软土地基桥梁隧道施工技术改进

收稿日期：2023-11-15

作者简介：王国有（1989—），男，河南商丘人，硕士研究生，研究方向：桥梁工程。

摘 要：以桥梁隧道工程作为研究对象，着重探究了桥梁隧道面临软土地基条件下的施工技术，从软土地基桥梁隧道施工的特点出发，分析了软土地基对桥梁隧道施工的影响，指出了软土地基桥梁隧道施工的技术类型及操作要点，提出了桥梁隧道工程面临软土地基条件时的技术改进措施。通过理论分析的方式表明了软土地基对桥梁隧道施工的较大危害，如技术选择不当或者施工不规范，易造成较大的质量及安全事故，不利于实现桥梁隧道工程的施工目标。任何情况下，面对软土地基桥梁隧道施工任务时，必须合理分析施工现场的环境条件，找准施工难点，以此作为切入点优化施工工艺与路径，加强施工过程中的技术管理和质量控制，提高施工流程的衔接性、作业的规范性。

关键词：软土地基；桥梁隧道；施工技术

中图分类号：U455                                   文献标识码：A                                文章编号：2096-6903（2024）03-0028-03

1 软土地基桥梁隧道施工的特点

1.1 不可预知因素多

软土地基桥梁隧道属于一类高难度项目，不仅要进行桥梁建设，还需进行隧道施工，都面临较大的技术难题，在施工中面临诸多不可控风险。桥梁隧道工程大多为露天作业，在施工过程中受外界环境因素的影响较大，偶尔会有一些不可预测的自然灾害等，导致在施工现场常常产生很多突发情况，难以按照既定的施工计划组织现场作业，影响了项目安全和施工效率。

1.2 危险系数高

桥梁隧道工程建设中的地理环境复杂，在施工建设过程中面临一系列风险，这些风险来自于环境、技术、设备、人员等方面。正是因为软土地基桥梁隧道工程的危险系数较高，正式施工之前有关人员需分析风险因素的类型及影响程度，制定更为科学且合理的安全管理策略。施工过程中需将风险管理、安全防控作为重点任务，开展全过程安全监督、隐患排查，预防和处理各种危险因素[1]。

1.3 隐蔽性强

软土地基桥梁隧道施工的隐蔽性较强，很多隐蔽工程的施工难度大、安全风险高，为克服施工难题，前期、中期和后期的工作中，不同部门需加强协调，围绕施工目标优化工程技术及管理方案。

2 软土地基对桥梁隧道工程的影响

2.1 容易造成路面侵蚀

软土地基的稳定性较差，为确保此地基能支撑上部的桥梁及隧道结构，在基本的施工任务之前，有关人员需进入现场进行一系列调研，了解地基、土壤特点，制定地基加固措施。否则，一旦在桥梁隧道施工中未处理软土地基，后续桥梁隧道中结构裂缝频发，不利于提高桥梁隧道的结构性能[2]。软土地基可能引发桥梁隧道的路面侵蚀现象，特别是在降雨较多的情况下，路面侵蚀更为严重。

2.2 造成桥梁基体变形

软土地基还具有流变性特点，这一特点下地基遭遇荷载作用后，将伴随着或大或小的变形现象。随着时间的异常，土壤骨架将出现更为明显的黏滞蠕变，地基变形严重，影响上部结构的稳定性。根据施工经验可知，软土地基会加剧桥梁基体的变形，此变形并非一步到位，而是随时间延长逐步加剧的。

3 软土地基桥梁隧道施工的技术要点

3.1 施工准备

由于软土地基橋梁隧道工程的施工特点，为达到施工的质量及安全目标，有关人员需做好充分的前期准备，为后续施工作业提供良好条件。

施工准备应从以下方面来开展：首先，在工程现场做好标记。企业需安排专人进入施工现场进行一系列测量，利用专业仪器和工具测定相关参数，并做好记录与标记。当全部标注好以后再全面调查施工场地的各种情况，分析后续施工中可能存在的风险，从软土地基处理的角度制定防护措施。其次，按照地基加固要求，选择合适的方式开挖地基，在此环节需考虑安全风险，做好安全监测工作。最后，检测地基负荷，展开受力分析与计算，据此优化桥梁隧道工程的施工方案。

3.2 预处理施工技术

3.2.1 管棚支护

桥梁隧道工程中遇到软土地基施工条件时，考虑到存在结构变形、失稳等风险，相关人员必须做好预处理工作，以通过一系列预处理应对后续的结构问题。管棚支护为预处理方面比较常用的方式，在此施工作业中有关人员需将一组钢管构件以开挖轮廓的形状注入地层，使其与钢拱之间构成棚架架构，构成完整的预支护加固体系。在现场设置管棚支护后，棚架可作为支撑结构，支撑管棚上方的负荷。在加压层进行注浆作业，能实现软土与破碎地层的加固，提高地基承载力。

