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市政道路桥梁施工中软土地基处理技术

作者

范士勇

身份证:130525198605180113

摘要:市政道路桥梁施工常涉及软土地基处理,地基稳定性直接影响结构安全与工程寿命。针对软土地区地基承载力不足、沉降控制难度大等问题,本文梳理了软土地基的主要特点,分析其在市政工程中的技术挑战,并从工程实践出发,探讨了不同的处理技术路径。通过结合项目实例与技术改进,提出可行的优化策略,以期为提升软土地基处理水平、保障市政道路桥梁工程质量提供参考。

关键词:软土地基;市政桥梁;处理技术

一、市政道路桥梁中软土地基问题的工程特征

(一)软土地基分布规律对工程施工造成的影响

工程地质条件复杂多变,软土地基往往分布在低洼、滞水及河流冲积地带,土层中孔隙水含量高、颗粒结合松散,易引起不均匀沉降与承载力不足问题。在市政桥梁基础施工过程中,如果未能进行科学详实的地质勘探,极易因判断失误导致设计参数偏差或处理措施不匹配,影响后期施工进度与结构安全。软土地区的地基施工必须充分考虑地层变化,选取适宜的施工窗口与方案,避免地基长期浸水软化或施工扰动加剧沉降风险,才能确保基础的整体稳定性与荷载传递效能。

(二)软土的工程性质对结构稳定性的制约

软土具有天然含水率高、压缩性大、抗剪强度低的基本特征,在荷载作用下容易发生塑性变形,且稳定性随加载时间延长而降低,表现出明显的时间效应。施工过程中一旦开挖扰动或填土过快,极有可能引起基底隆起、边坡滑移等破坏现象。桥梁工程结构多以桩基础与墩台组合为主,对基础沉降差控制要求严格,而软土地基在加载后会产生显著初期沉降与长期固结沉降,不仅影响桥梁线形,还可能引起结构构件开裂或附属设施损坏,制约了施工质量与后期使用安全。

(三)传统地基加固方法应用中的局限性

常规的夯实法、换填法等处理手段在对付浅层软土问题上虽具有一定效果,但面对深厚软土层或高地下水位区域则显得力不从心,处理深度受限、强度提升不明显,且加固后地基的整体均匀性差异较大,难以满足高标准桥梁基础承载与变形控制需求。部分工程采用堆载预压或真空预压方式进行处理,虽然能一定程度提高地基密实性,但耗时长、受气候和场地条件限制大,难以适应城市道路快速建设节奏。此外,施工人员对软土地基施工认识不足或忽视全过程质量控制,也是传统加固方法效果不佳的重要原因。

二、软土地基处理的关键技术与优化路径

(一)排水固结法在软土地基中的适应性应用

排水固结法通过加速软土中孔隙水的排出,促进土体有效应力增长,从而提升其承载力与稳定性。常见的垂直排水形式如砂井与塑料排水带,配合堆载预压使用,可显著缩短地基固结时间。市政桥梁施工中,为提高沉降速率控制水平,通常采用密集布设排水带并设置砂垫层作为水流通道。在施工区域面积受限或地下水位较高的场景中,还可引入真空预压技术,通过抽气降低孔隙水压力,提升排水效率与固结速率。排水固结法具有适应性强、施工便捷、成本相对可控等优势,是当前软土地基处理中较为主流的一种方式。工程中应根据软土厚度、压缩性与施工期限制,合理设计预压荷载与排水带间距,确保加固区域沉降可控且稳定性符合标准。同时,结合智能监测系统实时跟踪孔隙水压力与沉降数据,动态调整预压时间和加载速率,实现排水固结效果的精准优化。

(二)复合地基技术对结构荷载的有效分担作用

复合地基技术通过设置桩体与原状土协同承载,有效分散上部结构荷载并提高地基整体承载能力,常见形式包括CFG桩复合地基、碎石桩复合地基与水泥土搅拌桩复合地基等。CFG桩在软土中形成刚性桩体,配合持力层承托结构重量,适用于大跨桥墩基础区域;碎石桩通过置换疏松土体形成排水通道,增强软土抗剪强度并提升抗震性能;水泥土搅拌桩则以原位加固的方式,改变软土结构组成,兼具加固与防渗功能。工程实践中,复合地基能有效控制沉降差,提高施工效率,尤其在市区老旧道路翻建及快速交通枢纽项目中,其灵活性与适应性优势尤为突出。设计时需根据桥梁荷载等级、场地限制与地质条件选择合理桩型与布置形式,实现加固效果与工程经济性的双重优化。采用数值模拟技术分析桩土应力比,优化桩长、桩径及间距参数,结合施工监测数据动态调整方案,确保复合地基长期承载性能稳定。

(三)高压喷射注浆法在软基加固中的深化应用

高压喷射注浆法通过高压流体将水泥浆液注入软土地基内部,形成固结体以增强地基强度与变形模量。此方法对处理深层软土、局部不良地基区域具有显著效果,可有效改善土体剪切强度,防止因承载力不足引发的结构沉降与滑移问题。施工过程中可选择单管、双管或三管喷射方式,结合场地条件与注浆参数调控加固深度与范围,确保注浆体与周围土体充分融合。该技术在软弱桥头段、填挖交界区域及地下管网周边加固工程中表现出优越性,适用于空间受限而要求高精度处理的关键部位。实际应用中应加强喷射控制与浆液扩散效果监测,防止因浆液失控引起地面隆起或渗漏污染,确保加固质量符合设计目标与环保要求。

(四)新型材料在软土地基中的试验推广与工程实践

近年来,多种新型材料在软土地基处理领域得到研究与试用,包括高分子固化剂、纳米硅质材料与生物酶改良剂等,这些材料具有快速反应、低碳环保与施工便捷等特点,能够实现软土力学性能的快速提升与长效稳定。高分子固化剂能够渗透至软土内部并形成三维网络结构,增强颗粒结合力,有效提高地基承载力;纳米硅质材料通过改变土颗粒表面电性,改善结构排列与压缩性,适用于湿陷性土层加固;生物酶技术则依赖微生物代谢反应,促进土壤颗粒胶结,改善软土的微观结构与抗剪强度。在市政桥梁施工中,新型材料可应用于边坡稳定处理、基坑支护及桩端持力层改良等场景,提升施工质量与效率。推动这些材料的标准化与工程化应用,将为软土地基加固提供更加环保、经济、高效的新路径。

结束语:市政道路桥梁施工中软土地基处理是保障工程质量与结构安全的关键环节。不同地质条件下应选择科学、匹配、高效的加固技术,通过融合传统方法与新兴技术,不断优化施工工艺与材料应用,实现地基承载力与沉降控制的双重提升。未来应加强软土工程机制研究与技术储备,构建多维度、多层次的软基处理技术体系,助力城市基础设施建设高质量发展。

参考文献

[1]王建国.软土地基处理新技术在市政道路中的应用分析[J].市政技术,2023,43(02):76-79.

[2]刘振涛.桥梁工程中软基处理的技术研究与实践[J].交通与土建工程,2023,43(08):112-115.