橋梁施工中的軟土地基施工技術(shù)分析

梁春華

（江西省吉安市路網(wǎng)監(jiān)測(cè)中心，江西 吉安 343000）

0 引言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、城市化進(jìn)程的加速，交通流量越來(lái)越大，對(duì)道路、橋梁的承載能力提出了更高的要求。在橋梁施工中，難免會(huì)遇到軟土地基，由于軟土的性能比較特殊，若不能采取有效措施進(jìn)行合理處理，會(huì)在一定程度上影響橋梁的承載能力。因此，在橋梁工程中，需要把握軟土地基的處理方法，并結(jié)合工程實(shí)踐，選用合適的軟土地基施工技術(shù)，以保證橋梁工程的質(zhì)量。

1 軟土地基特征

第一，含水量高。軟土地基通常具有高含水量的特點(diǎn)。由于其具有細(xì)顆粒結(jié)構(gòu)和較大的孔隙空間，因此能夠吸收和保持大量水分，這會(huì)導(dǎo)致土體的流動(dòng)性提高，使其變得黏性較高。

第二，抗剪強(qiáng)度低。軟土地基的抗剪強(qiáng)度通常較低。由于其顆粒之間的弱相互作用力和水分的存在，軟土的內(nèi)聚力和摩擦力較小，難以提供足夠的抗剪強(qiáng)度。因此，軟土地基容易發(fā)生沉降和變形。

第三，可壓縮性高。軟土地基的可壓縮性較高，即在施工和荷載作用下容易發(fā)生沉降和變形。由于軟土的顆粒之間存在較大的孔隙，荷載會(huì)使土體顆粒沉降和壓實(shí)，從而導(dǎo)致地基沉降和變形。

第四，水分敏感性高。軟土地基對(duì)水分的敏感性較高。水分的變化會(huì)直接影響軟土的體積和強(qiáng)度特性。水分含量發(fā)生變化時(shí)，軟土地基會(huì)發(fā)生膨脹或收縮，從而引發(fā)地基不穩(wěn)定和變形情況。

第五，地基液化風(fēng)險(xiǎn)大。在地震等振動(dòng)作用下，軟土地基會(huì)出現(xiàn)液化風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)?shù)卣鸩ㄍㄟ^(guò)軟土地基時(shí)，地基中的水分和土體之間的顆粒支撐力會(huì)喪失，導(dǎo)致土體失去強(qiáng)度并呈現(xiàn)液態(tài)狀態(tài)，從而引發(fā)地基液化現(xiàn)象[1]。

2 橋梁工程施工中軟土地基處理技術(shù)

在橋梁工程中，針對(duì)軟土的處理方法有很多種，不同的處理方法所達(dá)到的效果不同。因此，必須結(jié)合實(shí)際情況制訂軟土地基施工技術(shù)方案，以確保軟土地基質(zhì)量能夠達(dá)到項(xiàng)目建設(shè)要求。

2.1 填筑輕質(zhì)路堤處理技術(shù)

填筑輕質(zhì)路堤處理技術(shù)是橋梁施工中應(yīng)對(duì)軟土地基挑戰(zhàn)的一種重要技術(shù)。軟土地基在橋梁施工中常常面臨著抗剪強(qiáng)度低、可壓縮性大等問(wèn)題，而填筑輕質(zhì)路堤處理技術(shù)通過(guò)在填土中引入輕質(zhì)材料，能夠降低填土的密度和重量，從而提高路堤的穩(wěn)定性和承載能力。選擇輕質(zhì)材料時(shí)，需要考慮其密度、強(qiáng)度、穩(wěn)定性和可持續(xù)性等因素。結(jié)合工程需求，通常采用膨脹土、膨脹珍珠巖、發(fā)泡混凝土等材料進(jìn)行施工，這些材料具有較低的密度和重量、良好的抗壓強(qiáng)度和穩(wěn)定性，適合用于填筑輕質(zhì)路堤處理。

