橋梁施工中的軟土地基施工技術分析

梁春華

（江西省吉安市路網監測中心，江西 吉安 343000）

0 引言

隨著國民經濟的快速發展、城市化進程的加速，交通流量越來越大，對道路、橋梁的承載能力提出了更高的要求。在橋梁施工中，難免會遇到軟土地基，由于軟土的性能比較特殊，若不能采取有效措施進行合理處理，會在一定程度上影響橋梁的承載能力。因此，在橋梁工程中，需要把握軟土地基的處理方法，并結合工程實踐，選用合適的軟土地基施工技術，以保證橋梁工程的質量。

1 軟土地基特征

第一，含水量高。軟土地基通常具有高含水量的特點。由于其具有細顆粒結構和較大的孔隙空間，因此能夠吸收和保持大量水分，這會導致土體的流動性提高，使其變得黏性較高。

第二，抗剪強度低。軟土地基的抗剪強度通常較低。由于其顆粒之間的弱相互作用力和水分的存在，軟土的內聚力和摩擦力較小，難以提供足夠的抗剪強度。因此，軟土地基容易發生沉降和變形。

第三，可壓縮性高。軟土地基的可壓縮性較高，即在施工和荷載作用下容易發生沉降和變形。由于軟土的顆粒之間存在較大的孔隙，荷載會使土體顆粒沉降和壓實，從而導致地基沉降和變形。

第四，水分敏感性高。軟土地基對水分的敏感性較高。水分的變化會直接影響軟土的體積和強度特性。水分含量發生變化時，軟土地基會發生膨脹或收縮，從而引發地基不穩定和變形情況。

第五，地基液化風險大。在地震等振動作用下，軟土地基會出現液化風險。當地震波通過軟土地基時，地基中的水分和土體之間的顆粒支撐力會喪失，導致土體失去強度并呈現液態狀態，從而引發地基液化現象[1]。

2 橋梁工程施工中軟土地基處理技術

在橋梁工程中，針對軟土的處理方法有很多種，不同的處理方法所達到的效果不同。因此，必須結合實際情況制訂軟土地基施工技術方案，以確保軟土地基質量能夠達到項目建設要求。

2.1 填筑輕質路堤處理技術

填筑輕質路堤處理技術是橋梁施工中應對軟土地基挑戰的一種重要技術。軟土地基在橋梁施工中常常面臨著抗剪強度低、可壓縮性大等問題，而填筑輕質路堤處理技術通過在填土中引入輕質材料，能夠降低填土的密度和重量，從而提高路堤的穩定性和承載能力。選擇輕質材料時，需要考慮其密度、強度、穩定性和可持續性等因素。結合工程需求，通常采用膨脹土、膨脹珍珠巖、發泡混凝土等材料進行施工，這些材料具有較低的密度和重量、良好的抗壓強度和穩定性，適合用于填筑輕質路堤處理。

填筑輕質路堤處理技術的施工工藝主要有原地處理和預制塊填筑。原地處理是將輕質材料直接混合到原有的填土中，通過機械攪拌或回填的方式進行施工。預制塊填筑則是將輕質材料制作成預制塊，然后將預制塊放置在填土層中。在填筑施工過程中，需要結合現場監測數據和數值模擬分析，對填筑輕質路堤的穩定性、承載能力和變形進行監測和評估，并根據評估該技術的實施效果進行改進[2]。

2.2 換填土處理技術

換填土處理技術是橋梁施工中常用的軟土地基處理方法之一，能夠提高地基的承載能力和穩定性。該技術主要是從軟土地基中移除一部分松軟或不穩定的土壤，然后填充更為堅實和穩定的土壤或改良材料，以改善地基的工程性質和土壤的力學特性。

在橋梁軟土地基施工環節，選擇填充材料時，需要考慮其物理性質、工程性能和可持續性，可以采用砂土、碎石、混凝土等進行施工。這些材料具有較高的密實性和穩定性，能夠提供更好的承載能力和抗沉降性能。該方法主要是將填充材料直接堆放在現場的軟土地基上，然后通過機械壓實或人工夯實等方式進行施工。

2.3 摻石灰處理技術

該技術主要是通過向軟土中摻入適量的石灰，使其與土壤發生化學反應，從而提高土壤的穩定性、抗壓強度和抗剪強度。

首先，在橋梁軟土地基處理階段，石灰的選擇應考慮其活性、含水量和適應性。

其次，處理軟土地基時需要先進行地表松土，去除松軟和不穩定的土壤。

再次，在地基表面均勻撒布石灰，以確保石灰與土壤充分混合。

最后，使用機械設備進行混合處理，使石灰與土壤充分反應，提高土壤的強度和穩定性。

在施工過程中，需要嚴格控制石灰的摻入量和均勻性，確保施工質量和效果。施工完成后，需要對處理后的土壤進行抗剪強度、壓縮性和液塑性指標評估，根據評估結果進行必要的調整[3]。

2.4 水泥攪拌樁處理技術

該技術通過將水泥與土壤充分混合，形成堅實的攪拌樁，以提高地基的強度和抗壓能力。

首先，需要進行詳細的勘察和設計，確定攪拌樁的布設位置和布設方案（見圖1），根據設計要求和施工計劃，準備好所需的設備、材料和人力資源。

其次，鉆孔。該環節使用鉆機在地基中鉆孔，形成攪拌樁的孔洞。孔洞的直徑和深度應根據設計要求確定。在鉆孔過程中，需要注意控制孔徑和孔深的精確度，保證攪拌樁的質量和穩定性。

