基于軟土地基的橋梁施工技術(shù)研究

徐艷鵬

【摘要】發(fā)展的速度越來越快，各項基礎(chǔ)設(shè)施也在不斷的完善，橋梁工程作為城市中重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一，對于城市內(nèi)部的交通運輸和經(jīng)濟發(fā)展有著非常重要的作用。橋梁建設(shè)過程中，要想充分發(fā)揮工程項目的價值，就應(yīng)該保證橋梁建設(shè)的質(zhì)量，特別是遇到軟土地基的情況，更應(yīng)該采取有效的處理措施，保證橋梁的穩(wěn)定性。所以，就必須針對施工區(qū)域的地質(zhì)狀況進行深入的了解和勘察采取切實有效的施工技術(shù)，提高橋梁建設(shè)質(zhì)量，在本文中就針對橋梁施工中軟土地基處理技術(shù)進行探討和分析。

【關(guān)鍵詞】橋梁工程;軟土地基;施工技術(shù)

【中圖分類號】U416

【文獻標識碼】A

1、引言

交通運輸事業(yè)的快速發(fā)展與我國經(jīng)濟的不斷增長有著非常緊密的關(guān)系，但是從實際情況來看，橋梁施工過程中仍然存在很多的問題，軟土地基是工程項目建設(shè)過程中經(jīng)常會遇到的地質(zhì)狀況，經(jīng)常會出現(xiàn)容易變形，承載力過低，含水量過高等問題，需要人們采取有效的解決措施，保證路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

2、軟土地基簡介

2.1 軟土地基的概念

軟土中土壤的粘性很高，而且是有很多的物質(zhì)組合而成的，包括淤泥或者具備淤泥性質(zhì)的土壤。軟土自身的含水量非常高，而且分布非常廣泛，具備容易壓縮的特點，一般在山川湖泊的位置比較多見，受到自身性質(zhì)的影響，經(jīng)常會受到外力的影響，導致軟土地基出現(xiàn)開裂或者變形，一旦橋梁施工過程中遇到軟土地基就需要對該區(qū)域進行有效的加固，以此來提高路基的承載能力，保證路基的穩(wěn)定性。針對軟土的特點，橋梁工程經(jīng)常會出現(xiàn)沉降或者斷裂的現(xiàn)象，導致路面不平整，所以相關(guān)工作人員需要采取切實有效的處理措施，保證路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，切實提高橋梁建設(shè)質(zhì)量。

2.2 特點

2.2.1 地基含水率較高

在施工過程中遇到軟土地基其最大的特點就是含有的水分很多，沒有經(jīng)過任何處理的軟土層一般其含水率能夠達到35～75%，與軟土地基的含水量類似。有一些軟土地基是泥土和水分的混合物，不僅加大了對軟土地基處理的難度，還切實增加了工程項目的工作量，因此為了切實提高路基的穩(wěn)定性，需要對地基進行有效的排水處理，降低地基中的含水量，滿足橋梁工程施工的具體要求。

2.2.2 地基松軟不堅固

一般來說軟土地基的土壤比較松軟，通常會呈現(xiàn)蓬松的狀態(tài)，很難進行固結(jié)，一般情況下，軟土地基的可壓縮系數(shù)為0.5～1.0MPa，由于軟土地基這樣的特點，導致施工過程中經(jīng)常會出現(xiàn)不均勻沉降的現(xiàn)象。而且軟土層的排水固結(jié)非常慢，如果遇到的軟土地基，土層為軟粘土結(jié)構(gòu)，其中包含沒有完全固結(jié)的土壤，就會導致路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性降低。

2.2.3 地基滲透性較小

橋梁施工過程中遇到軟土地接其過節(jié)的效率非常慢，導致這種現(xiàn)象出現(xiàn)的主要原因就是軟土地基的滲透系數(shù)非常低。在橋梁施工過程中遇到這種性質(zhì)的土壤，在外界壓力的作用下其強度就會下降，固結(jié)的速度也將會變低也進一步加大了軟土地基的處理難度，如果軟土地基中含有的有機質(zhì)含量較大，還會產(chǎn)生氣泡，導致排水管堵塞。

