基于软土地基的桥梁施工技术研究

徐艳鹏

【摘要】发展的速度越来越快，各项基础设施也在不断的完善，桥梁工程作为城市中重要的基础设施之一，对于城市内部的交通运输和经济发展有着非常重要的作用。桥梁建设过程中，要想充分发挥工程项目的价值，就应该保证桥梁建设的质量，特别是遇到软土地基的情况，更应该采取有效的处理措施，保证桥梁的稳定性。所以，就必须针对施工区域的地质状况进行深入的了解和勘察采取切实有效的施工技术，提高桥梁建设质量，在本文中就针对桥梁施工中软土地基处理技术进行探讨和分析。

【关键词】桥梁工程;软土地基;施工技术

【中图分类号】U416

【文献标识码】A

1、引言

交通运输事业的快速发展与我国经济的不断增长有着非常紧密的关系，但是从实际情况来看，桥梁施工过程中仍然存在很多的问题，软土地基是工程项目建设过程中经常会遇到的地质状况，经常会出现容易变形，承载力过低，含水量过高等问题，需要人们采取有效的解决措施，保证路基结构的稳定性。

2、软土地基简介

2.1 软土地基的概念

软土中土壤的粘性很高，而且是有很多的物质组合而成的，包括淤泥或者具备淤泥性质的土壤。软土自身的含水量非常高，而且分布非常广泛，具备容易压缩的特点，一般在山川湖泊的位置比较多见，受到自身性质的影响，经常会受到外力的影响，导致软土地基出现开裂或者变形，一旦桥梁施工过程中遇到软土地基就需要对该区域进行有效的加固，以此来提高路基的承载能力，保证路基的稳定性。针对软土的特点，桥梁工程经常会出现沉降或者断裂的现象，导致路面不平整，所以相关工作人员需要采取切实有效的处理措施，保证路基结构的稳定性，切实提高桥梁建设质量。

2.2 特点

2.2.1 地基含水率较高

在施工过程中遇到软土地基其最大的特点就是含有的水分很多，没有经过任何处理的软土层一般其含水率能够达到35～75%，与软土地基的含水量类似。有一些软土地基是泥土和水分的混合物，不仅加大了对软土地基处理的难度，还切实增加了工程项目的工作量，因此为了切实提高路基的稳定性，需要对地基进行有效的排水处理，降低地基中的含水量，满足桥梁工程施工的具体要求。

2.2.2 地基松软不坚固

一般来说软土地基的土壤比较松软，通常会呈现蓬松的状态，很难进行固结，一般情况下，软土地基的可压缩系数为0.5～1.0MPa，由于软土地基這样的特点，导致施工过程中经常会出现不均匀沉降的现象。而且软土层的排水固结非常慢，如果遇到的软土地基，土层为软粘土结构，其中包含没有完全固结的土壤，就会导致路基结构的稳定性降低。

2.2.3 地基渗透性较小

桥梁施工过程中遇到软土地接其过节的效率非常慢，导致这种现象出现的主要原因就是软土地基的渗透系数非常低。在桥梁施工过程中遇到这种性质的土壤，在外界压力的作用下其强度就会下降，固结的速度也将会变低也进一步加大了软土地基的处理难度，如果软土地基中含有的有机质含量较大，还会产生气泡，导致排水管堵塞。

2.2.4 地基抗剪度较低

软土地基还有一个非常明显的特点，就是抗剪度非常低，主要原因就是受到软土地基自身排水条件的影响，如果要想切实提高地基的抗剪强度，就必须控制好软土地基的排水性能，在桥梁施工过程中，由于施工的深度不断加大，软土地基所需要的强度以及荷载量也在不断的提升，一般来说软土地基的抗剪强度控制在10米以内，其强度需要控制在5～10kPa，而随着地基结构深度的不断增加，看见强度也会逐渐增大。

3、软土地基对路桥结构的影响

3.1 路面产生裂缝

桥梁工程实际建设过程中，有一些施工企业会利用沥青和混凝土进行路面的铺设，由于混凝土本身具备很好的强度和耐磨性，而沥青材料也具备有效的抗压能力，而且这两种材料的成本相对较低，能够有效降低工程项目施工成本。如果施工企业没有对软土地基进行有效的处理，导致路面结构在使用过程中出现裂缝，而施工企业没有采取科学有效的处理措施，地基结构很有可能会发生变形，由于地基结构不稳定，就会进一步降低混凝土结构的抗拉和抗压能力，导致混凝土出现皲裂的现象。

