基于軟土地基的橋梁施工技術(shù)研究

王海鐵

摘要：目前，我國(guó)經(jīng)濟(jì)繁榮發(fā)展，各地區(qū)都在大力進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，橋梁工程數(shù)量有所增加。同時(shí)，為了追求更高的橋梁施工質(zhì)量，也在對(duì)施工技術(shù)進(jìn)行持續(xù)性的研究。軟土地基施工具有一定的特殊性，對(duì)施工技術(shù)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(shù)展開(kāi)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(guān)鍵詞：軟土地基;橋梁工程;施工技術(shù)

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

中圖分類(lèi)號(hào)：U445.55? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2020）23-0149-02

0? 引言

在我國(guó)的東部沿海地區(qū)，橋梁施工大多都在軟土地基上進(jìn)行，這大大增加了橋梁施工的難度，在施工過(guò)程中很容易出現(xiàn)不可預(yù)測(cè)的問(wèn)題，并且存在很多影響橋梁穩(wěn)固性的因素。但是面對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的需求，必須利用技術(shù)攻克這些難題。想要保證工程質(zhì)量，就必須采取更加專(zhuān)業(yè)和特殊化的橋梁施工技術(shù)。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(nèi)部有著明顯的分層結(jié)構(gòu)，而每一層代表了不同年代該地區(qū)的地質(zhì)條件，每一層的土質(zhì)都不同，相同層的土質(zhì)相同，因此軟土具有橫向結(jié)構(gòu)相同，縱向結(jié)構(gòu)差異性大的特征。其次，在大量的工程實(shí)踐和總結(jié)中我們可以發(fā)現(xiàn)，軟土在受到拉應(yīng)力和壓應(yīng)力的作用時(shí)，只會(huì)出現(xiàn)非常短暫的線性變化，去除應(yīng)力后不能恢復(fù)到原本的形態(tài)，這說(shuō)明它具有非線性和非彈性的特點(diǎn)。這樣一來(lái)，軟土在受到應(yīng)力后會(huì)出現(xiàn)怎樣的變化是很難提前進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)的，這為橋梁施工帶來(lái)了很大的難題。另外，軟土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中有著非常大的空隙，在對(duì)軟土施加應(yīng)力后，空隙縮小，內(nèi)部結(jié)構(gòu)變得緊密，并且在應(yīng)力消除后不會(huì)恢復(fù)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(duì)施工技術(shù)的要求更高[1]。

基于軟土地基的橋梁施工技術(shù)也有三大特點(diǎn)，分別是抗剪強(qiáng)度低，含水量高和結(jié)構(gòu)性特點(diǎn)。因?yàn)檐浲恋耐临|(zhì)松軟，很難承受較大的荷載，因此施工后往往會(huì)出現(xiàn)非常嚴(yán)重的沉降，并且荷載力越大，沉降越嚴(yán)重，還會(huì)由此造成路面開(kāi)裂的問(wèn)題。軟土本身就具有較高的含水量，它的土質(zhì)是帶有流動(dòng)性質(zhì)的，滲水能力很弱（見(jiàn)圖1），因此在軟土地基上施工，存在很大的排水問(wèn)題，增加了施工的難度。因?yàn)檐浲脸尸F(xiàn)出的結(jié)構(gòu)特殊，如果在施工過(guò)程中破壞了原有結(jié)構(gòu)，過(guò)分?jǐn)_動(dòng)土層，會(huì)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(shù)

橋梁工程施工技術(shù)受環(huán)境影響需要進(jìn)行靈活的變動(dòng)。在軟土地基中，存在砂性和黏性?xún)煞N形式，砂性地基應(yīng)采用擠密施工技術(shù)，以應(yīng)對(duì)地基結(jié)構(gòu)過(guò)于松散的問(wèn)題。而黏性地基則應(yīng)采用壓實(shí)技術(shù)來(lái)鞏固地基結(jié)構(gòu)。另外，還需結(jié)合軟土土層的厚度來(lái)合理選擇不同的施工技術(shù)，厚度大時(shí)，施工重點(diǎn)在于處理沉降和排水問(wèn)題，厚度較小時(shí)重點(diǎn)進(jìn)行表層處理。

2.2 影響工程設(shè)計(jì)

軟土地基施工遇到的問(wèn)題都需要通過(guò)設(shè)計(jì)來(lái)解決和避免，因此實(shí)際的施工設(shè)計(jì)方案受到軟土地基的很大影響，具有不確定性的特點(diǎn)。特別是在橋梁工程的緩和過(guò)渡帶設(shè)計(jì)中，要想將強(qiáng)度不同的路基連接起來(lái)，必須依靠有效的緩和過(guò)渡帶設(shè)計(jì)，但是設(shè)計(jì)的難度很大，必須結(jié)合環(huán)境和工程要求進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，否則可能出現(xiàn)開(kāi)裂和嚴(yán)重沉降等問(wèn)題[3]。

2.3 影響工程施工

橋梁建筑現(xiàn)場(chǎng)施工也受到軟土地基的很大影響，往往需要結(jié)合實(shí)際的軟土情況選擇施工技術(shù)與設(shè)備，控制設(shè)備的大小，避免對(duì)軟土結(jié)構(gòu)造成太大的破壞。

2.4 影響橋梁等級(jí)

