摘要：软土因有着不稳定的土体结构，往往会给结构工程造成诸多不利影响与问题，始终是困扰工程施工的重难点问题。本文基于工程实例，就软土地质条件对桥梁结构安全的影响加以探讨，以此来提升人们对软土特性的理解与认识，提升此方面的防治举措。
关键词：软土地质；桥梁结构；影响
1.软土特性
软土即由低承载能力、高压缩性及大含水量的天然淤泥沉积物及少许腐殖质所构成的土。其主要有如下特性：（1）高孔隙比与含水量。通常情况下，软土的含水量维持在50%~70%，极值大于200%。天然孔隙比一般为1~2，极限可达3~4。软土所具有的高孔隙比与高含水量的特点，乃是决定其抗剪强度及压缩性的关键因素。（2）弱渗透性。一般情况下，软土的渗透系数维持在1×10-4~1×10-8cm/s，因土层当中夹杂有不同数量、不同薄度的粉土、细砂、粉等，因此，其在水平方面所持有的渗透性，相比于垂直方向，要明显偏大。因此类土具有比较小的渗透系数，较大的含水量，通常处于饱和状态，这在某种程度上，不仅会阻碍土体固结，而且于加荷初期，孔隙水压力比较高，会显著影响到地基的强度。（3）高压缩性。软土即高压缩性土，压缩系数区间a=0.1~0.2，通常0.6~1.5MPs-1，其伴随天然含水量及土的液限的增大而呈正增高。基于土质自身因素影响，此类土基于荷载作用下的变形，存在两大特征，其一为变形大且不均匀，其二为变形稳定且历时长。（4）低抗剪强度。对于软土而言，其有着较小的抗剪强度，另外，还紧密相关于排水固结条件以及加荷速度，如若实施不排水三轴快剪，则会得到比较小的抗剪强度值，并且与侧压力的大小不存在相关性。在排水状况下，其抗剪强度伴随着固结程度的增加而呈增大态势。
2.工程实例
本文以某座跨闸公路桥为例，对其施工中所出现的病害展开分析，探讨软土地质条件对桥梁结构安全所产生的各类影响。
2.1项目概况
某跨闸公路桥的上部结构采用的是32m的现浇预应力钢筋混凝土箱梁及18m的现浇钢筋混凝土箱梁，现浇箱梁的顶板宽为10m，梁高为1.7m，底板的宽度为6m，桥面宽10m，其中，人行道2×1ｍ，行车道8m。此桥的下部结构桥墩，则为双柱式桥墩，墩柱、桩基直径分别为1.4m与1.5m、1.6m与1.8m，柱长平均为60m，通过淤泥质粉质黏土、砂砾石层，最终进至中风化泥质粉砂岩。为与桥下通航高要求相满足，外加场地受到各种永久性建筑的限制，如老船闸、节制闸等，此桥梁呈Ｕ线型，分别连接于大堤与节制闸桥，对于此桥梁的第10跨而言，则直接横向跨过上游导航墙。为保障地方道路始终处于通畅状态，该工程最终决定先完成公路桥的修建，使其及时衔接于两侧的道路，然后再进行船闸的修建。
当完成桥梁上部与下部结构的施工之后，便着手船闸基坑相应开挖。船闸基底与大堤顶面之间的高差为14m，在施工现场，开挖基坑选用自然放坡方式。在挖闸室时，位于桥位处的大堤，其边坡土体出现蠕变状况，另外，在坡面的局部还发生了鼓曲，坡顶料场地面发生一定程度的裂缝，此裂缝主要位于基坑周边，以公路桥桥墩处多见；第五联桥墩由于土体出现变形，而出现严重偏位，由此而造成了梁体偏移，影响到了桥梁结构安全。
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2.2主要病害
（1）第4、5联桥梁桩基偏向于基坑位置，出现了严重偏位，偏位值区间为12.2~26.7cm。（2）桥墩下系梁存在裂缝，竖向且明显。（3）因已完成上部箱梁的施工工作，外加支座所持有的嵌固作用，一些桥墩墩顶支座的上钢板与下钢板之间存在偏位，偏位值达到了10cm。
3.病害原因
（1）软土特性。在此工程区，淤泥质软土的分布，呈从地面往下状态，厚度超过25m，此土层具有较低的土层强度，空隙比＞1，含水率＞40%，具有较高的压缩性，承载力小，土体的灵敏度维持在3~5，存在触变性。对于现场基坑而言，其深度＞10m，软土的深度＞30m，通过分析基坑边坡变形的基本特征得知，地基在施工扰动的影响下，在荷载变化的作用下，出现土体蠕变，受到扰动后，土体在强度上下降，造成边坡土体蠕变于临空面方向，进而引发桥桩变位，此乃桥墩变形的关键诱因。（2）不合理的施工顺序。桥位区具有相对较厚的软土层，在施工进度及地方交通的多重影响下，运用先桥后闸的施工顺序，完成桥梁的施工后，再开挖基坑，在整个施工过程中，没有对桥墩施加保护。（3）在整个施工过程中，出现有附加荷载，即在第4、5联桥，在其左侧设置有料场，使得桥梁两侧的荷载出现不平衡。另外，施工便道与桥梁过近，使得施工机械对土体的扰动增加。
4.加固措施
完成船闸施工之后，利用钻孔全孔壁成像检测技术，检测了几根有着比较大偏移量的桩基，结果得知，桩基开裂断面位置处于桩顶14m下。依据成桥下桩基受力分析得知，于纵向力作用下，桥墩桩基土当中弯矩最大出现在地面下方4~5m位置，弯矩于地面下12~14m处递减为0。依据检测结果，另通过细致计算与分析得知，完成闸室墙土方回填之后，桥梁的两侧在没有不平衡荷载的状况下，桩基所持有的竖向承载力与后期使用要求相符，对于此桥梁所出现的病害，可采取如下措施：（1）针对系梁处裂缝，则实施灌胶封闭处理操作。（2）针对桩基而言，若其桥墩偏位值＞10cm，则可运用压力注浆，针对桥墩周围土实施处理，注浆深度控制在15m。（3）第4、5联于基坑侧位置，即与老桥的边缘的距离为5m处，建造一条反压坡道（顶宽5ｍ），选用黏土对坡道进行夯实。（4）针对支座上钢板与下钢板之间的偏位值＞10cm的桥墩，则运用灌注支座进行灌浆，增加辅助支座。（5）于第4、5联桥墩周围，实施回填土操作，选用比例为8%的石灰土实施换填操作，深度控制在1.5m。（6）强化桥面现浇层的相应钢筋配置。通过实施上述操作后，此桥梁已通车，且多年运营正常。
5.结论
综上，因软土地基桥梁病害在发生与发展方面，具有较差的可预见性，且病因多样，这给结构安全造成了重大难题。但虽然各工程情况不同，同一类型桥梁还是有着特定性病害的，因此，在设计阶段，可从如下方面来预防：（1）布跨时，可适当性增加桥长，后移桥台，将台后填土高度适当性降低。（2）在桥位处，如果软土的深度＞25m，对于桥梁下部结构而言，其基础形式需采取群桩基础为宜。（3）针对软土地区，若在相邻位置处，存在其他工程时，需始终秉持的施工顺序为先深后浅。
参考文献：
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作者简介：韦蓉蓉（1989-08），女，汉族，籍贯：江苏省盐城市
论文作者:韦蓉蓉
论文发表刊物:《基层建设》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/11
标签：桥墩论文; 桥梁论文; 桩基论文; 基坑论文; 结构论文; 含水量论文; 病害论文; 《基层建设》2017年第16期论文;