軟土地基橋梁隧道施工技術改進

收稿日期：2023-11-15

作者簡介：王國有（1989—），男，河南商丘人，碩士研究生，研究方向：橋梁工程。

摘 要：以橋梁隧道工程作為研究對象，著重探究了橋梁隧道面臨軟土地基條件下的施工技術，從軟土地基橋梁隧道施工的特點出發，分析了軟土地基對橋梁隧道施工的影響，指出了軟土地基橋梁隧道施工的技術類型及操作要點，提出了橋梁隧道工程面臨軟土地基條件時的技術改進措施。通過理論分析的方式表明了軟土地基對橋梁隧道施工的較大危害，如技術選擇不當或者施工不規范，易造成較大的質量及安全事故，不利于實現橋梁隧道工程的施工目標。任何情況下，面對軟土地基橋梁隧道施工任務時，必須合理分析施工現場的環境條件，找準施工難點，以此作為切入點優化施工工藝與路徑，加強施工過程中的技術管理和質量控制，提高施工流程的銜接性、作業的規范性。

關鍵詞：軟土地基；橋梁隧道；施工技術

中圖分類號：U455? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2096-6903（2024）03-0028-03

1 軟土地基橋梁隧道施工的特點

1.1 不可預知因素多

軟土地基橋梁隧道屬于一類高難度項目，不僅要進行橋梁建設，還需進行隧道施工，都面臨較大的技術難題，在施工中面臨諸多不可控風險。橋梁隧道工程大多為露天作業，在施工過程中受外界環境因素的影響較大，偶爾會有一些不可預測的自然災害等，導致在施工現場常常產生很多突發情況，難以按照既定的施工計劃組織現場作業，影響了項目安全和施工效率。

1.2 危險系數高

橋梁隧道工程建設中的地理環境復雜，在施工建設過程中面臨一系列風險，這些風險來自于環境、技術、設備、人員等方面。正是因為軟土地基橋梁隧道工程的危險系數較高，正式施工之前有關人員需分析風險因素的類型及影響程度，制定更為科學且合理的安全管理策略。施工過程中需將風險管理、安全防控作為重點任務，開展全過程安全監督、隱患排查，預防和處理各種危險因素[1]。

1.3 隱蔽性強

軟土地基橋梁隧道施工的隱蔽性較強，很多隱蔽工程的施工難度大、安全風險高，為克服施工難題，前期、中期和后期的工作中，不同部門需加強協調，圍繞施工目標優化工程技術及管理方案。

2 軟土地基對橋梁隧道工程的影響

2.1 容易造成路面侵蝕

軟土地基的穩定性較差，為確保此地基能支撐上部的橋梁及隧道結構，在基本的施工任務之前，有關人員需進入現場進行一系列調研，了解地基、土壤特點，制定地基加固措施。否則，一旦在橋梁隧道施工中未處理軟土地基，后續橋梁隧道中結構裂縫頻發，不利于提高橋梁隧道的結構性能[2]。軟土地基可能引發橋梁隧道的路面侵蝕現象，特別是在降雨較多的情況下，路面侵蝕更為嚴重。

2.2 造成橋梁基體變形

軟土地基還具有流變性特點，這一特點下地基遭遇荷載作用后，將伴隨著或大或小的變形現象。隨著時間的異常，土壤骨架將出現更為明顯的黏滯蠕變，地基變形嚴重，影響上部結構的穩定性。根據施工經驗可知，軟土地基會加劇橋梁基體的變形，此變形并非一步到位，而是隨時間延長逐步加劇的。

3 軟土地基橋梁隧道施工的技術要點

3.1 施工準備

由于軟土地基橋梁隧道工程的施工特點，為達到施工的質量及安全目標，有關人員需做好充分的前期準備，為后續施工作業提供良好條件。

施工準備應從以下方面來開展：首先，在工程現場做好標記。企業需安排專人進入施工現場進行一系列測量，利用專業儀器和工具測定相關參數，并做好記錄與標記。當全部標注好以后再全面調查施工場地的各種情況，分析后續施工中可能存在的風險，從軟土地基處理的角度制定防護措施。其次，按照地基加固要求，選擇合適的方式開挖地基，在此環節需考慮安全風險，做好安全監測工作。最后，檢測地基負荷，展開受力分析與計算，據此優化橋梁隧道工程的施工方案。

3.2 預處理施工技術

3.2.1 管棚支護

橋梁隧道工程中遇到軟土地基施工條件時，考慮到存在結構變形、失穩等風險，相關人員必須做好預處理工作，以通過一系列預處理應對后續的結構問題。管棚支護為預處理方面比較常用的方式，在此施工作業中有關人員需將一組鋼管構件以開挖輪廓的形狀注入地層，使其與鋼拱之間構成棚架架構，構成完整的預支護加固體系。在現場設置管棚支護后，棚架可作為支撐結構，支撐管棚上方的負荷。在加壓層進行注漿作業，能實現軟土與破碎地層的加固，提高地基承載力。