管棚支护施工中需注意以下4方面：①正式钻孔以前，施工人员需精确定位，保障每一孔位的正确性，完成定位工作后给每一钻孔编号。②控制插脚时，角度应保持在1～3°，必要情况下可根据现场情况适当调整该角度。③选定钻孔平面位置时，为凸显管棚结构的支护作用，严禁管棚结构深入到隧道明线，且需确保相邻管棚架构的距离符合安全标准。④施工作业期间，应经常性测量孔斜情况，一旦斜度偏差超出标准，要及时纠正，恢复后再继续后续的施工作业[3]。

3.2.2 小导管超前支护

因为软土地基的影响，桥梁隧道的结构风险较大，为预防结构变形、沉降等问题，有关人员需根据现场情况做好预先防护。小导管超前支护对实现结构安全具有一定的作用，提前介入小导管，能为后续的结构施工创造理想条件。

施工作业时，相关人员需沿着隧道开挖面在地层中埋入导管。在反复打压的过程中，注浆压力使固定浆液渗透到小导管中，在缝隙的扩散作用下浆液逐步进入岩层，当浆液凝固后即可加固既有结构。与其他的支护技术相比，超前小导管支护的便捷性较高，多种小导管可形成复合作用，改善结构性能，预防围岩形变。

3.2.3 超前锚杆支护

软土地基桥梁隧道工程施工之前，也需合理采用超前锚杆支护技术。即将超前锚杆打入稳定岩层内部，并同步使其末端支撑在拱部围岩，找到超前锚杆的支点，径向方向悬吊锚杆。通过在现场采用超前锚杆支护技术，使爆破作业下围岩稳定性不受影响。

为发挥超前锚杆支护的作用，相关人员在现场需严格执行设计图纸的规定，如钻孔孔径应略超过锚杆直径，深度需达8 m以上，直径大于锚杆直径外25 mm，并且只有当完全完成锚杆的安装作业以后方可开始注浆。构件进入现场之前，有关人员需检查材料的质量，严禁劣质材料进入现场。

3.3 加固处理施工技术

3.3.1 水泥粉煤灰碎石桩

针对软土地基的加固，可选择的施工技术相对较多，其中水泥粉煤灰碎石桩，也就是CFG桩相对常见。结合CFG桩体特点，该技术是对混凝土桩技术的改造，施工中所用的主材料为粉煤灰、碎石与石屑。如能在施工现场规范应用CFG桩技术，即可利用此桩体加固、挤密地基，构成复合地基结构，增强地基强度、承载力、周边土体的抗剪力。

3.3.2 高真空击密法

软土地基的加固施工中，高真空击密法相对常用，即通过高真空击密创造压差排水条件。在软土地基施工现场，相关人员应根据软土土体类型及特点，制定多频次击密作业方案，以降低土壤中的含水量。多次击打后的地基土体的密实度大大提高，改善了地基性能，对预防地基变形、沉降等都有显著作用。

高真空击密法的原理为：以人为方式形成压差，即通过能量击密作用产生超静孔隙水压力。此压力为正压，在其中插入高真空管，产生负压，正负压之间存在压力差。受到压差影响，软土的含水量显著减小，即能满足地基加固的要求[4]。结合高真空击密法的应用效果，此方法的操作简单、效率较高、效果理想。

3.4 钢筋加工

桥梁隧道施工中对钢筋加工有严格要求。为保障加工的钢筋质量符合结构标准，有关人员需注意以下5方面。

在加工钢筋时应严格参考设计图纸、尺寸规定，正式加工之前有关人员需检查钢筋材料的质量证明，重点检验钢筋的直径、数量、尺寸、接头位置、长度等是否与施工要求相一致，并考虑钢筋强度、连接方式。对于无严格加工规定的钢筋，施工人员需执行《钢筋机械连接通用技术规程》GB/T50117标准，以确保钢筋加工效果。

正式加工钢筋前相关人员需核对图纸，了解图纸中的细节，在后续组织规范化加工作业。如钢筋等级不同，应采用不同的加工工艺，同一根钢筋则需依据每一部位的加工需求做好相应的处理。加工钢筋时必须确保每一工艺、加工效果等与施工图纸相一致，控制钢筋加工过程中的偏差。

针对直径超过25 mm的钢筋，施工人员需参考行业规范进行弯曲试验，在试验过程中做好记录。加工不同长度、断面的钢筋时，施工人员需综合诸多的工程参数，以确定截面积、截面尺寸。不同钢筋之间如采用焊接连接方法，应对比多种焊接工艺的优缺点，选择最佳工艺，并控制焊接操作中的各项参数。

3.5 混凝土浇筑

软土地基桥梁隧道施工涉及混凝土浇筑，这一环节的施工难度系数较高，需注意诸多方面。正式浇筑之前，有关人员需将仰拱底部的浮浆、杂物等完全清理干净，并适量洒水，保持仰拱的湿润度，促进混凝土与模板的连接。施工期间采用连续浇筑工艺，一旦混凝土有离析现象，需对这些混凝土实施二次搅拌，随后振捣，每一次的浇筑高度应保持在1.5 m以上[5]。

