摘要：面对国家经济发展中越来越重视交通设施的建设工作，我国公路施工企业紧紧抓住此次契机，迎来了新的发展机遇。但是面对公路桥梁施工中软土地基所带来的困扰，相关企业及部门开始根据软土地基的特点以及公路桥梁的特点进行研究，并研发出了一种新的施工技术，为提高公路桥梁在软土地基中的施工质量奠定了基础。
关键词：公路桥梁；软土地基；施工技术
软土地基是公路桥梁施工中较为常见的地基种类，主要是指含水量较高，土质疏松、土壤缝隙较大的地基，其主要组成部分为淤泥或软性粘土。由于含水量大，承载力小，土质疏松，不能满足路桥施工需要，必须采取措施进行处理，以确保路桥工程质量。
1、软土路基修筑高速公路的主要问题
近年来高速公路建设得到了迅速的发展，通车里程大大增加，高速公路已经成为了现代化交通的重要标志之一。
在沿江、沿湖、沿海地区大部分地基为滨海相和河相沉积的软粘土，各省已建和正建的几条高速公路的资料表明，较长的软土路段，既不容易处理，造价也相应增加。软土具有压缩性高、含水量大、渗透性差、抗剪强度低等特点，并具有一定的结构性。在附加应力作用下会因压缩变形和剪切变形而产生很大的沉降，甚至会因承载力不足而破坏。
因而软土地基处理技术已成为关键技术之一。软基处理方法对工程质量和施工工期有着重大影响，直接关系到投资和管理单位的经济效益和社会效益。目前在软基处理的各种方法中主要有预压排水、复合地基、真空预压等方法。高速公路不仅要求路堤稳定，而且对沉降变形提出了很高的要求，常规的砂井堆载预压处理方法不能减小总沉降量，也不能控制工后沉降和不均匀沉降，从已建成的软土路基高速公路的营运情况来看，过大的工后沉降和不均匀沉降会造成“桥头跳车”以及平整度差的问题，而复合地基相对单价较高，某些种类的复合地基质量仍难以保证。
真空联合堆载预压法是八十年代在我国新发展起来的一种实用、经济、稳妥的大面积处理软土地基的有效方法。施工过程中的稳定性得到保证，从通车后的营运效果来看，真空联合堆载预压处理路段工后沉降较小，且不均匀沉降小。
2、软土路基处理方法
2.1堆载预压法
比较经济、易操作，但在施工工期方面存在明显不足。如在京珠高速公路广珠段某软基段，设计填土高度8.0m左右，根据地质条件及稳定性控制标准，填至设计标高需要10个月左右的时间，再加之预压6个月和卸去超载部分填土的时间，需要施工工期17个月左右的时间，这种施工工期明显制约整个工程的进度，严重影响投资者的经济效益和社会效益。另外，在填筑过程中一直存在稳定性、不均匀沉降等问题，工程质量难以控制。如果施工工期允许，加大质量控制管理力度，堆载预压法是一种可行有效的软基处理方法。
2.2复合地基处理方法
主要有粉喷桩、旋喷桩和碎石桩，也有高强度预应力混凝土管桩等。软基处理单价较高，特别是对软土层厚的高填土路堤，如采用粉喷桩设计，对软土层厚度大于10.0m，填土设计标高8.0m以上的路堤，粉喷桩间距取1.0m、喷粉量50kg/m、桩长10.0m以上，其每平方米的单价是堆载预压方法的2~3倍；若采用旋喷桩处理单价更高，大约是堆载预压处理的3~4倍。另一方面成桩的质量难以控制，如粉喷桩，理论上讲成桩有效长度可达15m以上，但大量的工程实例反映，粉喷桩桩长超过10.0m，其质量难以保证；在成桩过程还存在喷粉量不足、搅拌不均匀、胶接不好等先天质量问题。在施工条件良好的情况下，复合地基处理方法有自己的优势，如在结构物反开挖过程中，它可以起到支护作用；在桥头附近路基处理中，它可以提高桥背土体速度、减小工后沉降等。
2.3真空联合堆载预压处理方法
真空预压技术早在50年代初就已提出，经近50年的理论研究和工程探索，已在许多工程建设中得到应用，如港口、码头、机场和堆场等工程。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但由于真空联合堆载预压法在加固机理、施工工艺等方面有别于超载预压方法，将其应用于珠江三角州地区高速公路的软基加固，存在许多有待研究和探索的问题。因此本项目的开展不仅具有较高理论研究价值，对推广应用也具有现实意义。
