软土地基处理技术在市政道路桥梁工程施工中运用研究

引言

在市政道路桥梁工程的施工过程中，软土地基的处理是一个至关重要的环节。软土地基主要由黏土、粉土等细微颗粒组成，具有固结慢、变形大、强度低的特点，这些特性使得软土地基在桥梁施工中面临诸多挑战。软土地基的承载力低、稳定性差，容易引发桥梁的沉降、变形甚至倒塌等安全问题，对桥梁的整体质量和交通安全构成严重威胁。因此，深入研究软土地基处理技术，提高软土地基的承载力和稳定性，对于确保市政道路桥梁工程的安全和质量具有重要意义。

1 软土地基的定义与分类

软土地基是指具有低承载力、高压缩性、低强度和差透水性的土层，通常包括粘土、淤泥、粉土等类型的沉积性土层。这些土层在自然状态下，由于其颗粒结构松散，孔隙比大，土体的紧密程度较差，承载力远低于坚硬的岩层或砂层。因此，软土地基往往不能满足道路桥梁等重大基础设施建设所需的承载要求。在实际工程中，软土地基常见于沿海、河湖或湿地等地区，这些地区的沉积物通常富含水分，且土体的内聚力较弱。根据其成分和特性，软土地基可以进一步分类为粘性土、粉土、淤泥、冲积土等。每种土类的物理力学性质不同，所采用的加固方法也各具差异。

2 软土地基对市政道路桥梁结构产生的影响

2.1 龟裂与裂缝

由于软土地基的高压缩性，在荷载下产生沉降，这种沉降是不均匀的，导致桥梁和道路部分沉量不同，从而出现应力集中，进而产生龟裂以及裂缝情况。软土地基的低强度特性，导致路基与桥台在承载交通荷载的时候，容易产生变形。长期反复荷载后，会加固结构内部的微小裂缝，从而形成龟裂、裂缝情况。

2.2 结构下沉

由于软土不均匀沉降，导致路桥部分下沉不同。不均匀沉降是导致桥头跳车的主要原因，因为桥梁和路堤的连接位置因为沉降差异形成台阶，影响到行车安全。软土地基的长期估计沉降是一个持续性过程，即便在初期采取了加固措施，随着时间的推移，持续沉降可能会导致结构的寿命缩短，这需要额外的维护以及加固。软土地基在雨水地下水位上升，容易导致地基土体的扰动和强度降低，影响结构的稳定性，极端情况下可能导致路桥基础失稳。

2.3 地基排水困难

软土地基因其独特的土质特性，造成排水设施排水不畅，导致路基路面受到损害。软土地基的透水性较差，水分容易在土层中积聚，难以有效排出。在降雨或地下水位上升时，软土地基容易吸水膨胀，进一步压缩路基空间，使得排水设施的功能受限，造成排水不畅或堵塞。排水困难不仅加剧了路基的软化，还会导致路面积水，影响行车安全，同时会加速路面结构的损坏、降低公路的使用寿命。

3 软土地基处理技术在市政道路桥梁工程施工中运用研究

3.1 换填法

换填法是一种常用且有效的方法，用于改善软土地基的承载力和稳定性，该方法的基本原理是将软弱土层挖除，再用性能较好的材料进行回填压实。换填材料通常选择砂、碎石、石灰土等，具有良好的抗压和抗剪强度。换填层厚度需根据地质条件和工程要求确定，一般在 1 至 3 米之间，这种方法能够显著提高地基的整体承载能力，减少沉降风险，适用于多种软土条件下的道路桥梁建设。软基换填施工工艺流程如图 1 所示。在实际应用中，换填法的施工工艺相对简单，但需确保挖除软土的彻底性和回填材料的均匀压实，尤其是在地下水位较高的地区，需采取有效的排水措施，防止软土层积水影响换填效果。此外，换填法的经济性也是一个重要的考虑因素。在选择材料和施工方案时，需综合考虑成本和性能，以实现最优的经济效益，尽管换填法在软土地基处理中表现出色，但其适用范围有限，特别是在深软土层和高地下水位条件下，可能需要结合其他处理技术，如预压法或搅拌桩法，以达到最佳效果。如图1 所示。

3.2 高压旋喷桩施工技术

高压旋喷桩施工技术是一种利用高压水泥浆或水泥粉煤灰浆等固化剂，通过特制的高压旋喷设备，将固化剂以较高的速度和压力喷射到地基土体中，形成具有一定强度和抗渗性的固化土体的方法。这种方法主要适用于处理软弱粘性土、粉质粘土、淤泥质土、砂土和人工填土等地基，能够显著改善地基的承载力和稳定性。在高压旋喷桩的施工过程中，需要严格控制喷射压力、提升速度、旋转速度和固化剂的掺入量等参数，以确保桩体的质量和性能。

3.3 灌浆施工方法

在灌浆施工过程中，首先需要选择合适的灌浆材料和设备。常用的灌浆材料包括水泥浆、水泥砂浆和化学浆液等，具体选择应根据地基的土质情况和设计要求来确定。灌浆设备则包括灌浆泵、混合器、注浆管等，这些设备的性能和质量直接影响到灌浆施工的效果。其次，需要确定合理的灌浆压力和灌浆量。灌浆压力的大小直接影响到浆液的扩散范围和渗透深度，而灌浆量则决定了地基加固的程度。因此，在确定灌浆压力和灌浆量时，应充分考虑地基的土质特性、施工条件以及设计要求等因素。最后，灌浆施工完成后，还需要对地基进行取样检测和承载力试验，以验证灌浆处理效果是否满足设计要求。

3.4 砂砾垫层处理技术

沙砾垫层处理技术也是软土地基的一种常见处理技术，但是在该技术的应用过程中依旧存在着一定的局限性，多用于软土层比较薄，并且有着良好排水性能的地区。施工中的砂砾质量比较差，施工速度也要控制在合理范畴内。在砂垫层的选择中，对砂砾速度有着比较高的要求，一般不能应用过于细小的砂砾，避免其对整体排水效果造成影响。在处理软土地基之前，要做好砂砾表层的验收工作，让表层结构始终处于湿润的状态中，并在达到上述标准之后才能开展后续作业。完成沙砾垫层处理后，要做好合理的验收工作，在满足相关质量要求之后，才能开展后续的道路桥梁施工，达到理想的道路工程建设效果。

3.5 化学加固法

化学加固法在软土地基处理中占据重要地位，其原理是通过向软土中注入化学药剂，改变土体的物理和化学性质，从而提高其强度和稳定性。常用的化学加固材料包括水泥浆液、硅酸钠溶液和各种树脂类材料。水泥浆液因其经济性和广泛适用性，成为最常见的选择之一。这种材料能够有效渗透到软土内部，形成具有一定强度和抗渗性的固结体，显著提升地基的承载力和稳定性。在实际应用中，化学加固法的施工工艺需严格控制。

结束语

综上所述，在市政道路桥梁工程建设中经常会遇到各类软土地基，对整体施工质量提出更高的要求。因此施工单位要明确软土地基的施工性能，并要严格遵循技术规范进行施工作业，实现软土地基中水分的有效排除，显著改善地基结构的强度与承载力，满足市政道路桥梁工程的后续施工需求，对我国交通行业的可持续发展提供强有力的支撑。

参考文献

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[2]李桂荣.软土地基处理技术在市政路桥工程施工中的应用[J].建材发展导向，2024（21）：103-105.

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