大型橋梁工程施工中軟土地基處理技術研究

中圖分類號TU74 文獻標識碼A文章編號2096-8949（2025）08-0122-03

0 引言

在大型橋梁工程的施工過程中，軟土地基的處理是一個至關重要的環節Il。軟土地基主要由黏土、粉土等細微顆粒組成，具有固結慢、變形大、強度低的特點，這些特性使得軟土地基在橋梁施工中面臨諸多挑戰[]。軟土地基的承載力低、穩定性差，容易引發橋梁的沉降、變形甚至倒塌等安全問題，對橋梁的整體質量和交通安全構成嚴重威脅[34]。因此，深入研究軟土地基處理技術，提高軟土地基的承載力和穩定性，對于確保橋梁工程的安全和質量具有重要意義。

軟土地基的不穩定性主要源于其高含水量和土壤顆粒之間的弱結合力。在橋梁施工過程中，軟土地基容易受到開挖導致的土壓增加、滑動以及孔隙水壓力引起的地面隆起等因素的影響，這些都會進一步加劇軟土地基的不穩定性[5]。因此，在橋梁施工中，必須采取一系列措施來處理軟土地基，以增強其承載力和穩定性，確保橋梁的安全和穩定性。目前，針對軟土地基的處理技術已經取得了顯著的進展[7]。常見的軟土地基處理方法包括加固軟土地基、改良軟土地基等。加固軟土地基的方法主要有加固樁、加固板、加固墻等，其中加固樁是一種比較常見的方法，通過在軟土地基中鉆孔并注入混凝土或鋼筋混凝土樁，以增加軟土地基的承載力和穩定性[8]。改良軟土地基的方法則包括加固土壤、加固石灰、加固水泥等，通過在軟土地基中加入一些材料，如石灰、水泥等，以改善地基土的性質，增強地基硬度。

軟土地基處理技術在大型橋梁工程施工中扮演著至關重要的角色。深入研究軟土地基處理技術，選擇適合具體工程情況的處理方法，對于提高橋梁工程的整體質量、確保交通安全具有重要意義。為此，該文提出大型橋梁工程施工中軟土地基處理技術研究。針對具體地質結構與工程設計規劃，采取了一項策略，即將真空泵分散配置于地基作業區條形加固地帶的兩側，并結合尺寸為 0 . 5 0 m m× 0 . 4 0 m m× 5 . 0 m m 的波紋狀過濾管，對施工范圍實施真空抽吸作業。作為起始層，選用了厚度為5 0 0 m m 的細砂材料，然后鋪設了 0 . 6 m 厚的砂墊層，并在此基礎上進行了土方填筑。針對不同施工分區，采用了分階段的三層加載方案進行專項處理。結果表明：經過處理的地基在承受 的壓力時，其沉降量穩定保持在 2 0 m m 以下。從沉降數據的整體變化趨勢來看，并未觀察到顯著的突發性增長現象。

1 工程概況

在“A州東部新區市政道路基礎設施工程（EPC工程總承包Ⅰ標段）”中，其共包含16條道路的設計，其中一條大道跨S河，規劃準七級通航。在跨S橋的工程中，設計橋梁孔跨布置為 3 × 3 5 m+4 × 3 5 m 預應力混凝土箱梁，橋梁設計中心樁號為 K0 + 6 9 9 . 1 8 4 。在施工橋梁所在區域的基礎地質構成情況進行勘測，對應的數據結果如表1所示。

（1）工程概況與設計標準

大型橋梁工程在設計階段即充分考慮了其功能需求與長期服役的穩定性，設定了高標準的設計參數。橋梁設計具體時速為 6 0 k m / h ，確保運行階段交通的流暢與安全。同時，結構設計基準期與使用年限均為100年，橋梁安全等級為一級，結構在任何條件下均需達到高可靠性與低維護成本的性能標準，確保橋梁的安全運行和經濟效益。

（2）橫斷面布局規劃

橋梁的橫斷面布局規劃融合了多模式交通需求，設計總寬達 5 0 . 0 m ，具體劃分如下：

人行道：兩側各 寬，為行人提供安全舒適的通行空間，體現了人性化設計的理念。

非機動車道：每側 2 . 5 m 寬，滿足綠色出行需求，鼓勵環保出行方式。

機非分隔帶：中間以 1 . 5 m 寬的機非分隔帶作為界定，有效增強行車安全性，減少交通事故的發生。

機動車道：每側寬度均為 1 3 . 5 m ，充分滿足當前及未來車輛通行需求，確保交通流暢。

護欄：每側 0 . 5 m 寬，提供必要的安全防護。

（3）抗震與耐久性設計

在抗震設計方面，橋梁遵循地震基本烈度6度、地震動峰值加速度 0 . 0 5 g 的標準，按丙類設防，確保結構在地震作用下的穩定性與安全性，保障人民生命財產安全[]。耐久性方面，依據Ⅲ類環境類別進行專項設計，采用耐腐蝕材料和技術，有效延長橋梁的使用壽命，減少維護成本。

（4）基礎應力設計

基礎應力設計方面，該文區分了多種因素，包括結構重力、汽車撞擊作用等。結構重力計算中，鋼筋混凝土（ ）、預應力混凝土（ ）及鋼結構（ ）分別采用精確的密度值進行估算，確保設計準確性。