我國(guó)對(duì)于橋梁的質(zhì)量等級(jí)有明確要求和規(guī)定，而能否達(dá)到等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)也受到軟土環(huán)境的很大影響。追求的橋梁等級(jí)越高，施工的難度就越高，而軟土地基容易沉降和流動(dòng)性強(qiáng)等特征成為了影響橋梁等級(jí)的主要因素。

3? 基于軟土地基的橋梁施工技術(shù)

3.1 表層排水技術(shù)

軟土地基由于含水量過(guò)多而有著較低的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，為了降低其含水量，提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，需要利用到表層排水技術(shù)。表層排水技術(shù)的原理是在填筑淺表層軟土路基前，在路基范圍內(nèi)開(kāi)挖溝槽，并控制好橫縱溝槽的間距，將地表水排出，從而達(dá)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(jìn)行回填，比如碎石和較大的沙礫等，確保路基施工達(dá)到要求后回填溝槽。這種施工技術(shù)具有簡(jiǎn)單，操作便捷，成本低廉，效果明顯的優(yōu)勢(shì)，能夠在短期內(nèi)達(dá)到較好的排水效果。

表層排水技術(shù)的施工要點(diǎn)和流程為：

①做好現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)等準(zhǔn)備，結(jié)合軟土地基的厚度設(shè)計(jì)施工方案，準(zhǔn)備材料和設(shè)備。

②最大程度利用施工地點(diǎn)的坡度等自然地形，達(dá)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(yīng)盡量減少溝槽的間隔，以免在部分溝槽被切斷時(shí)對(duì)整體的排水效果造成影響。

③開(kāi)挖溝槽應(yīng)盡量選擇小型設(shè)備，避免過(guò)度破壞軟土結(jié)構(gòu)。在溝槽的底部鋪設(shè)防水膜，溝槽內(nèi)埋設(shè)排水管[4]。

3.2 排水固結(jié)技術(shù)

排水固結(jié)技術(shù)的作用主要是對(duì)軟土地基進(jìn)行加固，提高排水效果，增強(qiáng)地基的穩(wěn)固性。該技術(shù)的原理（如圖2所示）是通過(guò)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(qiáng)軟土的強(qiáng)度，使地基結(jié)固，在橋梁施工中的應(yīng)用具有預(yù)防地基沉降，增強(qiáng)地基穩(wěn)定性的作用。排水固結(jié)技術(shù)包括多種施工方法，有真空預(yù)壓法、堆載預(yù)壓法、降水預(yù)壓法、電滲排水法等。技術(shù)操作的流程和要點(diǎn)主要有砂墊層施工、砂井施工和預(yù)壓系統(tǒng)施工?？偟膩?lái)說(shuō)，排水結(jié)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(jìn)空隙水排出。在軟土層較厚的情況下，為了提高排水結(jié)固的效果，需要設(shè)置豎向的砂井，和橫向的砂墊層一同構(gòu)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(shè)置豎向砂井。加壓系統(tǒng)的作用是增加結(jié)固壓力，促進(jìn)空隙水滲透，從而提高排水的效果。

3.3 混合劑技術(shù)

在軟土地基中添加混合劑能夠增強(qiáng)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(shù)具有很大的應(yīng)用限制，一般只能在黏土性質(zhì)的軟土以及表層軟土中應(yīng)用。

3.4 加載技術(shù)

加載技術(shù)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(lái)實(shí)現(xiàn)軟土結(jié)構(gòu)結(jié)固速度的加快，增加總壓主要通過(guò)鋪墊高密質(zhì)土壤來(lái)增加重力，壓迫地基的方式，達(dá)到加固的作用[5]。但是這種技術(shù)主要作為輔助技術(shù)應(yīng)用，并不能完全消除地基沉降的問(wèn)題，還需要輔以其它技術(shù)手段。

3.5 擠密技術(shù)

軟土地基的地質(zhì)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(shù)，擠密技術(shù)則能夠很好的應(yīng)對(duì)土質(zhì)較差的問(wèn)題，它通過(guò)振動(dòng)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(jìn)土壤的橫向擠密，從而減少空隙，使松軟的沙土變得緊實(shí)。近幾年，擠密技術(shù)在軟土地基施工中的應(yīng)用十分廣泛，在消除土壤濕陷性，增大地基強(qiáng)度上具有顯著的效果。

4? 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在軟土地基上進(jìn)行橋梁施工具有很強(qiáng)的特殊性，想要達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，必須采取特殊的施工工藝。現(xiàn)有的表層排水技術(shù)、排水結(jié)固技術(shù)、混合劑技術(shù)、加載技術(shù)、擠密技術(shù)在處理軟土地基的各種問(wèn)題上取得了很好的效果，在應(yīng)用的過(guò)程中需要注意技術(shù)要點(diǎn)。當(dāng)然，在未來(lái)，橋梁施工對(duì)質(zhì)量和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求還會(huì)進(jìn)一步提高，而軟土地基施工也將迎來(lái)更多的挑戰(zhàn)，業(yè)內(nèi)人士必須對(duì)更優(yōu)質(zhì)的新型施工技術(shù)展開(kāi)更加深入的摸索和實(shí)踐，促進(jìn)我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]高方濤.基于軟土地基的橋梁隧道施工技術(shù)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(shù)探討[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊，2019（23）：078.

[3]樂(lè)和志.公路橋梁隧道軟土地基處理對(duì)策[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2017（018）：1694.

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

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