根据太沙基有效应力原理可知，真空预压是通过减少孔隙水压力来增加土体的有效应力，只改变土体的球应力，而不产生剪应力，土体只产生向预压区内的收缩变形，由此可知真空联合堆载预压法具有以下几个特点：
（1）抽真空时土体只产生向“内”的收缩变形，真空荷载可一次性施加，而不用担心土体会象常规堆载时因荷载过大而产生失稳破坏的现象。
（2）在联合堆载过程中，土体本身在真空荷载作用下向内收缩变形，可以抵消因堆载产生的侧向挤出变形，从而加快加载速率。
（3）在真空联合堆载过程中，一方面堆载促进土体孔隙水压力升高，另一方面真空预压又促进孔隙水不断经排水通道排出，孔隙水压力不断降低，由堆载引起的超孔隙水压力很快消散，固结速度加快，土体强度自然增长。
（4）真空联合堆载预压是真空荷载和路堤堆载两者相叠加，某种程度上相当于在常规堆载预压的基础上增加了真空荷载这部分超载，其加固深度、固结速度明显大于常规堆载预压，因而可缩短预压工期、减少工后沉降。
真空联合堆载预压法是一种实用、经济、稳妥的大面积处理软土地基的有效方法。施工过程中的稳定性得到保证，工后沉降和不均匀沉降小。但是目前真空联合堆载预压处理在软土路基大规模的很有限，主要原因有以下几个：
（a）真空联合堆载预压一般用于加固大面积软土，软土路基是一狭长区域，影响了处理效果，故限制了它的应用范围；
（b）目前真空联合堆载预压应用于路基的工程实例还不是很多，经验积累不够丰富，有很多技术性的问题还没有解决，如深层砂层的处理等问题；
（c）缺少经济效益和处理效果的综合评价。
3、真空联合堆载预压处理发展趋势
随着我国高速公路事业的迅速发展和市场经济体制的逐步完善，具有施工工期短、加固效果好等诸多优点的真空联合堆载预压加固软基方法，将会越来越受到工程师的青睐。在本项目研究期间，珠江三角洲地区先后有三条高速公路（广东省西部沿海高速公路、新台高速公路和京珠高速公路广珠段）的软土地基处理方法采用了真空联合堆载预压法，江苏地区有两条高速公路（宁盐高速公路和苏杭高速公路）也采用这种软基处理方法。有理由相信随着研究的深入，在不久的将来将会有更多的高速公路大规模的采用真空联合堆载预压加固软基方法，由此将会产生巨大的经济效益和社会效益。
随着真空联合堆载预压方法的逐步应用，对其施工工艺的要求也将会越来越高。为了适应市场需要，该处理方法在施工工艺主要的发展趋势有以下几方面：
3.1在掌握打设竖向排水体对土体特性影响，以及对沉降影响后，竖向排水体将向加长方向发展。
3.2在了解真空预压时地下水位的变化情况和真空度的传递情况，以及真空预压的影响深度后，竖向排水体的选材和形式将向通水性能好、对真空度传递阻尼小的方向发展。
3.3在弄清楚土体扰动对土体结构及力学指标影响和加密成孔使地基内软土扰动程度加大对减少工后沉降作用后，竖向排水体将向合理的成孔密度方向发展。
3.4在研究真空联合堆载预压固结度计算方法和对工后沉降影响，以及不同真空堆载联合施压方法在不同填土高度、不同淤泥深度加固效果评价的基础上，制定出统一的设计规范。
结束语
软地基一直是公路桥梁施工中的难题，需要引起人们足够的重视，在公路桥梁施工中，要根据施工地不同的环境选择合适的施工技术，采取有效的处理方法对软地基进行处理，以保证公路桥梁施工的整体质量。施工人员要熟知公路桥梁软地基施工技术与方法，严格按照施工技术流程进行操作，保证施工安全。施工单位要鼓励技术创新，探索新的施工技术来提高公路桥梁软地基的施工质量。
参考文献
[1]蔺晓宁.对公路桥梁施工中软土地基施工技术的探讨[J].门窗，2014（11）.
[2]朱磊.浅探公路桥梁软基的施工技术及处理方法[J].科技资讯，2014（17）.
论文作者:季诗皓
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第36期
论文发表时间:2018/7/9
标签：预压论文; 真空论文; 方法论文; 地基论文; 公路论文; 高速公路论文; 桥梁论文; 《建筑学研究前沿》2017年第36期论文;