2.2.4 地基抗剪度較低

軟土地基還有一個非常明顯的特點，就是抗剪度非常低，主要原因就是受到軟土地基自身排水條件的影響，如果要想切實提高地基的抗剪強度，就必須控制好軟土地基的排水性能，在橋梁施工過程中，由于施工的深度不斷加大，軟土地基所需要的強度以及荷載量也在不斷的提升，一般來說軟土地基的抗剪強度控制在10米以內(nèi)，其強度需要控制在5～10kPa，而隨著地基結(jié)構(gòu)深度的不斷增加，看見強度也會逐漸增大。

3、軟土地基對路橋結(jié)構(gòu)的影響

3.1 路面產(chǎn)生裂縫

橋梁工程實際建設(shè)過程中，有一些施工企業(yè)會利用瀝青和混凝土進行路面的鋪設(shè)，由于混凝土本身具備很好的強度和耐磨性，而瀝青材料也具備有效的抗壓能力，而且這兩種材料的成本相對較低，能夠有效降低工程項目施工成本。如果施工企業(yè)沒有對軟土地基進行有效的處理，導致路面結(jié)構(gòu)在使用過程中出現(xiàn)裂縫，而施工企業(yè)沒有采取科學有效的處理措施，地基結(jié)構(gòu)很有可能會發(fā)生變形，由于地基結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，就會進一步降低混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉和抗壓能力，導致混凝土出現(xiàn)皸裂的現(xiàn)象。

3.2 整體結(jié)構(gòu)發(fā)生沉降的現(xiàn)象

一般來說土地沉降需要長期的過程，而軟土地基其透水能力非常差，企業(yè)壓實度很難達到預期的效果，一旦軟土地基的壓實系數(shù)達不到施工的標準，橋梁工程在使用過程中很有可能會出現(xiàn)形變，導致地基結(jié)構(gòu)連續(xù)下降，進而導致路面出現(xiàn)坑洼不平的情況，這時橋梁主體的位置也有可能會出現(xiàn)相應(yīng)的改變，加大抗拉能力，路面就會出現(xiàn)斷裂，在橋墩重力的作用下會導致橋梁和路面的連接位置直接拉斷，進而影響整個工程項目的穩(wěn)定性。

3.3 由于沉降不均引起的裂縫

導致不均勻沉降出現(xiàn)的主要原因是重力和塑性所引起的，橋梁工程建設(shè)過程中，混凝土結(jié)構(gòu)會在支架塑性的影響下，出現(xiàn)不均勻沉降，而且受到整體結(jié)構(gòu)作用率的影響，導致橋梁結(jié)構(gòu)兩個部分出現(xiàn)斷裂或者裂縫的現(xiàn)象。此外，由于混凝土本身的自重也會對地基結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的影響，由于其自身的差異性也會導致不均勻沉降的出現(xiàn)，如果局部的作用力過大，沉降的現(xiàn)象就會比較明顯，拉動整個混凝土結(jié)構(gòu)，在應(yīng)力作用下，鋼筋結(jié)構(gòu)就會出現(xiàn)變形，導致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不均勻沉降，最終出現(xiàn)裂縫問題。

4、軟土地基施工技術(shù)

4.1 加載法施工技術(shù)

橋梁施工過程中遇到軟土地基的情況，要想切實提高地基的承載能力，控制沉降問題最好的方式就是使用加載法，能夠有效提高地基的穩(wěn)定性，還能夠防止路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)沉降的現(xiàn)象。使用加載法主要就是對體積增加總壓法和降低間隙法這樣就能夠使軟土層不斷的加固沉降，在地基上部的砂層位置使用地下水的方式降低水位，通常情況下使用加載法進行軟土地基處理與沉降時間、自身的重力以及固結(jié)層厚等多種因素都有著非常緊密的聯(lián)系，所以必須要對地基沉降進行嚴格的監(jiān)測。