填筑輕質(zhì)路堤處理技術(shù)的施工工藝主要有原地處理和預(yù)制塊填筑。原地處理是將輕質(zhì)材料直接混合到原有的填土中，通過(guò)機(jī)械攪拌或回填的方式進(jìn)行施工。預(yù)制塊填筑則是將輕質(zhì)材料制作成預(yù)制塊，然后將預(yù)制塊放置在填土層中。在填筑施工過(guò)程中，需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬分析，對(duì)填筑輕質(zhì)路堤的穩(wěn)定性、承載能力和變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)估，并根據(jù)評(píng)估該技術(shù)的實(shí)施效果進(jìn)行改進(jìn)[2]。

2.2 換填土處理技術(shù)

換填土處理技術(shù)是橋梁施工中常用的軟土地基處理方法之一，能夠提高地基的承載能力和穩(wěn)定性。該技術(shù)主要是從軟土地基中移除一部分松軟或不穩(wěn)定的土壤，然后填充更為堅(jiān)實(shí)和穩(wěn)定的土壤或改良材料，以改善地基的工程性質(zhì)和土壤的力學(xué)特性。

在橋梁軟土地基施工環(huán)節(jié)，選擇填充材料時(shí)，需要考慮其物理性質(zhì)、工程性能和可持續(xù)性，可以采用砂土、碎石、混凝土等進(jìn)行施工。這些材料具有較高的密實(shí)性和穩(wěn)定性，能夠提供更好的承載能力和抗沉降性能。該方法主要是將填充材料直接堆放在現(xiàn)場(chǎng)的軟土地基上，然后通過(guò)機(jī)械壓實(shí)或人工夯實(shí)等方式進(jìn)行施工。

2.3 摻石灰處理技術(shù)

該技術(shù)主要是通過(guò)向軟土中摻入適量的石灰，使其與土壤發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而提高土壤的穩(wěn)定性、抗壓強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度。

首先，在橋梁軟土地基處理階段，石灰的選擇應(yīng)考慮其活性、含水量和適應(yīng)性。

其次，處理軟土地基時(shí)需要先進(jìn)行地表松土，去除松軟和不穩(wěn)定的土壤。

再次，在地基表面均勻撒布石灰，以確保石灰與土壤充分混合。

最后，使用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行混合處理，使石灰與土壤充分反應(yīng)，提高土壤的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

在施工過(guò)程中，需要嚴(yán)格控制石灰的摻入量和均勻性，確保施工質(zhì)量和效果。施工完成后，需要對(duì)處理后的土壤進(jìn)行抗剪強(qiáng)度、壓縮性和液塑性指標(biāo)評(píng)估，根據(jù)評(píng)估結(jié)果進(jìn)行必要的調(diào)整[3]。

2.4 水泥攪拌樁處理技術(shù)

該技術(shù)通過(guò)將水泥與土壤充分混合，形成堅(jiān)實(shí)的攪拌樁，以提高地基的強(qiáng)度和抗壓能力。

首先，需要進(jìn)行詳細(xì)的勘察和設(shè)計(jì)，確定攪拌樁的布設(shè)位置和布設(shè)方案（見圖1），根據(jù)設(shè)計(jì)要求和施工計(jì)劃，準(zhǔn)備好所需的設(shè)備、材料和人力資源。

其次，鉆孔。該環(huán)節(jié)使用鉆機(jī)在地基中鉆孔，形成攪拌樁的孔洞?？锥吹闹睆胶蜕疃葢?yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定。在鉆孔過(guò)程中，需要注意控制孔徑和孔深的精確度，保證攪拌樁的質(zhì)量和穩(wěn)定性。

