橋梁施工中軟土地基施工技術及注意事項

劉濤

（紅河州高等級公路管理局,云南 蒙自661100）

橋梁施工中軟土地基施工技術及注意事項

劉濤

（紅河州高等級公路管理局,云南 蒙自661100）

軟土是高水分、高壓縮性、低強度的黏性土，受載情況下變形大且強度低，因而軟土基礎極易引發(fā)安全問題，需要在施工中給予重視。論文對軟土的結構特性及受荷特點進行了分析，明確了橋梁軟土基礎的內在機理，提出淺層和整體的橋梁軟土基礎加固處理方法，并對橋梁等級、橋梁與道路連接、施工環(huán)境等3個問題提出了施工處置方法和注意事項，以提高橋梁軟土基礎的施工及運營安全性。

橋梁施工;軟土基礎;施工技術;注意事項

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.09.050

1 引言

我國地域廣闊，地質和地形條件復雜，隨著道路橋梁等基礎交通設施的大力發(fā)展，橋梁結構難免遇到各種復雜的地形和地質建造條件，其中軟土基礎就是典型問題之一。軟土是一種高水分、高壓縮性、低強度的黏性土，受載情況下軟土基礎變形大且強度低，極易引發(fā)安全問題。軟土基礎作為承載橋梁結構的關鍵受力體，需要保證在橋梁運營過程各種荷載作用下的安全性和使用性，因而需要在施工中對軟土基礎進行著重考慮，采取必要措施加固[1,2]。

本文文首先分析橋梁軟土基礎的結構特性，并總結其受載特點；其次，分析不同軟基型式下的加固技術和方法，包括加固的流程和實施要點；最后，總結針對橋梁軟土地基施工中的注意事項，既能保證軟基加固的有效性又要保證施工的安全。

2 軟土基礎的結構特性及受荷特點

2.1 軟土基礎的結構特性

軟土是一種含水量很高的土質結構，具有含水量高、易變形、承載能力差等特點。軟土基礎一般由腐殖物質及淤泥等構成，土層的飽和度一般大于95%。根據(jù)土質類型，大致可以把軟土分為淤泥、淤泥質土、泥炭、泥炭質土、黏土、粉質黏土、粉土等[1]，各種土的指標參數(shù)及常用取值范圍見表1。

表1 軟土的分類及其指標

軟土的上述物理組成要素，決定了其具有承載能力低和易變形的特征，特別是在外部荷載作用下，很容易自行破壞。軟土的這些特性，決定了軟土基礎具有滲透性能差、流動性強的特點，滲透性能差使得局部土體受到破壞后直接牽連整體，流動性強則使得一旦具有局部破壞就形成發(fā)散性的失效，因而施工中需注意不要過分擾動軟土。

2.2 軟土基礎的受荷特點

由于軟土的基本物理特性和構造特點，使得荷載作用下軟土的變形顯著區(qū)別于一般土體，其受荷特點主要體現(xiàn)在3個方面：①非線性和非彈性。大部分工程材料都有受荷下變形線形增長和荷載卸除后變形可恢復的特點，但軟土的線彈形受荷范圍很小，由于軟土的流變性，荷載增長時軟土變形不斷發(fā)散，且荷載卸除后不能回到初始狀態(tài)，這使得軟土的受力和變形很難預測，需要根據(jù)具體的應力路徑和加載數(shù)值才能分析，從而給施工帶來很大的困難。②各向異性。軟土由腐殖物質及淤泥多年沉淀形成，經過長時間固結的軟土在同一層具有各向同性，但在豎向厚度方向則是各向異性，這給軟土分析同樣帶來困難。③塑性體積應變。軟土中存在大量的可壓縮空隙，受荷條件下軟土顆粒位置進行重新調整，形成不可恢復的體積壓縮變形，這種特性使得軟土加固中一旦處置不當，將很難更正，因而必須一次到位處置完畢。

3 橋梁軟土基礎的施工技術

軟土路基存在很大的安全隱患，特別是對于橋梁這種生命線工程，因而在施工中需要進行加固處理，將風險降低至可接受范圍。橋梁軟土基礎的施工加固按照其所涉及的深度分為淺層加固施工和整體式加固施工[3,4]。

3.1 淺層加固施工

軟土基礎的淺層加固技術包含表層排水法、鋪灑添加劑法、排水固結法、墊層施工法等，這些施工方法的應用范圍和力學機理具有差異性，其實施要點和注意事項如表2，這些施工工法的總體特性是通過淺層處理技術，加強軟土力學特性以滿足施工和運營需求。

表2 橋梁軟土基礎的淺層加固施工方法特性及應用比較

3.2 整體式加固施工

整體式加固施工是采用施工機械，對軟土基礎進行大范圍、深層次的加固處理方法。整體式加固施工工藝類型多，包含灌漿加固、強夯加固、樁體加固和化學加固等措施[4]，這些加固方法的力學機理和應用如下所示，實際中根據(jù)橋梁基礎的軟土特性，選擇適宜的施工技術和方法。

