公路桥梁过渡段软土路基的施工

伍元波

浏阳现代制造产业建设投资开发有限公司 湖南 长沙 410329

1 公路桥梁建设中软土路基分析

软土路基因其所处环境的特殊性，成为公路桥梁建筑项目中最难处理的问题，其路基特点包括含水量大、天然强度低等。软土路基项目施工后，后续问题主要是公路路面的裂缝、塌方、下陷等[1-2]。

造成这些问题的原因是软土路基抗剪力与路面外负荷无法保持一致。所以，在项目施工中需要比较特殊的工艺进行处理，才能使路基的稳定性长期保持。除此之外，承载能力的增加，也是软土路基稳定性研究的环节之一。随着公路桥梁的发展，一些先进的技术手段被应用于软土路基的施工中，软土路基施工技术的进步，提高了软土路基公路的质量，解决了公路建设中的安全隐患。

2 公路桥梁过渡段软土路基施工现状

2.1 土壤质量不佳

根据软土路基的施工环境分析，在目前情况下，软土路基施工存在不良土质的问题。公路桥梁过渡段软土的存在，直接使路基施工的难度上升了一个等级。软土环境下，土中含水量大，并且抗剪程度较低。其抗剪程度公式如式（1）所示：

一旦软土受到超出其承载力的荷载作用，会导致原有土质随之产生变化，从而使自然结构受到影响。在公路桥梁过渡段施工中，应该以现实情况为依据，有效根据限制性因素控制路基填筑高度，并增加路基强度以提升项目承载力。面对土质不佳的问题，施工过程中应切实对土质指标进行研究，并针对研究结果，提出有效处理方式。

2.2 软土路基刚度差异明显

在公路桥梁项目施工过程中，桥台与路基之间有一段距离需要进行过渡。大部分情况下，桥台与路基二者之间存在着极大的刚性差异。为保证桥梁施工的稳定性和安全性，需要重点思考软土路基的物体支撑度，这一环节对施工整体质量起着决定性作用。对公路桥梁过渡段软土路基进行观察可知，在沉降出现的现象中，整个桥台自身出现问题的情况很少，大部分问题出现在路基下方松软的土层。当软土路基刚性要求不达标时，路基之下的土质受到压力，造成路基沉降，从而引起变形（图1）。

图1 路基变形示意

2.3 填充料不完善

在软土路基施工中，公路桥梁过渡段的施工填料对整体技术的影响巨大，施工填料是造成沉降、压缩的重要原因。在施工技术的实际推进中，对于填充料要进行完善，并应用于施工阶段。软土路基受车辆的振动作用，产生空隙减少，从而引起施工沉降。这一问题的解决，主要在于对渗透材料的选用。

3 公路桥梁过渡段软土路基施工技术研究

公路桥梁所处位置的多样化，导致软土路基出现情况十分普遍。根据调查，在各地区的公路路基建设中，软土路基在公路全部路基中所占的比例极大，如表1所示。

表1 部分地区公路软土路基情况

其中，上海地区最为突出，软土路基长度占公路全部路基的100%，软土路基相对占比最少的北京地区，软土路基在全部公路路基中也占有33.80%的比例。而苏杭与广州地区，软土长在公路中占有的比例分别是63.45%、46.67%。因此，软土路基的施工技术研究，是公路建设中不可缺少的一项。一般来说，软土路基采用超载预压法进行施工。但是在实际的施工过程中，这些方法还需根据施工现场情况进行科学的选择。公路桥梁过渡段软土路基施工，采用良好的施工技术，可以避免路面沉降问题的产生。软土路基的施工规划，要将具体设计落实，保证各方面的有效结合，主要包括：结构设计、软土路基开挖、水泥土搅拌桩加固、路堤密实程度加强、预应力混凝土T梁安装、砂垫层处理和沉降观测方面的处理。

3.1 设计软土路基结构

以过渡段软土路基路面的施工状况为依据，可以观察到路基出现的各种问题，从而通过合理的结构设计进行有效控制。首先，实现对软土路基施工项目中的沉降量控制；其次，是对桥梁施工交接点进行控制，以达到对容错沉降量的控制。以这2个项目为基础，加上科学合理的技术手段，对软土路基的结构进行设计，并且针对建筑的不同强度结构层，进行缓和过渡设计，以保证在施工结构上降低差异性，实现结构强度的一致性。

3.2 软土路基开挖

过渡段的软土路基施工，一般都是比较特殊的地质情况。在最开始的开挖环节，面向不同的地理环境，应该由专业的技术人员设计有效合理的处理方法。待施工条件准备完成后，技术人员可以根据各方面的综合信息进行开挖工作，一面进行路基的填筑，另一面对路床问题进行及时处理。根据整个土质的特点进行分析，开挖时采取分层检测以及填筑的措施。所谓的混合填筑所代表的范围也较为广泛，具体来说，所使用的是分层压实技术，但是其操作形式要求压实和填筑同步化操作，使得路基的压实度得到最大程度保证，为之后的建设打下基础。当软土路基开挖工作完成之后，相关施工部门的工作人员进行施工质量评估，确保公路桥梁过渡段软土路基的施工达到审核的标准，从而提高路基整体的承载力和稳定性。

