路桥施工技术处理软土地基的方法研究

关键词：路桥；软土地基；方法

引言

软土地基因其高孔隙比、高压缩性和低承载力等特性，成为路桥施工中的一大挑战。近年来，随着城市化进程的加快，越来越多的工程项目选址于软土地基区域，如何有效处理软土地基成为亟待解决的问题。

1 软土地基特性分析

软土地基具有明显的工程特性，主要表现在含水率高、孔隙比大、压缩性强、承载力低等方面，软土中的粘土矿物含量较高，其中以蒙脱石、伊利石为主，这些矿物具有较强的吸水性和膨胀性，会导致软土在受到外部荷载时容易产生较大变形。软土的结构强度低，天然含水量远超过液限，处于饱和或近似饱和状态，使得软土呈现出高压缩性和低抗剪强度的特点，在自重压力和外部荷载作用下软土容易产生较大固结变形，且固结时间长，工后沉降显著。软土的渗透性较差，在压密过程中孔隙水压力消散缓慢，影响固结进程，软土地基还存在触变性强的特点，在扰动作用下容易失去原有强度且恢复时间较长，其承载力也会随含水量的增加而显著降低，在雨季施工时尤其明显。软土中有机质含量较高，在微生物作用下会发生分解产生次生压缩，影响地基的长期稳定性。软土的工程特性决定了在路桥施工过程中必须采取有效的处理措施，通过降低含水率、提高密实度、增加强度等手段改善地基的承载能力和稳定性，确保工程质量。

2 路桥施工技术处理软土地基的方法

2.1 强夯法和强夯置换法

强夯法是通过起重设备将一定重量的夯锤提升至一定高度，然后使其自由下落，利用冲击能和振动波对地基进行深层压实的一种方法。这种方法主要用于加固颗粒较大的碎石土、砂土、粘性土等地基，能够显著提高地基的强度和承载力，减少沉降量。强夯置换法则是在强夯法的基础上，通过在夯坑内填入碎石、矿渣等硬质材料，利用夯锤的冲击能将硬质材料压入地基，形成一个个坚硬的柱体，从而改善地基的承载力和稳定性。这种方法特别适用于处理深度较大、土质较差的地基，如淤泥质土、软粘土等。在应用强夯法和强夯置换法时，需要根据地基的土质特性、施工条件以及设计要求等因素，确定合理的夯击能、夯击次数和置换材料的种类及用量。

2.2 胶结法

胶结法是在软土地基中加入水泥、石灰等胶结材料，借助一系列物理化学反应即水泥的水化反应（生成水化硅酸钙凝胶、氢氧化钙等）及石灰的化学反应（石灰与二氧化硅的反应，生成硅酸钙），使土体与胶结材料形成具有一定强度和整体性的复合地基。在房建工程中常见的胶结法主要包括水泥土搅拌法、高压喷射注浆法等。第 1，水泥土搅拌法是利用特制深层搅拌机械将水泥浆与软土强制搅拌混合。水泥掺入量是关键参数，一般根据地基土性质、含水量以及设计要求的强度确定，通常为10%～20% 。第 2，高压喷射注浆法是利用高压喷射设备将水泥浆或其他化学浆液喷射到地基土中，与土体混合形成加固体。喷射方式有旋喷、定喷和摆喷，根据地基土性质、加固要求和工程环境选择合适的喷射方式，保证加固体的质量、形状和强度符合设计要求。

2.3 排水固结技术

排水固结技术主要指通过预压的方式，将软土地基中过多的水分挤出，然后达到挤紧土粒，提高土体结构强度的目的。按照排水固结技术要求，施工现场应深入分析软土地基特征，结合现场情况合理选择降水预压、真空预压、砂井堆载预压等多种技术形式，维持地基排水体状态，在经过一系列的技术操作后，促进地基内部水分含量的持续减少，从而预防软土地基变形沉降等问题的发生。与其他软基处理技术相比，排水固结技术对地基自身稳定性和承载力要求严格，路桥施工现场要根据地基结构强度、含水率等关键性能参数，在现场合适位置设置竖向排水系统，并在预加载技术的辅助应用下，将具有良好透水性、耐久性的垫层材料放置其中，以促进土体内部水分的快速排出，这样能够有效降低软土地基的内部含水率，确保始终保持在合理的标准范围内。为保障软基施工处理效率，施工人员要按照固结排水技术规范，着重加强对地基排水固结质量的把控，在人工与机械相结合的方式下，确定好钻孔孔位、钻孔孔序、钻孔深度等指标要素，然后规范开展灌浆操作，以提升施工区域的地基承载力与稳定性。

2.4 碎石桩处理工艺

碎石桩处理工艺是一种通过在软土中设置碎石桩体，形成复合地基以提高地基承载力的有效方法，施工方法主要采用振动沉管法，施工设备选用大型振动沉管机，钢管直径为 50 厘米，壁厚 12 毫米以确保成桩质量。桩位布置采用梅花形，桩距一般为桩径的3＼～4 倍，以实现最佳的处理效果。施工前需进行试成桩，通过调整振动频率和下沉速度，找出最优施工参数，振动频率通常控制在 2530 赫兹之间，这一频率范围能够有效降低土体阻力，保证钢管顺利下沉。在软土地层中还需控制沉管速度，一般不超过每分钟 2 米，防止桩孔坍塌。桩孔成型后的回填是保证碎石桩质量的关键环节，所选碎石料需质地坚硬，粒径严格控制在 2060 毫米之间，含泥量不得超过 3% ，以确保碎石桩具有良好的承载和排水性能。回填采用分层振实法，每层厚度控制在 50 厘米以内，振实时间不少于 1 分钟，直至碎石无明显下沉为止，为保证桩顶与垫层的紧密结合，桩身标高应高出地面30 厘米，顶部设置厚度不小于 40 厘米的砂石垫层，压实度要求达到 95% 以上。通过合理的施工工艺控制碎石桩，不仅能使地基承载力提高2＼～3 倍，还能形成良好的竖向排水通道，加快软土固结。

2.5 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。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路桥建设。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。

结语

在路桥施工中，软土地基施工是整个工程施工的重点和难点之一，应该从工程地区的气候条件、温度环境、地理特征等情况进行综合考虑，选择合适的软土地基处理技术进行有效应用与合理把控，实现地基的强度与稳定性改善，是确保路桥施工质量和安全的关键。

参考文献

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