管棚支護施工中需注意以下4方面：①正式鉆孔以前，施工人員需精確定位，保障每一孔位的正確性，完成定位工作后給每一鉆孔編號。②控制插腳時，角度應保持在1～3°，必要情況下可根據現場情況適當調整該角度。③選定鉆孔平面位置時，為凸顯管棚結構的支護作用，嚴禁管棚結構深入到隧道明線，且需確保相鄰管棚架構的距離符合安全標準。④施工作業期間，應經常性測量孔斜情況，一旦斜度偏差超出標準，要及時糾正，恢復后再繼續后續的施工作業[3]。

3.2.2 小導管超前支護

因為軟土地基的影響，橋梁隧道的結構風險較大，為預防結構變形、沉降等問題，有關人員需根據現場情況做好預先防護。小導管超前支護對實現結構安全具有一定的作用，提前介入小導管，能為后續的結構施工創造理想條件。

施工作業時，相關人員需沿著隧道開挖面在地層中埋入導管。在反復打壓的過程中，注漿壓力使固定漿液滲透到小導管中，在縫隙的擴散作用下漿液逐步進入巖層，當漿液凝固后即可加固既有結構。與其他的支護技術相比，超前小導管支護的便捷性較高，多種小導管可形成復合作用，改善結構性能，預防圍巖形變。

3.2.3 超前錨桿支護

軟土地基橋梁隧道工程施工之前，也需合理采用超前錨桿支護技術。即將超前錨桿打入穩定巖層內部，并同步使其末端支撐在拱部圍巖，找到超前錨桿的支點，徑向方向懸吊錨桿。通過在現場采用超前錨桿支護技術，使爆破作業下圍巖穩定性不受影響。

為發揮超前錨桿支護的作用，相關人員在現場需嚴格執行設計圖紙的規定，如鉆孔孔徑應略超過錨桿直徑，深度需達8 m以上，直徑大于錨桿直徑外25 mm，并且只有當完全完成錨桿的安裝作業以后方可開始注漿。構件進入現場之前，有關人員需檢查材料的質量，嚴禁劣質材料進入現場。

3.3 加固處理施工技術

3.3.1 水泥粉煤灰碎石樁

針對軟土地基的加固，可選擇的施工技術相對較多，其中水泥粉煤灰碎石樁，也就是CFG樁相對常見。結合CFG樁體特點，該技術是對混凝土樁技術的改造，施工中所用的主材料為粉煤灰、碎石與石屑。如能在施工現場規范應用CFG樁技術，即可利用此樁體加固、擠密地基，構成復合地基結構，增強地基強度、承載力、周邊土體的抗剪力。

3.3.2 高真空擊密法

軟土地基的加固施工中，高真空擊密法相對常用，即通過高真空擊密創造壓差排水條件。在軟土地基施工現場，相關人員應根據軟土土體類型及特點，制定多頻次擊密作業方案，以降低土壤中的含水量。多次擊打后的地基土體的密實度大大提高，改善了地基性能，對預防地基變形、沉降等都有顯著作用。

高真空擊密法的原理為：以人為方式形成壓差，即通過能量擊密作用產生超靜孔隙水壓力。此壓力為正壓，在其中插入高真空管，產生負壓，正負壓之間存在壓力差。受到壓差影響，軟土的含水量顯著減小，即能滿足地基加固的要求[4]。結合高真空擊密法的應用效果，此方法的操作簡單、效率較高、效果理想。

3.4 鋼筋加工

橋梁隧道施工中對鋼筋加工有嚴格要求。為保障加工的鋼筋質量符合結構標準，有關人員需注意以下5方面。

在加工鋼筋時應嚴格參考設計圖紙、尺寸規定，正式加工之前有關人員需檢查鋼筋材料的質量證明，重點檢驗鋼筋的直徑、數量、尺寸、接頭位置、長度等是否與施工要求相一致，并考慮鋼筋強度、連接方式。對于無嚴格加工規定的鋼筋，施工人員需執行《鋼筋機械連接通用技術規程》GB/T50117標準，以確保鋼筋加工效果。

正式加工鋼筋前相關人員需核對圖紙，了解圖紙中的細節，在后續組織規范化加工作業。如鋼筋等級不同，應采用不同的加工工藝，同一根鋼筋則需依據每一部位的加工需求做好相應的處理。加工鋼筋時必須確保每一工藝、加工效果等與施工圖紙相一致，控制鋼筋加工過程中的偏差。

針對直徑超過25 mm的鋼筋，施工人員需參考行業規范進行彎曲試驗，在試驗過程中做好記錄。加工不同長度、斷面的鋼筋時，施工人員需綜合諸多的工程參數，以確定截面積、截面尺寸。不同鋼筋之間如采用焊接連接方法，應對比多種焊接工藝的優缺點，選擇最佳工藝，并控制焊接操作中的各項參數。

3.5 混凝土澆筑

軟土地基橋梁隧道施工涉及混凝土澆筑，這一環節的施工難度系數較高，需注意諸多方面。正式澆筑之前，有關人員需將仰拱底部的浮漿、雜物等完全清理干凈，并適量灑水，保持仰拱的濕潤度，促進混凝土與模板的連接。施工期間采用連續澆筑工藝，一旦混凝土有離析現象，需對這些混凝土實施二次攪拌，隨后振搗，每一次的澆筑高度應保持在1.5 m以上[5]。

