橋梁工程對軟土地基的施工處理研究

李德坤

（煙臺市環境衛生管理中心，山東煙臺264000）

0 引言

在橋梁工程建設中，工程地質環境多樣，軟土地質便是橋梁工程建設中遭遇較多的一類情況。因為橋梁建設多是在河流、山谷、海灣、海峽等區域，大多數橋梁工程都是為了跨越水域。由于存在水域，導致橋梁工程所在地容易遭遇軟土地質，這就需要采取合理的方法對軟土地基做好處理，為橋梁施工的開展奠定堅實的基礎。工程技術人員要對癥下藥，結合工程實際情況，選擇合理的技術進行施工。

1 軟土地基給橋梁工程帶來的施工影響

軟土地基是一類特殊的地質情況，公路行業相關規范對軟土地基的定義比較清晰，是指強度低、壓縮量高的軟弱土層，這類軟弱土層一般本身的質地結構比較疏松，或是其中含有大量水分。低強度，是指土層的強度不高，承載力不足，高壓縮量，是指土層在外部力學載荷作用下，會形成很大的擠壓，在外觀上表現為厚度減小，出現表面下沉、凹陷等情況。軟土地基在不同的地區會有不同的表現，并不是完全一樣。所以，在實際的工程建設中，需要通過實地勘察，詳細把握軟土地基的具體情況，然后才能更具針對性地設計施工方案。對橋梁工程建設來說，軟土地基的存在，會為正常施工帶來多方面的影響，需要工程技術人員對此有充分的認識，并采取有效的處理措施。

第一，會給施工活動埋下安全隱患。軟土地基在施工中有一定的不可預見性，也就是單純依靠視覺觀察無法發現軟土地基，必須通過專門的地質勘查工作，才能掌握軟土地基的具體情況。如果對軟土地基的勘察不全面，數據不精準，就可能造成設計方案存在缺陷，不能完全應對軟土地基的實際情況。若是按照存在缺陷的方案進行施工，則極有可能引發安全事故。

第二，軟土地基的存在會加大施工難度。對橋梁施工而言，地質條件不同，施工活動的體現也不同。如果是條件較好的地質，往往可以直接施工，無需進行地基處理。而對于軟土地基這種不良地質，則需要先對地基進行相應的處理，提高地基整體性能，而后才能進行后續施工。而在很多時候，軟土地基處理的施工位置有水，需要增加其他的工序創造施工環境，這就會進一步加大施工活動的難度。

第三，增大施工活動的成本支出。相比于正常地質條件，軟土地基處理會額外增加一些施工環節，這就會額外增加施工成本。不僅如此，軟土地基的存在會提高施工難度，可能延長施工周期，施工周期變長，這也會從設備、人力等方面增加成本。

2 軟土地基處理施工的常用技術

在軟土地基的處理方面，在工程實踐中逐步演化出了很多不同的技術方式，不同的技術方式存在不同的特點，適用條件也不同。工程技術人員應當對不同的技術方式有充分的認識和掌握，在實際工程中能夠結合具體情況針對性地選擇施工技術。

2.1 樁技術

樁技術是一個技術大類，主要包含灌注樁、預制樁等不同的技術形式，在工程建設領域，樁技術的應用相當廣泛，在軟土地基處理中也有應用。如鉆孔灌注樁技術，該技術是樁技術中應用最為廣泛的一種，主要是在施工場地進行鉆孔，然后在樁孔內設置鋼筋籠，再灌注混凝土，這樣就可以形成樁體。灌注樁的樁體長度一般達幾十米，底部直接深入巖層，這樣數十根、數百根樁聯合起來，就能對上部結構產生良好的支撐作用。在軟土地基的處理施工中，鉆孔灌注樁技術的運用較多。通過對一些工程案例的分析可以發現，鉆孔灌注樁技術有多方面的技術優勢。一是該技術的適用范圍比較廣，可以在多種不同地質環境中使用。灌注樁技術不僅可以在軟土地基中使用，還可以在堅硬巖層、破碎地質等不同條件下使用。因適用范圍廣，該技術在建筑項目中得到了廣泛應用。二是灌注樁施工技術的噪聲、震動等較小。目前，建筑項目施工需要關注環保與生態友好，不論是震動還是噪聲，都會對環境造成一定程度上的影響。灌注樁的震動和噪聲問題都比較小，體現出了較好的環保屬性，因此也讓該技術有了廣闊的應用空間。三是灌注樁技術可以實現大直徑樁體的施工，可以滿足一些大型、超大型工程建設的需求，這是預制柱技術無法相比的。