3.2 整体结构发生沉降的现象

一般来说土地沉降需要长期的过程，而软土地基其透水能力非常差，企业压实度很难达到预期的效果，一旦软土地基的压实系数达不到施工的标准，桥梁工程在使用过程中很有可能会出现形变，导致地基结构连续下降，进而导致路面出现坑洼不平的情况，这时桥梁主体的位置也有可能会出现相应的改变，加大抗拉能力，路面就会出现断裂，在桥墩重力的作用下会导致桥梁和路面的连接位置直接拉断，进而影响整个工程项目的稳定性。

3.3 由于沉降不均引起的裂缝

导致不均匀沉降出现的主要原因是重力和塑性所引起的，桥梁工程建设过程中，混凝土结构会在支架塑性的影响下，出现不均匀沉降，而且受到整体结构作用率的影响，导致桥梁结构两个部分出现断裂或者裂缝的现象。此外，由于混凝土本身的自重也会对地基结构产生一定的影响，由于其自身的差异性也会导致不均匀沉降的出现，如果局部的作用力过大，沉降的现象就会比较明显，拉动整个混凝土结构，在应力作用下，钢筋结构就会出现变形，导致混凝土结构出现不均匀沉降，最终出现裂缝问题。

4、软土地基施工技术

4.1 加载法施工技术

桥梁施工过程中遇到软土地基的情况，要想切实提高地基的承载能力，控制沉降问题最好的方式就是使用加载法，能够有效提高地基的稳定性，还能够防止路面结构出现沉降的现象。使用加载法主要就是对体积增加总压法和降低间隙法这样就能够使软土层不断的加固沉降，在地基上部的砂层位置使用地下水的方式降低水位，通常情况下使用加载法进行软土地基处理与沉降时间、自身的重力以及固结层厚等多种因素都有着非常紧密的联系，所以必须要对地基沉降进行严格的监测。

4.2 排水固结法

对软土地基处理过程中，通过增加荷载进行预处理的方式，切实提高路基的强度，满足工程建设的具体要求。现如今使用真空空间浇筑和快速排水的方法，并不需要增加额外的费用，使用这样的方式就是将软土地基中的土壤挤出，这样就能够帮助地基进行压实。使用排水管道加固的方式主要有重载预压和排水管道加固系统两个部分组成。所谓的加载系数就是使用加载系统将负载偏移到基础产生孔隙压力，由于压力存在差异，土壤中的孔隙就会渗出;水分快速排水系统是安装在软土地基中的水平和垂直排水基础上的一些快速排水通道。使用排水固结法，能够直接冲洗岩土层和堆积层的挡土墙，通过直接的处理，例如袋装、堆载预压、泡沫塑料地漏板等等，在软土层内就会通过毛细管的现象，沿着集水井和排水板直接进入到沙垫层，然后沿着挡土层的方向排出水分。

4.3 挤密法

对软土地基进行处理挤密法也是一种常见的处理技术，但是由于软土地基中所含有的土质成分不一，所以选择的挤密法也各种各样。如果土层中含有湿陷性的黄土，可以使用挤密桩法进行处理，也就是在软土地基中打入桩孔，然后将碎石、砂砾等材料填入桩孔内，并且对其进行分层密实填筑;如果软土地基较厚，还可以使用素土挤密法，使用这样的方式最大的优势就是能够在附近取土，不需要承担额外的运输费用;如果软土地基是粘性土可以使用石灰土桩法，将炉渣、煤灰和石灰等材料混合以后进行夯实，还可以使用砂石桩法，在软土地基中打孔，通过冲击或者振动的方式，将砂石材料填入到地基内。

4.4 高强度夯实法

桥梁施工过程中对软土地基进行处理，还可以使用高强度夯实的方式对软土地基进行有效的处理，施工企业可以使用强度较低的压实方式进行夯实，在施工过程中，如果使用强度较低的压实技术，不能够切实有效的增加软土地基的抗压能力，在后期的施工过程中，并不会对工程项目建设的质量起到有效的帮助。所以，施工企业应该采用强度更高的夯实技术，切实提高软土地基的强度。在这一技术使用过程中需要采取水平较高的夯实设备，聘请能够独立操作夯实设备的专业人员，然而由于施工企业在使用强度较高的夯实基础设施也存在一定的问题，对软土地基进行处理时需要消耗很长的时间，由此产生的工程量也相对较大。随着作业时间的延长，施工成本也将会不断的增加，因此施工企业对软土地基进行处理之前，首先需要檢查机械设备的使用状况，确保后期夯实处理能够顺利进行，切实提高地基处理的效果。另外，施工企业还应该深入到施工现场进行勘察，检查地基的实际状况，选择最合适的施工方式，以此来提高桥梁工程建设的整体质量，为人们的安全出行提供可靠保障。最后，施工企业应积极研究市场上软土地基处理的相关技术，与其他的企业进行合作，设计出更加有效的软土地基处理方案，以此来提高软土地基处理的实际效果。

