道路桥梁施工中的地基处理技术探讨

引言

为保障道路桥梁施工的整体质量，应做好路桥建设中地基的处理工作，结合地基特点，加固、换填处理软土路基区域，使路基结构的稳定性符合道路桥梁的质量要求。

1 地基处理的重要性

地基处理是道路桥梁工程中至关重要的步骤，其直接影响整个结构的安全性和耐久性，作用不可小觑。地基是任何建筑物或工程结构的基础，承载着所有上部构件的重量。在不良地质条件下，例如软弱土层、膨胀土或不均匀土层，会导致地基沉降、地面塌陷以及其他问题，从而严重影响工程的稳定性和使用寿命。若不良地基未经处理可能导致结构物出现裂缝、倾斜甚至失效。因此，通过有效的地基处理技术来增强地基的承载能力和稳定性是确保工程项目成功的关键措施。此外，适当的地基处理还能够降低后期维护成本，延长结构的使用寿命，提高整体经济效益。

2 道路桥梁施工中的地基处理技术

2.1 排水固结施工技术

排水固结施工有利于加快地基的固结速度，一般是通过竖向排水通道快速排出土壤内部的孔隙水，极大地缩短了地基的实际固结时间，同时提高了地基的实际承载力。在实际施工过程中，施工人员可采用砂井、塑料排水板作为排水施工的主要介质，在地基中搭建一条高效的排水通道。如果施工人员对地基表层施加一定的压力，地基内部的孔隙水就会顺着通道排出，大大减少了土体本身的体积，加快了土体的固结速度，保证了地基的稳定性。对于道路与桥梁工程的建设来说，施工人员应根据排水通道的各项参数合理应用排水固结施工技术。在设计排水板的过程中，应确保排水板能够穿透软土层延伸到实土层，使土壤中的孔隙水能够顺利排出。在排水通道的施工中，施工人员应根据地基的渗透程度和压缩性明确实际间距。如果间距过大，将会对排水效果造成较大的影响；如果间距过小，将会增加施工成本。因此，施工人员应保证排水系统的合理施工，确保通道得以顺利排水，防止因各种因素导致的排水效果受阻，如堵塞、渗漏等。通过科学设计和合理施工，排水固结法能够显著改善地基的工程性能，为道路与桥梁的稳定性和安全性提供有力保障。

2.2 液化地基

对于地震区或有潜在动力荷载影响的工程场地，地基液化是工程团队必须严肃对待的问题。饱和砂土层在震动下突然失稳，将对道路桥梁基础产生毁灭性影响。为减少液化风险，处理方案多侧重增加土体密实度、提高其抗剪强度，或改变地质条件以降低土体液化潜能。常用的液化地基处理技术包括：1）振动密实法：通过机械振动使松散砂土颗粒重新排列，减小孔隙，增强土体密实度，从而提高抗液化能力；2）搅拌加固与注浆固结：利用水泥、粉煤灰或化学浆液注入土层，形成固结体或混合土柱，显著提升土层刚度与强度，并降低孔隙水压力升高的可能性；3）降低地下水位或设排水通道：通过控制场地地下水位和设置排水井，减少孔隙水压力的积聚，从而降低液化发生机率；4）堆载预压与预应力地基处理：在施工前期对场地进行预载或预应力处理，使土颗粒在静力条件下密实，在使用过程中面对动力荷载时更具稳定性。在某地震高烈度区的高速公路施工中，针对易液化砂层采用振冲置换法和 CFG 桩复合地基技术。通过将碎石柱置入砂层并振动挤密，土体孔隙比显著降低。后期监测数据表明，地震模拟试验中该处理地基液化潜能大幅下降，试验段路基变形量较未处理对比段减少，为道路和桥梁在地震荷载下保持安全稳定提供了可靠保障。

2.3 振动压实技术

振动压实不仅能增加土体的密度，而且能提高土体的剪切强度和抗变形能力。振动压实过程通常包括三个阶段：初始压实阶段、主要压实阶段和最终压实阶段。初始阶段，振动力主要使土粒重新排列；主要压实阶段，振动力显著减小土体孔隙；最终压实阶段，振动力对土粒密实度的增加作用逐渐减小，土体趋于稳定。振动压实技术适用于颗粒状土壤，如砂土、碎石土和砾石土等。这类土壤在振动力的作用下，容易重新排列颗粒，达到理想的密实效果。振动压实在处理高速公路、机场跑道等需要高承载力和高稳定性的地基时，效果尤为显著。然而，对于湿陷性黄土和膨胀土等细颗粒土壤，振动压实效果较差。这些土壤在受振动时，可能会发生土体结构破坏，导致地基处理效果不理想。因此，在使用振动压实技术时，应充分考虑土壤类型和现场条件，选择合适的压实设备和工艺参数。

2.4 换填法

换填法是一种常用且有效的方法，用于改善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。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。

2.5 化学加固法

（1）注浆法：注浆法是通过向地基中注入化学浆液（如水泥浆、化学固化剂等），使其与软土发生反应，形成具有一定强度和稳定性的固结体。注浆材料的选择需考虑土质、地下水环境及工程要求。工艺包括钻孔、注浆和固化，注浆的过程使土体的强度和稳定性得到明显提高。注浆法适用于软土层较厚且含水量高的地基处理，在公路、隧道、堤防等工程中常见，通过改善地基的物理力学性能，增强其承载能力。（2）化学固化剂：化学固化剂是通过向软土中掺入特定的化学材料（如石灰、粉煤灰、水玻璃等），使其与土体中的矿物质和水分发生化学反应，达到固化和增强的效果。其材料特性和应用方式需根据不同的土质和工程要求进行调整，常用的方法包括喷洒、注浆和混合。实际效果显示，化学固化剂加固能明显提高地基的抗压强度和稳定性，适用于软土处理深度较浅、地基承载要求较高的公路工程。

结语

在道路桥梁建设中，施工单位应结合路桥工程的水文、地质情况，分析地基区域的实际问题，合理选择处理技术并严格控制施工工艺参数，建立科学的质量控制体系，对于确保地基处理效果具有重要意义。未来的研究将着重关注新型生态环保材料在地基处理中的应用及智能化监测技术的开发，以此推动地基处理技术的创新发展。

参考文献

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