基于軟土地基的橋梁施工技術研究

王海鐵

摘要：目前，我國經(jīng)濟繁榮發(fā)展，各地區(qū)都在大力進行基礎設施建設，橋梁工程數(shù)量有所增加。同時，為了追求更高的橋梁施工質量，也在對施工技術進行持續(xù)性的研究。軟土地基施工具有一定的特殊性，對施工技術也有更高的要求，本文將圍繞軟土地基的特征，橋梁施工受軟土地基的影響以及有效的橋梁施工技術展開論述。

Abstract： At present， China's economy is booming and various regions are vigorously carrying out infrastructure construction， and the number of bridge projects has increased. At the same time， in order to pursue higher bridge construction quality， continuous research on construction technology is also being carried out. The construction of soft soil foundation has certain particularity and higher requirements on construction technology. This article will focus on the characteristics of soft soil foundation， the influence of bridge construction by soft soil foundation and effective bridge construction technology.

關鍵詞：軟土地基;橋梁工程;施工技術

Key words： soft soil foundation;bridge engineering;construction technology

中圖分類號：U445.55? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）23-0149-02

0? 引言

在我國的東部沿海地區(qū)，橋梁施工大多都在軟土地基上進行，這大大增加了橋梁施工的難度，在施工過程中很容易出現(xiàn)不可預測的問題，并且存在很多影響橋梁穩(wěn)固性的因素。但是面對基礎設施建設的需求，必須利用技術攻克這些難題。想要保證工程質量，就必須采取更加專業(yè)和特殊化的橋梁施工技術。在此之前我們首先要了解軟土地基的基本特征。

1? 軟土地基的特征

軟土是在多年的沉淀后才逐漸形成的，它的內部有著明顯的分層結構，而每一層代表了不同年代該地區(qū)的地質條件，每一層的土質都不同，相同層的土質相同，因此軟土具有橫向結構相同，縱向結構差異性大的特征。其次，在大量的工程實踐和總結中我們可以發(fā)現(xiàn)，軟土在受到拉應力和壓應力的作用時，只會出現(xiàn)非常短暫的線性變化，去除應力后不能恢復到原本的形態(tài)，這說明它具有非線性和非彈性的特點。這樣一來，軟土在受到應力后會出現(xiàn)怎樣的變化是很難提前進行準確預測的，這為橋梁施工帶來了很大的難題。另外，軟土的內部結構中有著非常大的空隙，在對軟土施加應力后，空隙縮小，內部結構變得緊密，并且在應力消除后不會恢復原本形態(tài)，因此軟土地基施工必須一次性成功，否則就需要重新施工，這對施工技術的要求更高[1]。

基于軟土地基的橋梁施工技術也有三大特點，分別是抗剪強度低，含水量高和結構性特點。因為軟土的土質松軟，很難承受較大的荷載，因此施工后往往會出現(xiàn)非常嚴重的沉降，并且荷載力越大，沉降越嚴重，還會由此造成路面開裂的問題。軟土本身就具有較高的含水量，它的土質是帶有流動性質的，滲水能力很弱（見圖1），因此在軟土地基上施工，存在很大的排水問題，增加了施工的難度。因為軟土呈現(xiàn)出的結構特殊，如果在施工過程中破壞了原有結構，過分擾動土層，會增加軟土的流行性，施工難度也隨之增加[2]。

2? 橋梁施工受軟土地基的影響分析

2.1 影響施工技術

橋梁工程施工技術受環(huán)境影響需要進行靈活的變動。在軟土地基中，存在砂性和黏性兩種形式，砂性地基應采用擠密施工技術，以應對地基結構過于松散的問題。而黏性地基則應采用壓實技術來鞏固地基結構。另外，還需結合軟土土層的厚度來合理選擇不同的施工技術，厚度大時，施工重點在于處理沉降和排水問題，厚度較小時重點進行表層處理。

2.2 影響工程設計

軟土地基施工遇到的問題都需要通過設計來解決和避免，因此實際的施工設計方案受到軟土地基的很大影響，具有不確定性的特點。特別是在橋梁工程的緩和過渡帶設計中，要想將強度不同的路基連接起來，必須依靠有效的緩和過渡帶設計，但是設計的難度很大，必須結合環(huán)境和工程要求進行特殊設計，否則可能出現(xiàn)開裂和嚴重沉降等問題[3]。

2.3 影響工程施工

橋梁建筑現(xiàn)場施工也受到軟土地基的很大影響，往往需要結合實際的軟土情況選擇施工技術與設備，控制設備的大小，避免對軟土結構造成太大的破壞。

2.4 影響橋梁等級

我國對于橋梁的質量等級有明確要求和規(guī)定，而能否達到等級標準也受到軟土環(huán)境的很大影響。追求的橋梁等級越高，施工的難度就越高，而軟土地基容易沉降和流動性強等特征成為了影響橋梁等級的主要因素。

