桥梁施工中的软土地基施工技术分析

梁春华

（江西省吉安市路网监测中心，江西 吉安 343000）

0 引言

随着国民经济的快速发展、城市化进程的加速，交通流量越来越大，对道路、桥梁的承载能力提出了更高的要求。在桥梁施工中，难免会遇到软土地基，由于软土的性能比较特殊，若不能采取有效措施进行合理处理，会在一定程度上影响桥梁的承载能力。因此，在桥梁工程中，需要把握软土地基的处理方法，并结合工程实践，选用合适的软土地基施工技术，以保证桥梁工程的质量。

1 软土地基特征

第一，含水量高。软土地基通常具有高含水量的特点。由于其具有细颗粒结构和较大的孔隙空间，因此能够吸收和保持大量水分，这会导致土体的流动性提高，使其变得黏性较高。

第二，抗剪强度低。软土地基的抗剪强度通常较低。由于其颗粒之间的弱相互作用力和水分的存在，软土的内聚力和摩擦力较小，难以提供足够的抗剪强度。因此，软土地基容易发生沉降和变形。

第三，可压缩性高。软土地基的可压缩性较高，即在施工和荷载作用下容易发生沉降和变形。由于软土的颗粒之间存在较大的孔隙，荷载会使土体颗粒沉降和压实，从而导致地基沉降和变形。

第四，水分敏感性高。软土地基对水分的敏感性较高。水分的变化会直接影响软土的体积和强度特性。水分含量发生变化时，软土地基会发生膨胀或收缩，从而引发地基不稳定和变形情况。

第五，地基液化风险大。在地震等振动作用下，软土地基会出现液化风险。当地震波通过软土地基时，地基中的水分和土体之间的颗粒支撑力会丧失，导致土体失去强度并呈现液态状态，从而引发地基液化现象[1]。

2 桥梁工程施工中软土地基处理技术

在桥梁工程中，针对软土的处理方法有很多种，不同的处理方法所达到的效果不同。因此，必须结合实际情况制订软土地基施工技术方案，以确保软土地基质量能够达到项目建设要求。

2.1 填筑轻质路堤处理技术

填筑轻质路堤处理技术是桥梁施工中应对软土地基挑战的一种重要技术。软土地基在桥梁施工中常常面临着抗剪强度低、可压缩性大等问题，而填筑轻质路堤处理技术通过在填土中引入轻质材料，能够降低填土的密度和重量，从而提高路堤的稳定性和承载能力。选择轻质材料时，需要考虑其密度、强度、稳定性和可持续性等因素。结合工程需求，通常采用膨胀土、膨胀珍珠岩、发泡混凝土等材料进行施工，这些材料具有较低的密度和重量、良好的抗压强度和稳定性，适合用于填筑轻质路堤处理。

填筑轻质路堤处理技术的施工工艺主要有原地处理和预制块填筑。原地处理是将轻质材料直接混合到原有的填土中，通过机械搅拌或回填的方式进行施工。预制块填筑则是将轻质材料制作成预制块，然后将预制块放置在填土层中。在填筑施工过程中，需要结合现场监测数据和数值模拟分析，对填筑轻质路堤的稳定性、承载能力和变形进行监测和评估，并根据评估该技术的实施效果进行改进[2]。

2.2 换填土处理技术

换填土处理技术是桥梁施工中常用的软土地基处理方法之一，能够提高地基的承载能力和稳定性。该技术主要是从软土地基中移除一部分松软或不稳定的土壤，然后填充更为坚实和稳定的土壤或改良材料，以改善地基的工程性质和土壤的力学特性。

在桥梁软土地基施工环节，选择填充材料时，需要考虑其物理性质、工程性能和可持续性，可以采用砂土、碎石、混凝土等进行施工。这些材料具有较高的密实性和稳定性，能够提供更好的承载能力和抗沉降性能。该方法主要是将填充材料直接堆放在现场的软土地基上，然后通过机械压实或人工夯实等方式进行施工。

2.3 掺石灰处理技术

该技术主要是通过向软土中掺入适量的石灰，使其与土壤发生化学反应，从而提高土壤的稳定性、抗压强度和抗剪强度。

首先，在桥梁软土地基处理阶段，石灰的选择应考虑其活性、含水量和适应性。

其次，处理软土地基时需要先进行地表松土，去除松软和不稳定的土壤。

再次，在地基表面均匀撒布石灰，以确保石灰与土壤充分混合。

最后，使用机械设备进行混合处理，使石灰与土壤充分反应，提高土壤的强度和稳定性。

在施工过程中，需要严格控制石灰的掺入量和均匀性，确保施工质量和效果。施工完成后，需要对处理后的土壤进行抗剪强度、压缩性和液塑性指标评估，根据评估结果进行必要的调整[3]。

2.4 水泥搅拌桩处理技术

该技术通过将水泥与土壤充分混合，形成坚实的搅拌桩，以提高地基的强度和抗压能力。

首先，需要进行详细的勘察和设计，确定搅拌桩的布设位置和布设方案（见图1），根据设计要求和施工计划，准备好所需的设备、材料和人力资源。

其次，钻孔。该环节使用钻机在地基中钻孔，形成搅拌桩的孔洞。孔洞的直径和深度应根据设计要求确定。在钻孔过程中，需要注意控制孔径和孔深的精确度，保证搅拌桩的质量和稳定性。