再次，鉆孔完成后，進(jìn)行水泥攪拌。將水泥和水以一定比例加入孔洞中，然后使用攪拌器將土壤和水泥充分混合。混合的時(shí)間和速度應(yīng)根據(jù)土壤的特性和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行控制，保證攪拌樁的強(qiáng)度。攪拌完成后，進(jìn)行樁頂整平。使用鏟斗或振動(dòng)器對(duì)攪拌樁頂部進(jìn)行整平和修整，以確保樁頂?shù)乃蕉群推秸确弦蟆?/p>

最后，攪拌樁施工后需要進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，以保證水泥的固化和強(qiáng)度發(fā)展。養(yǎng)護(hù)期間，應(yīng)對(duì)攪拌樁進(jìn)行濕潤(rùn)和保溫處理，防止水泥早期干燥和開裂。水泥攪拌樁處理技術(shù)施工的關(guān)鍵在于控制混合過(guò)程，以及嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)范進(jìn)行操作，確保攪拌樁的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。此外，成樁后要進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，除外觀質(zhì)量，還要對(duì)抗壓強(qiáng)度進(jìn)行檢驗(yàn)，通常要在成樁28h 后進(jìn)行檢測(cè)，斷截面整體較為均勻，上、下尺寸基本一致等，則說(shuō)明質(zhì)量合格。

2.5 強(qiáng)夯技術(shù)

強(qiáng)夯技術(shù)廣泛應(yīng)用于橋梁工程中，可以有效改善軟土地基的力學(xué)性能和工程性質(zhì)，提高地基的承載能力和穩(wěn)定性[4-5]。該方法主要是利用重錘的重力作用，通過(guò)反復(fù)的打擊和夯實(shí)，改善軟土地基的力學(xué)性質(zhì)和工程性能。

在施工前，需要進(jìn)行詳細(xì)的勘察和設(shè)計(jì)，了解軟土地基的特征和問(wèn)題。確定施工參數(shù)，如夯擊次數(shù)、夯擊能量、夯擊間距等。

夯擊過(guò)程中，安排施工人員將重錘裝在夯錘機(jī)上，通過(guò)起重機(jī)械將夯錘舉升至一定高度，然后釋放，使夯錘自由落下，產(chǎn)生沖擊力。需要注意的是，在夯擊過(guò)程中，需要安排施工人員對(duì)地基沉降、橋墩位移等數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)調(diào)整夯擊參數(shù)，確保地基的處理效果，保證其穩(wěn)定性。

3 工程實(shí)踐

3.1 橋梁工程概況

某橋梁工程是一座跨越河流的公路橋，位于軟土地基區(qū)域。該地區(qū)的軟土地基存在抗剪強(qiáng)度低、可壓縮性大等問(wèn)題，對(duì)橋梁的穩(wěn)定性和承載能力帶來(lái)了一定的挑戰(zhàn)。為了保證橋梁工程的安全性和可靠性，決定采用水泥攪拌樁處理技術(shù)對(duì)該橋梁軟土地基進(jìn)行改良。

3.2 施工工藝流程

3.2.1 準(zhǔn)備工作

橋梁工程施工前，進(jìn)行詳細(xì)的勘察和設(shè)計(jì)，確定軟土地基的特征和問(wèn)題。根據(jù)設(shè)計(jì)要求和施工計(jì)劃，準(zhǔn)備好所需的設(shè)備、材料和人力資源。

3.2.2 鉆孔

鉆孔前，需要根據(jù)具體的地質(zhì)條件和設(shè)計(jì)要求確定鉆孔的直徑和深度。為了保證施工的穩(wěn)定性，避免土體被破壞，需要嚴(yán)格控制噴漿壓力≤0.4MPa，這樣可避免壓力過(guò)高對(duì)土體產(chǎn)生不利影響，以保持鉆孔施工的穩(wěn)定性。同時(shí)要控制下沉速度（≤0.8m/min），以確保施工平穩(wěn)進(jìn)行。

3.2.3 同步噴漿和旋轉(zhuǎn)