3? 基于軟土地基的橋梁施工技術

3.1 表層排水技術

軟土地基由于含水量過多而有著較低的結構強度，為了降低其含水量，提高結構強度，需要利用到表層排水技術。表層排水技術的原理是在填筑淺表層軟土路基前，在路基范圍內開挖溝槽，并控制好橫縱溝槽的間距，將地表水排出，從而達到減少淺表層軟土含水量的目的。為了充分發(fā)揮出溝槽的排水作用，需要選擇透水性好的材料進行回填，比如碎石和較大的沙礫等，確保路基施工達到要求后回填溝槽。這種施工技術具有簡單，操作便捷，成本低廉，效果明顯的優(yōu)勢，能夠在短期內達到較好的排水效果。

表層排水技術的施工要點和流程為：

①做好現(xiàn)場勘測等準備，結合軟土地基的厚度設計施工方案，準備材料和設備。

②最大程度利用施工地點的坡度等自然地形，達到自然排水的效果，增加水流的速度，避免溝槽瘀阻，影響排水效果。沿著施工路線的中央挖縱向盲溝，橫向盲溝的間距控制在10至15米左右的距離，溝槽的深度和寬度在0.5至1米之間。為了增加溝槽的排水能力，應盡量減少溝槽的間隔，以免在部分溝槽被切斷時對整體的排水效果造成影響。

③開挖溝槽應盡量選擇小型設備，避免過度破壞軟土結構。在溝槽的底部鋪設防水膜，溝槽內埋設排水管[4]。

3.2 排水固結技術

排水固結技術的作用主要是對軟土地基進行加固，提高排水效果，增強地基的穩(wěn)固性。該技術的原理（如圖2所示）是通過布置豎向的排水井，將土層中的空隙比減少，排出孔隙水，增強軟土的強度，使地基結固，在橋梁施工中的應用具有預防地基沉降，增強地基穩(wěn)定性的作用。排水固結技術包括多種施工方法，有真空預壓法、堆載預壓法、降水預壓法、電滲排水法等。技術操作的流程和要點主要有砂墊層施工、砂井施工和預壓系統(tǒng)施工?？偟膩碚f，排水結固法是由排水系統(tǒng)與加壓系統(tǒng)共同組成的，橫向和豎向的排水體共同作用，促進空隙水排出。在軟土層較厚的情況下，為了提高排水結固的效果，需要設置豎向的砂井，和橫向的砂墊層一同構成排水系統(tǒng)。在軟土層較薄的情況下，可以單純利用砂墊層，不設置豎向砂井。加壓系統(tǒng)的作用是增加結固壓力，促進空隙水滲透，從而提高排水的效果。

3.3 混合劑技術

在軟土地基中添加混合劑能夠增強軟土表層的密度和抗壓縮能力，具有非常明顯的效果。但是這種技術具有很大的應用限制，一般只能在黏土性質的軟土以及表層軟土中應用。

3.4 加載技術

加載技術主要用于控制軟土地基的沉降，它包括降低間隙水壓和增加總壓兩種方式。降低間隙水壓是利用大氣壓來實現(xiàn)軟土結構結固速度的加快，增加總壓主要通過鋪墊高密質土壤來增加重力，壓迫地基的方式，達到加固的作用[5]。但是這種技術主要作為輔助技術應用，并不能完全消除地基沉降的問題，還需要輔以其它技術手段。

3.5 擠密技術

軟土地基的地質較差，以軟土和濕陷性的黃土居多，決不能采用一般的施工技術，擠密技術則能夠很好的應對土質較差的問題，它通過振動和沖擊等方式形成孔洞，再在孔洞中注入石灰等材料成為樁體，將這種樁體打入到地基中，促進土壤的橫向擠密，從而減少空隙，使松軟的沙土變得緊實。近幾年，擠密技術在軟土地基施工中的應用十分廣泛，在消除土壤濕陷性，增大地基強度上具有顯著的效果。

4? 結語

綜上所述，在軟土地基上進行橋梁施工具有很強的特殊性，想要達到質量標準，必須采取特殊的施工工藝?，F(xiàn)有的表層排水技術、排水結固技術、混合劑技術、加載技術、擠密技術在處理軟土地基的各種問題上取得了很好的效果，在應用的過程中需要注意技術要點。當然，在未來，橋梁施工對質量和技術標準的要求還會進一步提高，而軟土地基施工也將迎來更多的挑戰(zhàn)，業(yè)內人士必須對更優(yōu)質的新型施工技術展開更加深入的摸索和實踐，促進我國基礎設施建設的發(fā)展。

參考文獻：

[1]高方濤.基于軟土地基的橋梁隧道施工技術研究[J].建材與裝飾，2019（006）：251-252.

[2]劉德輝.軟土地基橋梁隧道施工技術探討[J].房地產(chǎn)導刊，2019（23）：078.

[3]樂和志.公路橋梁隧道軟土地基處理對策[J].建筑工程技術與設計，2017（018）：1694.

[4]黃建新.公路橋梁隧道軟土地基處理技術[J].文摘版：工程技術（建筑），2016（002）：219.

[5]田青.公路橋梁隧道軟土地基處理對策[J].城市建設理論研究：電子版，2015（003）：58-59.