3.3 水泥土搅拌桩加固路基

根据软土路基的施工情况分析，水泥土搅拌桩加固是一项特殊技术。在这项工作过程中，需要使用石灰、水泥等建筑材料，将软土进行科学的搅拌处理，以实现加固路基的效果。整个处理流程为：进行原地面处理→测量放样→钻机就位→驱动搅拌钻使其进入设计深度→开启喷浆搅拌提升→将材料提升至停浆面→重复搅拌至设计深度→提升搅拌至桩顶→将钻机移位，从而完成整个水泥土搅拌桩加固过程。一系列的处理环节完成后，形成复合路基，该路基具有高强度、高稳定的特点，将其应用于软土路基施工中，会产生明显的作用。由于水泥土搅拌桩加固工作的特点，需要对施工时间进行选择，或者延长工作人员的施工时间，从而实现工作效率与工作质量的双重达标。

3.4 加强路堤密实程度

对于软土路基影响较大的一种物质是水，长期的水泡会造成路面的塌陷。因此，为保证公路的结构稳定性，软土路基的修建过程中必须有较高的路堤，至少要高于地下水、地面水的水位。但是路堤往往会因为自身质量而产生压密沉降。另外，由于车辆对路面的长期碾压，积累沉降的现象也会出现。对整条公路来说，过量沉降的路堤会造成路基的病害，需要进行公路路基的维修与养护，这会增加工作量，还会影响车辆运行。为了有效控制路堤沉降，在软土路基施工时，需要提升路堤的填充程度，以保证路基的密实程度，从而降低路基压缩形变产生的可能性。加强路堤的密实程度，可以通过加筋法、强夯法等基础手段，此外，在面对一些特殊的地质条件时，塑料排水法也可在施工中得以运用。本文应用三位一体化的网状施工形式，以土工格栅作为基础，利用泥土、碎石等，形成一种密度大、刚度高的结构体，从而减少填土材料的沉降，使得软土路基施工后沉降量的差值降低。

3.5 安装预应力混凝土T梁

在路基施工中，预应力混凝土T梁的安装非常重要，其安装方式主要是使用双侧梁结构的设计。首先将梁体提前设置好；然后在桥头路基两侧设置轨道，将梁体运输到施工现场；随后将架桥机安装在桥头路基的上方，通过架桥机对梁体进行移位，以确保梁体受力平衡；最后将支座摆平，预制梁体在合适位置进行安装。

3.6 处理砂垫层

一般情况下，软土路基施工中沉降量降低还可以通过砂垫层的处理。以良好、质地坚硬的细石作为材料，经过分层夯实作为持力层，以提升路基承载力。砂垫层因厚度小、排水性好的特点，在软土路基建设过程中，对路基稳定性的提升起到巨大作用。因此，在处理砂垫层时，可以在仔细检测细石外表状况后，实行浇水压实，以确保砂垫层湿润，以在后期施工过程中达到更好的效果。充分发挥砂垫层快速排水的综合性能，从而尽可能提升软土路基的稳定性与抗压性。

3.7 观测沉降状况

公路桥梁过渡段软土路基的修建结束后，最大的潜在问题就是沉降。软土路基的沉降主要包括3个部分：一是瞬时沉降，由于路基加载瞬间产生；二是主固结沉降，因为荷载作用下土体排出孔隙水，超孔隙水压力消散产生；三是次固结沉降，超孔隙水压力彻底消失，软土路基沉降程度随着时间而加重（图2）。

图2 路基沉降组成部分

软土路基修建过程中，稳定和沉降容易受到关注，所以施工中的沉降观测不可或缺，以此来保证施工结束后沉降在合理范围内。在桥头、高填土路段、软土厚度变化大的地方，设置监测点。将监测点间隔200 m左右布置，保证监测数据的准确性。

4 试验分析与结果

为保证本文所提出的软土路基施工方法具有有效性，进行了试验论证。为确保试验具有严谨性，同时采用本文方法与2种传统技术进行软土路基施工。分别记录施工长度与成本，进行沉降量测试，其流程如下：先确定3种软土路基施工区域的承载极限力，明确最大承载力为350 kN，然后分为7级不断加载。每次加载后，间隔5 min对沉降量进行记录。最后在卸载时分为4个阶段进行，也是间隔5 min进行数据记录，观察沉降量残余。荷载值与沉降量的关系曲线如图3所示。由图3可知，随着荷载值的不断增加，沉降量也在不断上升。本文所述方法与2种传统方法相比，所耗费成本基本一致，但路基沉降量远远小于2种传统方法。

图3 荷载值与沉降量的关系曲线

当荷载值增加到50 kN时，3种方法体现出明显的差距，当荷载值增加到350 kN时，相对于传统方法1，本文所述的方法沉降量降低了40%左右；相对于传统方法2，本文所述的方法沉降量降低了50%左右。

5 结语

本文以软土路基施工技术为研究中心，对目前施工现状进行分析，针对现存问题，提出了新的公路桥梁过渡段的软土路基施工技术。本文的研究为公路桥梁建设打下了基础，最终可保证公路桥梁的建设质量。