1）灌漿加固。力學機理：通過灌漿液體將軟土層攪拌黏結成整體，提高其承載性；實施方法：將液體材料灌入土層內部進行混合攪拌以填充孔隙等；注意事項：該方法應用廣泛，技術較為成熟。

2）強夯加固。力學機理：通過機械外力改變軟土構造，縮小孔隙率，讓土層產生壓縮變形增強密實度和路面承載性；實施方法：采用機械錘進行分段分區(qū)強夯施工；注意事項：若軟土地基含軟弱夾層，不宜選用強夯法，因夯擊能量較難傳遞。

3）樁體加固。力學機理：通過施工樁體改變軟土整體屬性達到加固效果；實施方法：采用機械設備打入預制樁體，或者采用鉆孔灌注樁施工；注意事項：樁體應采用堅固耐用材料，例如砂石和水泥等。

4）化學加固。力學機理：采用化學物質改變軟土的物質構造，從而改變軟土物理特性；實施方法：把化學物質注入軟土基礎中，降低濕陷的產生；注意事項：采用硅酸鈉化學加固方法廣泛應用，根據(jù)加固范圍選擇，避免不經濟。

4 橋梁軟土地基施工注意事項

在進行橋梁軟土地基的施工中，需要在橋梁等級、橋梁與道路連接段以及施工環(huán)境3個方面注意施工方法的選擇和實施。

4.1 橋梁結構等級

橋梁結構的等級涉及到施工風險的可接受水平，因而施工方法的可靠性及要求也不同。對于橋梁等級高的，需要采用可靠有效的措施處理軟土地基問題，防止施工和運營中出現(xiàn)各等級病害，將風險控制在較低的范圍內。如果橋梁設計等級不高，例如臨時用橋梁，則其軟土基礎加固僅以保障安全性即可。

4.2 橋梁與道路連接段

橋梁與道路的連接段對軟土基礎異常敏感，如加固處置不當，運營中橋臺很容易產生跳車現(xiàn)象和開裂問題，降低行車的舒適性和安全性。因而需要在掌握路基與橋梁過渡段的軟土特性基礎上，實現(xiàn)基礎剛度和特性的緩慢過渡，嚴格控制過渡段的基礎沉降，避免產生跳車和開裂等問題。

4.3 施工環(huán)境

橋梁實際施工過程中，有大量的機械設備進駐現(xiàn)場，很多機械體量大且振動顯著，在經過軟土基礎時需要特別關注，防止由于機械振動引起土體的共振，引發(fā)軟土失穩(wěn)和坍塌等問題，因而需要結合軟土路基特點設計專門的機械運動路線，避免在脆弱地帶施工，并對機械行走路線進行必要加固。

5 結語

隨著我國道路橋梁等基礎交通設施的大力發(fā)展，橋梁結構難免遇到各種復雜的地形和地質建造條件，其中軟土基礎就是典型問題之一。軟土作為高水分、高壓縮性、低強度的黏性土，受載情況下軟土基礎變形大且強度低，極易引發(fā)安全問題，因而需要在施工中引起重視。本文對軟土基礎的結構特性及受荷特點進行了分析，明確了淺層和整體加固處理方法及其應用特點，針對橋梁等級、橋梁與道路連接、施工環(huán)境等3個關注問題，提出了施工處置方法和注意事項，以保證橋梁軟土基礎的施工及運營安全。

【1】黃冬梅.軟土地基處理之淺見[J].山西建筑,2004,30(3):27-28.

【2】李永生,鄒小毛.橋梁施工中軟土地基的施工技術[J].中國水運（下半月）,2013(8):231-232.

【3】鐘震.公路橋梁工程軟土地基施工處理技術探析[J].交通標準化, 2013(22):90-92.

【4】楊軍.公路橋梁施工中軟土地基施工技術分析[J].湖南城市學院學報:自然科學版,2015,24(2):1-3.

Construction Technology and Precautions of SoftSoil Foundation in Bridge Construction

LIUTao
(HongheStateHighwayManagementBureau，Mengzi 661100,China)

Softsoilisakindofcohesivesoilwithhighmoisturecontent,highcompressibilityandlowstrength.With external actionsloadedonthesoftsoil,largedeformationandlowstrengtharepresented,whichwillcreatesafetyproblems.Inthe paper, the structural characteristicsand features of loading responses are analyzed to identify the internal mechanism of bridge soft soil foundation. Shallow and the wholereinforcementmethods are provided and compared. Construction technology and precautions on the three key issue of bridge design level,connection between bridge and road, construction environmentare proposed to improve the safety of bridge soft soil foundation both duringconstructionandoperationstage.

bridgeconstruction;softsoilfoundation;constructiontechnology;precautions

U442;U445

A

1007-9467（2016）09-0168-03

2016-04-05

劉濤（1963～），男，云南石林人，高級工程師，從事公路工程建設管理研究，（電子信箱）962007147@qq.com。