4.2 排水固結(jié)法

對軟土地基處理過程中，通過增加荷載進行預處理的方式，切實提高路基的強度，滿足工程建設(shè)的具體要求?，F(xiàn)如今使用真空空間澆筑和快速排水的方法，并不需要增加額外的費用，使用這樣的方式就是將軟土地基中的土壤擠出，這樣就能夠幫助地基進行壓實。使用排水管道加固的方式主要有重載預壓和排水管道加固系統(tǒng)兩個部分組成。所謂的加載系數(shù)就是使用加載系統(tǒng)將負載偏移到基礎(chǔ)產(chǎn)生孔隙壓力，由于壓力存在差異，土壤中的孔隙就會滲出;水分快速排水系統(tǒng)是安裝在軟土地基中的水平和垂直排水基礎(chǔ)上的一些快速排水通道。使用排水固結(jié)法，能夠直接沖洗巖土層和堆積層的擋土墻，通過直接的處理，例如袋裝、堆載預壓、泡沫塑料地漏板等等，在軟土層內(nèi)就會通過毛細管的現(xiàn)象，沿著集水井和排水板直接進入到沙墊層，然后沿著擋土層的方向排出水分。

4.3 擠密法

對軟土地基進行處理擠密法也是一種常見的處理技術(shù)，但是由于軟土地基中所含有的土質(zhì)成分不一，所以選擇的擠密法也各種各樣。如果土層中含有濕陷性的黃土，可以使用擠密樁法進行處理，也就是在軟土地基中打入樁孔，然后將碎石、砂礫等材料填入樁孔內(nèi)，并且對其進行分層密實填筑;如果軟土地基較厚，還可以使用素土擠密法，使用這樣的方式最大的優(yōu)勢就是能夠在附近取土，不需要承擔額外的運輸費用;如果軟土地基是粘性土可以使用石灰土樁法，將爐渣、煤灰和石灰等材料混合以后進行夯實，還可以使用砂石樁法，在軟土地基中打孔，通過沖擊或者振動的方式，將砂石材料填入到地基內(nèi)。

4.4 高強度夯實法

橋梁施工過程中對軟土地基進行處理，還可以使用高強度夯實的方式對軟土地基進行有效的處理，施工企業(yè)可以使用強度較低的壓實方式進行夯實，在施工過程中，如果使用強度較低的壓實技術(shù)，不能夠切實有效的增加軟土地基的抗壓能力，在后期的施工過程中，并不會對工程項目建設(shè)的質(zhì)量起到有效的幫助。所以，施工企業(yè)應(yīng)該采用強度更高的夯實技術(shù)，切實提高軟土地基的強度。在這一技術(shù)使用過程中需要采取水平較高的夯實設(shè)備，聘請能夠獨立操作夯實設(shè)備的專業(yè)人員，然而由于施工企業(yè)在使用強度較高的夯實基礎(chǔ)設(shè)施也存在一定的問題，對軟土地基進行處理時需要消耗很長的時間，由此產(chǎn)生的工程量也相對較大。隨著作業(yè)時間的延長，施工成本也將會不斷的增加，因此施工企業(yè)對軟土地基進行處理之前，首先需要檢查機械設(shè)備的使用狀況，確保后期夯實處理能夠順利進行，切實提高地基處理的效果。另外，施工企業(yè)還應(yīng)該深入到施工現(xiàn)場進行勘察，檢查地基的實際狀況，選擇最合適的施工方式，以此來提高橋梁工程建設(shè)的整體質(zhì)量，為人們的安全出行提供可靠保障。最后，施工企業(yè)應(yīng)積極研究市場上軟土地基處理的相關(guān)技術(shù)，與其他的企業(yè)進行合作，設(shè)計出更加有效的軟土地基處理方案，以此來提高軟土地基處理的實際效果。

5、工程概況

在橋梁工程施工范圍內(nèi)分布有軟土地基，為了切實提高軟土地基的承載能力，根據(jù)工程項目設(shè)計的具體規(guī)范，按照橋址現(xiàn)場的實際情況，根據(jù)現(xiàn)有的施工條件，決定使用旋噴樁復合地基處理方式對現(xiàn)有的地基進行加固處理，在正式加固之前，地基的承載能力在100～120kPa，經(jīng)過加固以后，符合地基的承載能力能夠達到150kPa，因此該橋梁工程軟土地基處理過程中使用的技術(shù)具體實踐操作如下。