再次，鉆孔完成后，進行水泥攪拌。將水泥和水以一定比例加入孔洞中，然后使用攪拌器將土壤和水泥充分混合。混合的時間和速度應根據土壤的特性和設計要求進行控制，保證攪拌樁的強度。攪拌完成后，進行樁頂整平。使用鏟斗或振動器對攪拌樁頂部進行整平和修整，以確保樁頂的水平度和平整度符合要求。

最后，攪拌樁施工后需要進行養護，以保證水泥的固化和強度發展。養護期間，應對攪拌樁進行濕潤和保溫處理，防止水泥早期干燥和開裂。水泥攪拌樁處理技術施工的關鍵在于控制混合過程，以及嚴格按照設計要求和施工規范進行操作，確保攪拌樁的強度和穩定性。此外，成樁后要進行質量檢測，除外觀質量，還要對抗壓強度進行檢驗，通常要在成樁28h 后進行檢測，斷截面整體較為均勻，上、下尺寸基本一致等，則說明質量合格。

2.5 強夯技術

強夯技術廣泛應用于橋梁工程中，可以有效改善軟土地基的力學性能和工程性質，提高地基的承載能力和穩定性[4-5]。該方法主要是利用重錘的重力作用，通過反復的打擊和夯實，改善軟土地基的力學性質和工程性能。

在施工前，需要進行詳細的勘察和設計，了解軟土地基的特征和問題。確定施工參數，如夯擊次數、夯擊能量、夯擊間距等。

夯擊過程中，安排施工人員將重錘裝在夯錘機上，通過起重機械將夯錘舉升至一定高度，然后釋放，使夯錘自由落下，產生沖擊力。需要注意的是，在夯擊過程中，需要安排施工人員對地基沉降、橋墩位移等數據進行監測，及時調整夯擊參數，確保地基的處理效果，保證其穩定性。

3 工程實踐

3.1 橋梁工程概況

某橋梁工程是一座跨越河流的公路橋，位于軟土地基區域。該地區的軟土地基存在抗剪強度低、可壓縮性大等問題，對橋梁的穩定性和承載能力帶來了一定的挑戰。為了保證橋梁工程的安全性和可靠性，決定采用水泥攪拌樁處理技術對該橋梁軟土地基進行改良。

3.2 施工工藝流程

3.2.1 準備工作

橋梁工程施工前，進行詳細的勘察和設計，確定軟土地基的特征和問題。根據設計要求和施工計劃，準備好所需的設備、材料和人力資源。

3.2.2 鉆孔

鉆孔前，需要根據具體的地質條件和設計要求確定鉆孔的直徑和深度。為了保證施工的穩定性，避免土體被破壞，需要嚴格控制噴漿壓力≤0.4MPa，這樣可避免壓力過高對土體產生不利影響，以保持鉆孔施工的穩定性。同時要控制下沉速度（≤0.8m/min），以確保施工平穩進行。

3.2.3 同步噴漿和旋轉

通過噴漿機將水泥漿注入鉆孔孔洞中，與軟土充分混合，起到加固和改良土體的作用。其間要適當控制噴漿機的噴射力和噴漿速度，確保水泥漿與土壤充分混合，形成堅固的土漿結構。同時旋轉鉆桿，以確保噴漿均勻分布在整個孔洞中，實現噴漿的均一性和一致性，確保噴漿和土體充分接觸，形成穩定的攪拌效果。

3.2.4 提升施工

軟土地基的鉆孔達到設計要求深度后，將攪拌樁提升至地面以下1m 的位置，目的是確保攪拌樁與地基之間穩定連接。施工人員在此階段需要密切配合，使用起重設備和專用工具，將攪拌樁逐步提升到指定的高度。在提升過程中，要注意控制提升速度，以保證施工的穩定性和安全性。

3.2.5 清洗

攪拌樁到達指定位置后，施工人員需要進行清洗工作，向集料斗內注入清水，將清水注入集料斗，以沖洗攪拌樁內的雜質和污物，使樁體表面更加清潔，提高樁體的質量和強度。施工人員要確保注入的清水充分覆蓋整個集料斗，并保持一定的注水速度和壓力。

3.3 施工效果

該橋梁工程應用水泥攪拌樁處理技術進行軟土地基處理，取得了顯著效果，軟土地基的承載能力得到明顯提高，地基的穩定性得到增強。經現場監測和評估，處理后的軟土地基表現出了良好的工程性能，滿足橋梁工程設計要求。

4 橋梁軟土地基施工質量保障措施

第一，施工前，進行詳細的地質調查和土壤力學性質測試，了解軟土地基的特征和問題。根據調查結果制訂地基處理方法、施工參數和質量控制標準，確保施工操作與設計要求一致。

第二，建立施工人員安全教育、施工區域標識和警示、施工設備維護保養等管理標準。同時，安裝監測設備（如沉降測點、傾斜儀等）對施工過程進行實時監測，以掌握地基變形情況和工程效果，及時調整施工參數和控制措施[6]。

第三，建立材料質量控制、施工工藝控制和驗收標準，對材料進行檢測和驗收，確保其符合規定的標準。在施工過程中，嚴格按照工藝要求進行施工，進行必要的取樣和試驗，檢測處理后地基的力學性能和工程效果，確保施工質量達標[7-8]。

5 結語

軟土地基存在抗剪強度低、可壓縮性大等問題，會影響橋梁的穩定性和承載能力，選擇合適的軟土地基施工技術對保證橋梁工程的安全和可靠性有重要意義。通過對不同軟土地基施工技術進行分析，可以看到每種技術都有其獨特的特點和適用范圍，對橋梁軟土地基處理起到的促進作用也有所不同。因此，開展橋梁工程項目時，要根據實際情況進行綜合分析，設計適用的施工方案。此外，要對軟土地基處理技術進行持續的研究和實踐，以進一步提高軟土地基施工技術的可行性和有效性，為橋梁工程的安全性與穩定性提供保障。