隧道結構較為復雜，為符合結構施工要求，相關人員應在恰當位置布設施工縫，且施工縫部位應與基礎、襯砌或預留洞口的連接相一致。一旦進入混凝土澆筑階段，澆筑需遵循連續性要求，嚴禁隨意停止。在結構部位應執行斜向分層澆筑工藝，每層的澆筑厚度為0.5～0.7 m。

在澆筑混凝土期間有關人員同樣需做好振搗工作，需把控振搗時間，嚴禁過度振搗。為保障振搗作業效果，有關人員需配備插入式振搗器，遵循快插慢拔的原則與要求，插點應均勻分布，逐點移動。當混凝土不再有氣泡，表面有浮漿時停止振搗?；炷脸跄坝嘘P人員應利用木抹子搓平、壓光、收漿，隨后用鐵抹子拍實并壓實。

在每一段的混凝土澆筑任務結束后，施工人員都需立即清理模板，避免模板內有雜物，用清水沖洗干凈后繼續下一段的澆筑作業。每段隧道內都需連續澆筑混凝土，如中途停止時間超過0.5 h，則要在中斷部位預留0.3 m長的工作縫。

4 軟土地基橋梁隧道施工技術改進措施

4.1 軟土地基處理施工監測

軟土地基橋梁隧道工程的施工要求高、難度大，為克服現場不良地質的限制，有關人員在軟土地基施工中應做好施工監測，全過程監測施工情況。在監測到了相應的指標后，相關人員還需準確預報施工沉降，盡早介入工程措施，將沉降量控制在正常標準，必要情況下在恰當的位置安裝沉降板。

橋梁施工中有關人員應做好穩定性檢測，借助專業儀器測定邊樁平面情況、土壤地表隆起現象。檢測期間每一段道路的縱向均以100～200 m的長度設置檢測斷面，在橋梁路口應設置2條或者3條檢測斷面，利用先進的儀器進行檢測，如穩定性指標不符合要求，有關人員需根據實際情況來處理。

4.2 加大施工勘測、塌方預防力度

軟土地基橋梁隧道工程中面臨的地質問題較為突出，這是影響現場施工質量及安全問題的重要因素。為有效減少施工問題，有關人員必須注重勘測工作，全面、準確地了解現場的地質、水文等情況。

橋梁施工之前有關人員需勘察項目所在地的水文地質情況，不同參與方之間應加強合作，共享與項目有關的資料。在獲取了完整、準確的勘察資料后，設計人員與施工人員、監理人員等充分溝通，優化施工方案，在方案中清晰指出項目的技術類型、施工流程、資源調配、安全防護等，確保方案中的各個細節與水文地質勘測結果相一致。

4.3 加強排水施工

針對橋梁隧道這一復雜任務，除了需進行必要的結構加固，在現場也需要進行排水工作，否則可能因水體的浸透而增大結構風險?？紤]到橋梁隧道工程中水體的影響，在排水施工中應堅持防、排和截水。

由于地基為軟土地基條件，其硬度相對較小、承載力較差，含水量偏低，在排水過程中需與供水措施相結合，以保障排水效果。有關人員在制定排水方案時，需根據前期的地質調研結果，在工程現場的指定區域布設排水設施，以滿足高效、充分排水的需求。

4.4 加強膠結處理技術

膠結處理技術為軟土地基工程中較為常用的方式，具體的施工中有關人員需依據橋梁隧道結構需求，選擇高性能膠結材料，發揮該材料的性能優勢。目前的技術條件下，混凝土為比較典型的膠結材料，在結構施工期間有關人員需合理采用混凝土攪拌樁、砂漿法，以充分利用混凝土。如工程現場的含水率較高，可利用混凝土攪拌樁，實現抗剪，但在此過程中應控制水泥用量。軟土地基處理中如采用砂漿法，就是要向地基灌注膠結物質，使地基呈現良好的膠結性能，改善地基條件。

5 結束語

當前的橋梁隧道工程必須注重軟土地基的處理，相關人員需根據地基特點，合理選擇施工技術，改善地基條件，提高橋梁隧道的結構性能。未來的橋梁隧道施工中相關人員需結合技術現狀，繼續創新技術形式，加強施工管理。

參考文獻

[1] 萬顏暢.軟土地基橋梁隧道施工技術及改進措施分析[J].工程技術研究，2022，7（5）：79-81.

[2] 荀賀健.公路橋梁隧道軟土地基處理對策分析[J].四川建材，2020，46（5）：61.

[3] 劉健美.深厚軟土地基加固范圍對盾構隧道受力變形的影響[J].施工技術，2020，49（7）：33-36.

[4] 孫鐵軼.軟土地基對橋梁隧道施工產生的危害及處理分析[J].運輸經理世界，2021（30）：85-87.

[5] 王金.基于軟土地基的橋梁隧道施工技術研究[J].綠色環保建材，2020（5）：107-108.