱土壤的团粒效果，还能促使渗入石灰类添加剂的土壤逐渐发生化学性固结现象，从根本上改变粘性土的性质，进而保证土体的稳定性。

6.工程实例

6.1工程概况

某道路软土地基处理工程面积1800平方米，宽度45米左右。在对该工程施工现场及周边环境的勘察后得知，本工程沿线周边的特殊土质为盐渍土，大范围内有粉质土。针对含有这两种土质的工程特性，工程技术人员对土体进行了多方面分析，从而确定工程周边土质能否达到地基施工填料要求，并合理设计土质改良方式。技术人员通过实验初步制定了水泥改良、石灰改良以及水泥石灰综合改良几种方案，并进行了相应的试验，得到具体参数后，选用最合适的方案。

6.2击实特性

土质的击实特性是指在击实作用下击实功与土的干密度以及含水量间的关系与规律。土壤通常用作填筑路基的基本材料，对于尚未压实的土壤，其原装结构已不复存在，内部空洞和空隙非常多，土质也不均匀，具有非常大的压缩量，并且其强度较低，没有足够的抗水性能。为保证地基填土的强度和性质，施工人员一定要根据相关标准压实土壤。通过对土样进行击实试验就能够确定软土地基处理工程所要填筑的最大干密度和合理含水量，从而为真正的施工作业提供必需的参数。

6.3承载比

该承载比试验以击实试验所获得的最大干密度以及合理含水量配料，按照重型击实试验的方法制样，结果表明素土土样97%压实度情况下的承载比值基本在2—4之间，最小值2.2，比设计标准中的路基用途要求值相对要低。

从大量工程实践结果可知，利用粉质土来填筑路基，将无法满足路基各项要求。而素土虽然不能满足路基填筑用土要求，但在添加水泥和石灰等进行改良后，其强度有明显提升，能有效满足填筑要求，特别是利用水泥石灰综合改良后的土壤效果最好。所以，利用工程周边粉质土来填筑路基时，需要添加水泥和石灰等材料进一步处理。

6.4力学指标分析

路基填料改良土的力学指标通过承载比值来进行评价。力学指标分析试验一样在击实试验得到的合理含水量和最大干密度的基础上配料，并按照重型击实试验的方法进行制样。分别对4%水泥处治土、7%石灰处治土、3%水泥加4%石灰综合处治土等改良处治进行试验（试验结果见表1）。

根据实验结果可知，以上三种方法都能达到路基填筑材料的强度要求，并且2%水泥加3%石灰综合稳定的强度最高，其水稳定性也非常好。但该软土地基处理方案对施工作业有十分严格的要求，所以施工难度相当大。从改良后的效果来看，三种改良方法都能有效提高土体强度。其中只采用石灰改良比只采用水泥改良降水效果更好，能够有效减少填料晾晒时间，从而加快施工进度。如果只采用水泥改良则容易发生开裂问题且施工要求比较严格。可以在路床、中部填料以及底部压实度过渡层采用石灰改良。

6.5填筑压实施工流程

第一步，合理控制土壤松铺厚度，并保证摊铺施工的平整性。将填料运送到路基后，先通过推土机初次平整，然后通过平地机最终平整。保证松铺厚度在35厘米左右，通过实验确定松铺系数。及时清理路基上的杂物，消除表层的不平整之处。每一层都根据相关固定设置4%的横向排水坡。

第二步，提升压实系数，通过重型机械设备进行压实，以先两侧再中间，先静压再振动以及先慢后快的压实流程进行操作。要注意对各区域衔接位置重复压实，其中纵向搭接长度要超过2米，道路纵向压实重叠要超过0.5米。要合理提高压实度，比普通路基高出1.5%左右。

第三步，加强施工质量检测，对于压实后的每一层路基都要先行自检，然后由监理机构复检并确认后，才能继续上一层的施工作业。同时，盐渍土路基检测的频率和方法都要符合相关标准要求。

7.结语

总之，采取合理方式有效处理软土地基，对路桥工程施工有非常重要的现实意义。所以，施工企业必须充分了解软土地基的特征及其对路桥施工的影响，合理分析影响软土地基施工的因素，以软土地基施工原则为出发点，立足于软土地基工程的实际情况，采取相应的施工技术和处理方法，从而将路桥施工中软土路基造成安全隐患合理消除，进而促进路桥施工的顺利进行。

参考文献

[1]李美耀.路桥工程软土地基处理技术与相关问题之研究[J].建设科技，2016（9）：160-161.

[2]张红霞.软土地基处理技术在公路施工中的应用研究[J].工程技术：文摘版，2016（10）：00244-00244.

[3]杨国梁.公路工程高填方路基施工中冲击碾压技术的应用研究[J].工程技术：引文版，2016（12）：00305-00305.

[4]郑翔.路桥施工中的软土地基施工技术研究[J].绿色环保建材，2018（1）：131-131.

[5]刘红义.换填土施工工艺在公路软基处理中的应用[J].城市建筑，2016（30）：301-301.