隧道結构较为复杂，为符合结构施工要求，相关人员应在恰当位置布设施工缝，且施工缝部位应与基础、衬砌或预留洞口的连接相一致。一旦进入混凝土浇筑阶段，浇筑需遵循连续性要求，严禁随意停止。在结构部位应执行斜向分层浇筑工艺，每层的浇筑厚度为0.5～0.7 m。

在浇筑混凝土期间有关人员同样需做好振捣工作，需把控振捣时间，严禁过度振捣。为保障振捣作业效果，有关人员需配备插入式振捣器，遵循快插慢拔的原则与要求，插点应均匀分布，逐点移动。当混凝土不再有气泡，表面有浮浆时停止振捣。混凝土初凝之前有关人员应利用木抹子搓平、压光、收浆，随后用铁抹子拍实并压实。

在每一段的混凝土浇筑任务结束后，施工人员都需立即清理模板，避免模板内有杂物，用清水冲洗干净后继续下一段的浇筑作业。每段隧道内都需连续浇筑混凝土，如中途停止时间超过0.5 h，则要在中断部位预留0.3 m长的工作缝。

4 软土地基桥梁隧道施工技术改进措施

4.1 软土地基处理施工监测

软土地基桥梁隧道工程的施工要求高、难度大，为克服现场不良地质的限制，有关人员在软土地基施工中应做好施工监测，全过程监测施工情况。在监测到了相应的指标后，相关人员还需准确预报施工沉降，尽早介入工程措施，将沉降量控制在正常标准，必要情况下在恰当的位置安装沉降板。

桥梁施工中有关人员应做好稳定性检测，借助专业仪器测定边桩平面情况、土壤地表隆起现象。检测期间每一段道路的纵向均以100～200 m的长度设置检测断面，在桥梁路口应设置2条或者3条检测断面，利用先进的仪器进行检测，如稳定性指标不符合要求，有关人员需根据实际情况来处理。

4.2 加大施工勘测、塌方预防力度

软土地基桥梁隧道工程中面临的地质问题较为突出，这是影响现场施工质量及安全问题的重要因素。为有效减少施工问题，有关人员必须注重勘测工作，全面、准确地了解现场的地质、水文等情况。

桥梁施工之前有关人员需勘察项目所在地的水文地质情况，不同参与方之间应加强合作，共享与项目有关的资料。在获取了完整、准确的勘察资料后，设计人员与施工人员、监理人员等充分沟通，优化施工方案，在方案中清晰指出项目的技术类型、施工流程、资源调配、安全防护等，确保方案中的各个细节与水文地质勘测结果相一致。

4.3 加强排水施工

针对桥梁隧道这一复杂任务，除了需进行必要的结构加固，在现场也需要进行排水工作，否则可能因水体的浸透而增大结构风险。考虑到桥梁隧道工程中水体的影响，在排水施工中应坚持防、排和截水。

由于地基为软土地基条件，其硬度相对较小、承载力较差，含水量偏低，在排水过程中需与供水措施相结合，以保障排水效果。有关人员在制定排水方案时，需根据前期的地质调研结果，在工程现场的指定区域布设排水设施，以满足高效、充分排水的需求。

4.4 加强胶结处理技术

胶结处理技术为软土地基工程中较为常用的方式，具体的施工中有关人员需依据桥梁隧道结构需求，选择高性能胶结材料，发挥该材料的性能优势。目前的技术条件下，混凝土为比较典型的胶结材料，在结构施工期间有关人员需合理采用混凝土搅拌桩、砂浆法，以充分利用混凝土。如工程现场的含水率较高，可利用混凝土搅拌桩，实现抗剪，但在此过程中应控制水泥用量。软土地基处理中如采用砂浆法，就是要向地基灌注胶结物质，使地基呈现良好的胶结性能，改善地基条件。

5 结束语

当前的桥梁隧道工程必须注重软土地基的处理，相关人员需根据地基特点，合理选择施工技术，改善地基条件，提高桥梁隧道的结构性能。未来的桥梁隧道施工中相关人员需结合技术现状，继续创新技术形式，加强施工管理。

参考文献

[1] 万颜畅.软土地基桥梁隧道施工技术及改进措施分析[J].工程技术研究，2022，7（5）：79-81.

[2] 荀贺健.公路桥梁隧道软土地基处理对策分析[J].四川建材，2020，46（5）：61.

[3] 劉健美.深厚软土地基加固范围对盾构隧道受力变形的影响[J].施工技术，2020，49（7）：33-36.

[4] 孙铁轶.软土地基对桥梁隧道施工产生的危害及处理分析[J].运输经理世界，2021（30）：85-87.

[5] 王金.基于软土地基的桥梁隧道施工技术研究[J].绿色环保建材，2020（5）：107-108.