通過(guò)噴漿機(jī)將水泥漿注入鉆孔孔洞中，與軟土充分混合，起到加固和改良土體的作用。其間要適當(dāng)控制噴漿機(jī)的噴射力和噴漿速度，確保水泥漿與土壤充分混合，形成堅(jiān)固的土漿結(jié)構(gòu)。同時(shí)旋轉(zhuǎn)鉆桿，以確保噴漿均勻分布在整個(gè)孔洞中，實(shí)現(xiàn)噴漿的均一性和一致性，確保噴漿和土體充分接觸，形成穩(wěn)定的攪拌效果。

3.2.4 提升施工

軟土地基的鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)要求深度后，將攪拌樁提升至地面以下1m 的位置，目的是確保攪拌樁與地基之間穩(wěn)定連接。施工人員在此階段需要密切配合，使用起重設(shè)備和專用工具，將攪拌樁逐步提升到指定的高度。在提升過(guò)程中，要注意控制提升速度，以保證施工的穩(wěn)定性和安全性。

3.2.5 清洗

攪拌樁到達(dá)指定位置后，施工人員需要進(jìn)行清洗工作，向集料斗內(nèi)注入清水，將清水注入集料斗，以沖洗攪拌樁內(nèi)的雜質(zhì)和污物，使樁體表面更加清潔，提高樁體的質(zhì)量和強(qiáng)度。施工人員要確保注入的清水充分覆蓋整個(gè)集料斗，并保持一定的注水速度和壓力。

3.3 施工效果

該橋梁工程應(yīng)用水泥攪拌樁處理技術(shù)進(jìn)行軟土地基處理，取得了顯著效果，軟土地基的承載能力得到明顯提高，地基的穩(wěn)定性得到增強(qiáng)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和評(píng)估，處理后的軟土地基表現(xiàn)出了良好的工程性能，滿足橋梁工程設(shè)計(jì)要求。

4 橋梁軟土地基施工質(zhì)量保障措施

第一，施工前，進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)調(diào)查和土壤力學(xué)性質(zhì)測(cè)試，了解軟土地基的特征和問(wèn)題。根據(jù)調(diào)查結(jié)果制訂地基處理方法、施工參數(shù)和質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，確保施工操作與設(shè)計(jì)要求一致。

第二，建立施工人員安全教育、施工區(qū)域標(biāo)識(shí)和警示、施工設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)等管理標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，安裝監(jiān)測(cè)設(shè)備（如沉降測(cè)點(diǎn)、傾斜儀等）對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以掌握地基變形情況和工程效果，及時(shí)調(diào)整施工參數(shù)和控制措施[6]。

第三，建立材料質(zhì)量控制、施工工藝控制和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)材料進(jìn)行檢測(cè)和驗(yàn)收，確保其符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。在施工過(guò)程中，嚴(yán)格按照工藝要求進(jìn)行施工，進(jìn)行必要的取樣和試驗(yàn)，檢測(cè)處理后地基的力學(xué)性能和工程效果，確保施工質(zhì)量達(dá)標(biāo)[7-8]。

5 結(jié)語(yǔ)

軟土地基存在抗剪強(qiáng)度低、可壓縮性大等問(wèn)題，會(huì)影響橋梁的穩(wěn)定性和承載能力，選擇合適的軟土地基施工技術(shù)對(duì)保證橋梁工程的安全和可靠性有重要意義。通過(guò)對(duì)不同軟土地基施工技術(shù)進(jìn)行分析，可以看到每種技術(shù)都有其獨(dú)特的特點(diǎn)和適用范圍，對(duì)橋梁軟土地基處理起到的促進(jìn)作用也有所不同。因此，開展橋梁工程項(xiàng)目時(shí)，要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行綜合分析，設(shè)計(jì)適用的施工方案。此外，要對(duì)軟土地基處理技術(shù)進(jìn)行持續(xù)的研究和實(shí)踐，以進(jìn)一步提高軟土地基施工技術(shù)的可行性和有效性，為橋梁工程的安全性與穩(wěn)定性提供保障。