2.2 強夯法

強夯法也是工程建設施工中使用較多的一類方法，該方法也被稱為動力固結法，一般是將重量達到十幾噸甚至上百噸的重錘，從高處自由落下，對下方土體進行夯擊，通過強大的外力載荷作用，讓土地壓縮、密實，達到施工要求。強夯法在軟土地基中的運用，在條件上存在一定的限制，其主要適用于顆粒粒徑大于0.05mm 的粗顆粒土，如砂土、碎石土、粉煤灰、雜填土、濕陷性黃土等，而對于黏性土與飽和粉土，強夯法就不適用，不會體現出明顯的加固效果。強夯法在施工中一般可以分為連續夯擊和間歇性夯擊兩種。不論是哪種方式，都需要對具體的夯擊次數和夯實深度進行計算，確保能夠夯擊到位，達到符合標準的加固效果。根據經驗，在100～200t·m 的夯實能量作用下，可以產生3～6m 的有效夯實深度。通過對實際工程運用的觀察發現，強夯法具有多方面的技術優勢，如施工簡單、操作方便、適合土質情況較多、變形沉降量小、節省加固原材料、施工成本低等。當然，強夯法也存在一定的不足，即噪聲和震動問題明顯，重錘夯擊地面，必然會產生較大的噪聲和震動，因此這種方式不太適合城區施工，更適用于野外施工。

2.3 擠淤法

擠淤法也是軟土地基處理中的一類常見技術，根據擠淤材料的不同，又可以分為片石擠淤、塊石擠淤等不同形式。雖然有不同的形式劃分，但是原理是一致的。具體來說，擠淤法就是將質地堅硬的材料，如石塊，拋填到軟土地基中，在上邊施加載荷作用，將材料往下擠壓，這樣就可以將軟土地基中的軟弱材料擠壓出來，然后用挖機挖出即可。這樣的擠壓過程相當于材料置換，也就是用拋填的質地堅硬的材料，置換軟土地基中的軟弱土層，從而達到加固軟土地基的目的。擠淤法和換填法有異曲同工之妙，核心本質都是發生材料的交換，但擠淤法的施工量更小，不需要將軟弱土層全部挖出，直接擠壓即可[1]。

3 橋梁施工軟土地基處理的具體技術應用

處理橋梁工程中的軟土地基，能夠使用的技術形式有很多。接下來主要圍繞鉆孔灌注樁技術，對軟土地基處理施工的具體技術應用進行分析。

3.1 工程概況

在某地一個高速公路項目中，涉及8 座橋梁的建設，這8 座橋梁均遭遇了軟土地基情況，為了加固軟土地基，采取鉆孔灌注樁技術進行處理，8 座橋梁一共設計了199 根樁體，其中有94 根位于水中。在樁體直徑方面，有三類不同直徑的狀態，分別是1.5m、1.8m和2m，混凝土等級為C25。

3.2 施工準備

應用鉆孔灌注樁技術，需要在施工前先做好一系列準備工作。

第一，搭建鉆孔平臺。應用鉆孔灌注樁技術需要通過鉆機進行鉆孔作業，因此需要搭建好作業平臺。在該工程中，由于樁體直徑大，更需要搭建起穩定的平臺，確保鉆孔施工可靠。尤其是對于水中部分的樁體，需要設置圍堰，排除水流，創造施工條件。搭設鉆孔平臺時，要確保平臺水平，鉆機鉆頭豎直朝下。

第二，制備泥漿。在鉆孔灌注樁施工中，為了在鉆孔過程做好對孔壁的保護，還需要使用泥漿進行護壁。泥漿一般由黏土、水和添加劑混合制作而成，制備過程中需要控制好黏土塑形、水的pH 值等，同時要注意控制黏土的粒徑。此外，泥漿需要施工開始前制備好。