5.1 旋噴樁復合地基機理

旋噴樁就是利用鉆機，將注漿管鉆入到指定的土層，到達一定的深度后，利用高壓設(shè)備持續(xù)噴射水泥漿液，這樣土體就會被高壓水泥漿液破壞，等到噴射流具備的壓力超過土體的強度以后，土力就會從土體中剝離，有一部分隨著水泥漿液不斷上升，還有一部分隨著沖擊力和離心力的作用和水泥漿液進行充分的攪拌，等水泥漿液凝固以后就會形成固結(jié)體，也這就是所謂的符合地基，能夠?qū)ΜF(xiàn)有的地基進行有效的加固。

5.2 鉆機就位

在施工現(xiàn)場指定的位置垂直方向上進行旋噴樁施工時，需要將鉆機放在設(shè)計的孔位上保持垂直狀態(tài)，在施工過程中需要確保旋噴管安裝傾斜的角度控制在1.5%以內(nèi)。在斜向旋噴樁施工過程中，需要使用鋼管搭設(shè)兩米的排架，其間距應(yīng)控制在一米左右，在排架上鋪滿跳板，將其作為臨時工作臺。在實際施工過程中斜向轉(zhuǎn)會產(chǎn)生反作用力，很容易導致平臺的坍塌，所以在排架的各個節(jié)點都需要設(shè)置鋼管樁，其深度控制在兩米時用鎖扣進行鎖緊。在外側(cè)的位置還應(yīng)該設(shè)置支撐，保證平臺的穩(wěn)定性，使用汽車吊把將鉆機放在作業(yè)平臺以后，與導向架進行調(diào)整，調(diào)整到合適的位置，且角度符合設(shè)計的要求以后，固定好鉆機為后續(xù)的工作做好準備。

5.3 插管噴射

鉆機的位置合格以后需要進行仔細的檢查保證滿足施工條件以后，將噴管插入到指定的深度，需要確保插管和鉆孔同時進行。在插管的時候為了防止噴嘴被堵塞，需要在插管的同時進行射水，在射水的時候水壓不能夠超過1MPa，如果壓力過大，很有可能導致孔壁坍塌，噴管到達指定的深度以后，從下向上開始進行，噴射現(xiàn)場的實驗人員需要對泥漿的出凝時間和流量等參數(shù)進行嚴格的檢查，與設(shè)計的要求進行比對，并做好相關(guān)的記錄工作，繪制出現(xiàn)場作業(yè)的實際曲線。如果在施工過程中使用的漿液初凝時間達到20小時以上，就不能夠再使用，并且還需要找到出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因，經(jīng)過調(diào)整以后才能夠進行后續(xù)的作業(yè)。完成噴漿以后，還需要將注漿管和機械設(shè)備進行徹底的清理，將漿液替換為水，對地面進行噴射，防止泥漿泵和管內(nèi)有漿液殘留。

5.4 施工注意事項

在鉆機就位過程中，需要保證機座的平穩(wěn)性，鉆機的轉(zhuǎn)盤需要與孔位完全對準，其傾斜角度和設(shè)計之間的誤差不能夠超過0.5°。開始噴射之前，首先需要對高壓設(shè)備和管路進行仔細的檢查，確保機械設(shè)備和排量都符合工程的要求以后才能夠進行噴漿作業(yè);在噴射過程中，漿液從噴頭中流出以后，開始提升管路，需要控制好提升的速度，保持勻速緩慢，注漿段和前段的位置應(yīng)控制在0.1米的搭接，防止出現(xiàn)脫節(jié);噴漿完成以后，由于水泥漿液析水很有可能會出現(xiàn)收縮的現(xiàn)象，所以還需要對泥漿進行補灌，每兩個鉆孔之間應(yīng)開設(shè)排漿溝，這樣就可以將其作為中間橋梁，進一步提高復合地基的承載能力。

結(jié)語：

橋梁工程是市政施工中的一種，與人們的日常生活有著密切的關(guān)系，如果橋梁工程建設(shè)過程中出現(xiàn)質(zhì)量問題，很有可能會對城市的發(fā)展和人們的安全出行產(chǎn)生極大的影響。所以，必須對工程項目的地基進行妥善的處理，特別是軟土地基的情況，采取切實有效的加固技術(shù)，提高軟土地基的承載能力，滿足人們出行的需求，促進城市建設(shè)的順利發(fā)展。

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