再次，钻孔完成后，进行水泥搅拌。将水泥和水以一定比例加入孔洞中，然后使用搅拌器将土壤和水泥充分混合。混合的时间和速度应根据土壤的特性和设计要求进行控制，保证搅拌桩的强度。搅拌完成后，进行桩顶整平。使用铲斗或振动器对搅拌桩顶部进行整平和修整，以确保桩顶的水平度和平整度符合要求。

最后，搅拌桩施工后需要进行养护，以保证水泥的固化和强度发展。养护期间，应对搅拌桩进行湿润和保温处理，防止水泥早期干燥和开裂。水泥搅拌桩处理技术施工的关键在于控制混合过程，以及严格按照设计要求和施工规范进行操作，确保搅拌桩的强度和稳定性。此外，成桩后要进行质量检测，除外观质量，还要对抗压强度进行检验，通常要在成桩28h 后进行检测，断截面整体较为均匀，上、下尺寸基本一致等，则说明质量合格。

2.5 强夯技术

强夯技术广泛应用于桥梁工程中，可以有效改善软土地基的力学性能和工程性质，提高地基的承载能力和稳定性[4-5]。该方法主要是利用重锤的重力作用，通过反复的打击和夯实，改善软土地基的力学性质和工程性能。

在施工前，需要进行详细的勘察和设计，了解软土地基的特征和问题。确定施工参数，如夯击次数、夯击能量、夯击间距等。

夯击过程中，安排施工人员将重锤装在夯锤机上，通过起重机械将夯锤举升至一定高度，然后释放，使夯锤自由落下，产生冲击力。需要注意的是，在夯击过程中，需要安排施工人员对地基沉降、桥墩位移等数据进行监测，及时调整夯击参数，确保地基的处理效果，保证其稳定性。

3 工程实践

3.1 桥梁工程概况

某桥梁工程是一座跨越河流的公路桥，位于软土地基区域。该地区的软土地基存在抗剪强度低、可压缩性大等问题，对桥梁的稳定性和承载能力带来了一定的挑战。为了保证桥梁工程的安全性和可靠性，决定采用水泥搅拌桩处理技术对该桥梁软土地基进行改良。

3.2 施工工艺流程

3.2.1 准备工作

桥梁工程施工前，进行详细的勘察和设计，确定软土地基的特征和问题。根据设计要求和施工计划，准备好所需的设备、材料和人力资源。

3.2.2 钻孔

钻孔前，需要根据具体的地质条件和设计要求确定钻孔的直径和深度。为了保证施工的稳定性，避免土体被破坏，需要严格控制喷浆压力≤0.4MPa，这样可避免压力过高对土体产生不利影响，以保持钻孔施工的稳定性。同时要控制下沉速度（≤0.8m/min），以确保施工平稳进行。

3.2.3 同步喷浆和旋转

通过喷浆机将水泥浆注入钻孔孔洞中，与软土充分混合，起到加固和改良土体的作用。其间要适当控制喷浆机的喷射力和喷浆速度，确保水泥浆与土壤充分混合，形成坚固的土浆结构。同时旋转钻杆，以确保喷浆均匀分布在整个孔洞中，实现喷浆的均一性和一致性，确保喷浆和土体充分接触，形成稳定的搅拌效果。

3.2.4 提升施工

软土地基的钻孔达到设计要求深度后，将搅拌桩提升至地面以下1m 的位置，目的是确保搅拌桩与地基之间稳定连接。施工人员在此阶段需要密切配合，使用起重设备和专用工具，将搅拌桩逐步提升到指定的高度。在提升过程中，要注意控制提升速度，以保证施工的稳定性和安全性。

3.2.5 清洗

搅拌桩到达指定位置后，施工人员需要进行清洗工作，向集料斗内注入清水，将清水注入集料斗，以冲洗搅拌桩内的杂质和污物，使桩体表面更加清洁，提高桩体的质量和强度。施工人员要确保注入的清水充分覆盖整个集料斗，并保持一定的注水速度和压力。

3.3 施工效果

该桥梁工程应用水泥搅拌桩处理技术进行软土地基处理，取得了显著效果，软土地基的承载能力得到明显提高，地基的稳定性得到增强。经现场监测和评估，处理后的软土地基表现出了良好的工程性能，满足桥梁工程设计要求。

4 桥梁软土地基施工质量保障措施

第一，施工前，进行详细的地质调查和土壤力学性质测试，了解软土地基的特征和问题。根据调查结果制订地基处理方法、施工参数和质量控制标准，确保施工操作与设计要求一致。

第二，建立施工人员安全教育、施工区域标识和警示、施工设备维护保养等管理标准。同时，安装监测设备（如沉降测点、倾斜仪等）对施工过程进行实时监测，以掌握地基变形情况和工程效果，及时调整施工参数和控制措施[6]。

第三，建立材料质量控制、施工工艺控制和验收标准，对材料进行检测和验收，确保其符合规定的标准。在施工过程中，严格按照工艺要求进行施工，进行必要的取样和试验，检测处理后地基的力学性能和工程效果，确保施工质量达标[7-8]。

5 结语

软土地基存在抗剪强度低、可压缩性大等问题，会影响桥梁的稳定性和承载能力，选择合适的软土地基施工技术对保证桥梁工程的安全和可靠性有重要意义。通过对不同软土地基施工技术进行分析，可以看到每种技术都有其独特的特点和适用范围，对桥梁软土地基处理起到的促进作用也有所不同。因此，开展桥梁工程项目时，要根据实际情况进行综合分析，设计适用的施工方案。此外，要对软土地基处理技术进行持续的研究和实践，以进一步提高软土地基施工技术的可行性和有效性，为桥梁工程的安全性与稳定性提供保障。