第三，做好測量放樣。由于該工程設計中灌注樁數量較多，在施工之前，需要結合設計圖紙，依靠測量儀器，在施工現場進行測量定位，確定樁體點位，然后放樣做好標記。

第四，埋設護筒。為了確保樁孔鉆孔施工的質量，還需要埋設護筒。因為樁體直徑大，加上軟土地基的影響，在鉆孔過程中很容易對周圍土層形成擾動，影響鉆孔質量。這就需要埋設護筒，規制鉆孔施工，阻隔其對周圍土層的影響。護筒內徑需大于樁體直徑200mm，護筒頂部要超過施工平臺30～50cm，并保持護筒和樁體的中心線重合。

第五，制備混凝土。施工工程中需要使用大量混凝土，這些混凝土材料也需要事先制備好。這就需要聯系專業的攪拌站，做好配合比設計，并嚴格依照配合比制備混凝土。

3.3 鉆孔作業

做好相關準備工作后，進入正式的施工環節，鉆孔施工是關鍵環節。鉆孔作業主要分為鉆孔和清孔兩個環節。

第一鉆孔。鉆孔施工開始前，需要先檢查鉆機，校正鉆機的參數，確保鉆機狀態處于正常情況。然后，鉆機操作人員進入平臺，開啟泥漿泵，將泥漿灌入護筒內為護壁打下基礎。之后，低速開動鉆機，一般控制在正常速度的1/3，以低速讓鉆頭逐步進入土層，并保持穩定。鉆頭進入1m 深度之后，再提高轉速，逐步達到正常速度。需要注意的是，在鉆孔施工過程中并不是一直往下鉆，而是需要和提鉆結合，也就是向下鉆進一定距離，就往上提鉆，將鉆頭切削的土體帶出來，再往下鉆進。這樣做的目的在于盡可能清除切削的土體，減少磚孔內的泥渣。不僅如此，在鉆孔施工的全過程中，需要時刻保持對傾斜度的監測與控制，要將傾斜度控制在1% 以內，如果發現傾斜度偏大，要及時調整。

第二清孔。鉆孔過程會導致樁孔內產生大量泥渣，因此要做好清孔施工。清孔之前，要先對樁孔進行測量，如深度、孔徑等，確保轉孔尺寸達到設計標準。清孔施工主要是清理孔內的泥渣，孔底殘渣厚度需要控制在50mm 以后。

3.4 安置鋼筋籠

灌注樁樁體的主體結構是鋼筋籠，由于該工程的樁體直徑大，相應的鋼筋籠的直徑也很大，整體重量較大，因此無法實現整體加工，需要進行分段制作。事先在預制場分段制作鋼筋籠，然后運輸到施工現場，通過焊接方式進行組裝。之后，利用起吊設備，將鋼筋籠吊起放入樁孔。吊裝操作應選在無風條件下進行，避免鋼筋籠在吊裝過程中出現晃動，并且要固定好鋼筋籠。吊裝時，要找出鋼筋籠中心，并根據護樁找出樁位中心，保證鋼筋籠定位時鋼筋籠中心與樁位中心重合。將鋼筋籠完全放置到樁孔內以后，利用焊接方式固定鋼筋籠，為后續環節的施工提供保障。

3.5 灌注混凝土

灌注混凝土是最后的施工環節，需要將大量混凝土灌注到樁孔內和鋼筋籠一起形成樁體。一般采用泵送的方式進行灌注[2]。這需要搭建灌注平臺，做好導管安設。導管一端連接泵設備，另一端伸入樁孔內。導管從鋼筋籠中間穿過，豎直向下接近孔底，距離孔底50cm 即可。開啟設備，利用泵送，通過導管將混凝土注入孔內。需要注意，在將混凝土注入孔內的同時，要相應提升導管，讓混凝土液面和導管之間始終保持50cm 的距離。混凝土灌注施工要實現超灌，超出標高50～100cm。凝結之后，直接鏟除超過標高的部分即可。此外，灌注混凝土施工時要確保勻速，盡可能保證一次成型，這樣灌注樁的整體性能會更好，能夠達到更高的成樁質量。

4 結語

在橋梁工程施工中，軟土地基問題會給施工造成一些影響。為了有效處理軟土地基，可以有效應用鉆孔灌注樁技術，以有效改善軟土地基問題，為上部橋梁結構提供有力支撐。