5、工程概况

在桥梁工程施工范围内分布有软土地基，为了切实提高软土地基的承载能力，根据工程项目设计的具体规范，按照桥址现场的实际情况，根据现有的施工条件，决定使用旋喷桩复合地基处理方式对现有的地基进行加固处理，在正式加固之前，地基的承载能力在100～120kPa，经过加固以后，符合地基的承载能力能够达到150kPa，因此该桥梁工程软土地基处理过程中使用的技术具体实践操作如下。

5.1 旋喷桩复合地基机理

旋喷桩就是利用钻机，将注浆管钻入到指定的土层，到达一定的深度后，利用高压设备持续喷射水泥浆液，这样土体就会被高压水泥浆液破坏，等到喷射流具备的压力超过土体的强度以后，土力就会从土体中剥离，有一部分随着水泥浆液不断上升，还有一部分随着冲击力和离心力的作用和水泥浆液进行充分的搅拌，等水泥浆液凝固以后就会形成固结体，也这就是所谓的符合地基，能够对现有的地基进行有效的加固。

5.2 钻机就位

在施工现场指定的位置垂直方向上进行旋喷桩施工时，需要将钻机放在设计的孔位上保持垂直状态，在施工过程中需要确保旋喷管安装倾斜的角度控制在1.5%以内。在斜向旋喷桩施工过程中，需要使用钢管搭设两米的排架，其间距应控制在一米左右，在排架上铺满跳板，将其作为临时工作台。在实际施工过程中斜向转会产生反作用力，很容易导致平台的坍塌，所以在排架的各个节点都需要设置钢管桩，其深度控制在两米时用锁扣进行锁紧。在外侧的位置还应该设置支撑，保证平台的稳定性，使用汽车吊把将钻机放在作业平台以后，与导向架进行调整，调整到合适的位置，且角度符合设计的要求以后，固定好钻机为后续的工作做好准备。

5.3 插管喷射

钻机的位置合格以后需要进行仔细的检查保证满足施工条件以后，将喷管插入到指定的深度，需要确保插管和钻孔同时进行。在插管的时候为了防止喷嘴被堵塞，需要在插管的同时进行射水，在射水的时候水压不能够超过1MPa，如果压力过大，很有可能导致孔壁坍塌，喷管到达指定的深度以后，从下向上开始进行，喷射现场的实验人员需要对泥浆的出凝时间和流量等参数进行严格的检查，与设计的要求进行比对，并做好相关的记录工作，绘制出现场作业的实际曲线。如果在施工过程中使用的浆液初凝时间达到20小时以上，就不能够再使用，并且还需要找到出现这种现象的原因，经过调整以后才能够进行后续的作业。完成喷浆以后，还需要将注浆管和机械设备进行彻底的清理，将浆液替换为水，对地面进行喷射，防止泥浆泵和管内有浆液残留。

5.4 施工注意事项

在钻机就位过程中，需要保证机座的平稳性，钻机的转盘需要与孔位完全对准，其倾斜角度和设计之间的误差不能够超过0.5°。开始喷射之前，首先需要对高压设备和管路进行仔细的检查，确保机械设备和排量都符合工程的要求以后才能够进行喷浆作业;在喷射过程中，浆液从喷头中流出以后，开始提升管路，需要控制好提升的速度，保持匀速缓慢，注浆段和前段的位置应控制在0.1米的搭接，防止出现脱节;喷浆完成以后，由于水泥浆液析水很有可能会出现收缩的现象，所以还需要对泥浆进行补灌，每两个钻孔之间应开设排浆沟，这样就可以将其作为中间桥梁，进一步提高复合地基的承载能力。

结语：

桥梁工程是市政施工中的一种，与人们的日常生活有着密切的关系，如果桥梁工程建设过程中出现质量问题，很有可能会对城市的发展和人们的安全出行产生极大的影响。所以，必须对工程项目的地基进行妥善的处理，特别是软土地基的情况，采取切实有效的加固技术，提高软土地基的承载能力，满足人们出行的需求，促进城市建设的顺利发展。

参考文献：

[1]丁振宇.软土地基施工技术在公路桥梁施工中应用[J].人民交通，2019（03）：70+72.

[2]刘礼铸.公路桥梁施工中软土地基施工技术[J].绿色环保建材，2019（02）：126.

[3]刘振国.软土地基施工技术在公路桥梁施工中的实践探讨[J].科技创新导报，2019，16（06）：23-24.

[4]王震.公路桥梁施工中软土地基施工技术探讨[J].黑龙江交通科技，2019，42（01）：117-118.

[5]张生明.浅析公路桥梁施工中软土地基施工技术[J].智能城市，2018，4（23）：86-87.