針對汽車撞擊作用，設定了設計值，車輛行駛方向考慮 1 0 0 0 k N ，垂直方向考慮 5 0 0 k N ，以確保橋梁在極端情況下的安全性能。

2軟土地基處理施工

2.1真空處理

在對軟土地質環境進行真空處理的過程中，為確保施工效率與安全性達到最高標準，該文主要采取了以下措施。

（1）真空泵的選擇與配置

優先采用環保且穩定的電力驅動類型，電機功率基準設定為 7 . 5 k W 以上，確保滿足現場作業對真空壓力的需求。泵后真空壓力不低于 9 6 k P a ，以保障后續工藝順利進行。

真空泵裝配止回閥與閘閥，以增強真空系統的控制靈活性，防止介質倒流風險。真空泵分散布置于地基施工區域條形加固區的兩側，避免集中或單側布置。每個固定區域內配置兩臺真空泵，形成冗余備份，均衡負荷，提高系統穩定性。

（2）濾管的設計與埋設

采用波紋形設計，尺寸為 0 . 5 0 m m× 0 . 4 0 m m× 5 . 0 m m 提升過濾效率與耐用性。濾管表面覆蓋一層 的土工織物，增強防護與過濾能力。濾管埋設位置精確控制在砂墊層下 0 . 3 m 處，與其他監測儀器一同集成安裝，確保數據采集的準確性與同步性。整體布局示意圖如圖1所示。

（3）密封膜與土工織物的選擇與應用

采用高質量的聚乙烯薄膜作為密封層，總厚度設定為 0 . 1 2 m m ，確保其具有良好的密封性能與耐久性。在鋪設密封膜前，對砂墊層進行整平與清理。密封溝深度以深入淤泥/黏土層超過 1 . 0 m 為基準，形成有效隔離屏障。密封膜上下分別鋪設一層 的土工織物，增強整體結構穩定性與防護性。土工織物縫合與搭接處，縫合寬度 5 0 . 0 m m ，搭接寬度 3 0 0 . 0 m m 。

（4）抽真空作業

進行試驗性抽氣，驗證密封膜完整性。開啟連續抽真空作業，其間定期對真空表進行校驗。保持膜下真空度穩定在 8 0 k P a 以上，滿足施工要求。

2.2堆載加壓施工

完成真空處理后，對軟土地基進行堆載加壓是確保加固效果的關鍵。

在堆載材料的選用與填筑厚度規劃階段，對于密封膜之上的加載層，該文選擇 0 . 5 m 厚度的細砂作為首層材料，并要求細砂中無有機質、黏土、淤泥及貝殼等雜質，以保障加載層的純凈與均勻。此外，根據工程實際情況的勘察結果，該文在密封膜之上采用土石料進行二次堆填，其填筑厚度為 0 . 2 m 。在加載施工階段，規劃了三層加載策略，首層為 0 . 6 m 厚的砂墊層鋪設，同時針對填筑土方的地基施工要求，設定了總厚度不超過 5 . 8 m 的限制，并細化為三次加載步驟：

步驟1：首次加載 2 . 0 m 步驟2：靜待十日觀察期后，進行第二次同厚度加載；步驟3：再經十日，實施第三次加載至設計厚度。整個滿載預壓周期設定為 1 2 0 d ，各區域加載厚度與級數對應的既定目標如表2所示。

在表2中，分區的執行標準以原始地基的有效容重為基準，其中，A區的有效容重在 以下；B區的有效容重在 區間范圍內；C區的有效容重在 區間范圍內；D區的有效容重在 以上。各分區具體分塊同樣以有效容重為基準，以對應分區的有效容重中值為劃分標準。真空預壓系統安裝就緒，立即啟動堆載施工，以最大化利用時間窗口，促進軟土地基的充分加固。在上述的堆載施工過程中，采用小于 0 . 3 m 的薄層進行分層碾壓，確保每層壓實度達標，提升整體穩定性。同時一旦發現沉降速度異常（超過 ）、水平位移超標（沿加固區外側方向超過 ）、孔隙水壓力系數過高（大于0.6）或其他任何異常情況，立即動態調整加載數據，確保加載量的精準控制，最終達到預期的加固效果。

3施工效果驗收

在上述軟土地基處理技術的基礎上，驗收分析具體的處理效果，該文檢測地基的一維固結沉降狀態。統計具體的沉降數據，結果如表3所示。

由表3可知，處理后的地基在強度在 的荷載作用下，對應的沉降值穩定在 以內，且從整體沉降數據的發展情況角度進行分析，表現出了較高的穩定性，并未出現大幅的突增。驗收結果表明，處理后的地基能夠滿足橋梁設計的應力要求，達到了施工標準。

4結語

在大型橋梁工程的施工過程中，軟土地基的處理技術是一項至關重要的環節，直接關系到工程的安全性、穩定性和使用壽命。軟土地基主要由黏土、粉土等細微顆粒組成，具有固結慢、變形大、強度低以及透水性弱等特點，這些特性使得軟土地基在承受橋梁等大型建筑物荷載時極易發生沉降、滑動及不均勻變形，從而嚴重威脅到橋梁工程的結構安全和正常使用。因此，深入研究并有效應用軟土地基處理技術，對于確保大型橋梁工程的施工質量具有重大意義。該文提出大型橋梁工程施工中軟土地基處理技術研究，通過改善地基的土質結構和提高地基的整體強度，有效減少了地基在外部荷載作用下的變形量，能夠保持橋梁結構的穩定性和安全性。

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