浙江省嘉兴市秀洲区交通运输局 浙江嘉兴 314000
摘要:对于公路桥梁工程的施工来说,地基的施工是一个至关重要的环节,如果施工地点恰好是软土地基,则需要对地基进行加固处理,这就需要用到专业的软土地基施工技术。本文结合嘉兴地区公路桥梁建设中遇到的软土地基处理实践经验,对软土地基的勘测、排水和加固等施工技术和工艺进行了总结。
关键词:公路桥梁;软土地基;施工技术
1公路桥梁软土地基的特点及其对桥梁结构的危害
1.1软土地基的特点
软土地基指的就是地基具有较高压缩性,并且强度比较低的软弱土层地基。软土地基的主要特点为:土层具有较大的含水率,一般情况下土层的含水率可以达到34-72%;土质的孔隙比较大,一般情况下孔隙比可以达到1.0-1.9;土层的饱和度比较大,一般情况下可以达到95%以上,并且液限可以达到35-60%;土层的塑限指数可以达到13-30。
1.2软土地基对桥梁结构的危害
软土地基主要包括几种土质,分别为:淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土以及软粘性土等等。若是将公路桥梁修建在软土层上,在没有妥善处理的情况下可以会造成的问题主要有:可能会对桥台和桩基础造成纵向的推挤,这就有可能会使桥台产生一定的位移或者沉降,甚至会造成墩台损坏,最终导致桥梁结构整体失效。
2公路桥梁软土地基的施工技术
2.1软土地基实际情况的勘测
不同区域软土地基的实际情况有所不同,在进行公路桥梁工程建设过程中,首先要做的就是对建筑区域的实际地质情况进行勘测,这样能够较全面的了解到真实的地质情况,从而制定出较为科学合理的施工技术方案。在对地质情况勘测过程中,一定要对软土地基的实际含水量、土质的柔软度、稳定性以及变形情况进行计算分析,从理论层面保证公路桥梁基础施工过程中不会出现倾斜开裂、失稳下沉以及其他质量安全问题。
2.2软土地基表面排水
对于软土地基表面进行一定的排水处理,可以很大程度上提升地表强度,从而避免地基出现剪切变形的情况,确保施工机械作业的稳定性和安全性。另外要尽可能将填土载荷均匀分布在地基之上。
对于那些含水量较大的软土地基来说,在进行填土之前要在地表面开挖一定的沟槽从而将地表水排走,这样能够一定程度上降低地基表面的含水率。
如果软土地基土层不够均匀,则可以采取敷垫材料法进行处理。通过敷垫材料(主要包括化纤无纺布、玻璃纤维格栅以及土工布等)所具有的抗拉力以及抗剪力来抵抗填土荷载,从而降低地基某些部位出现的下沉以及侧向变位,进而提升地基的承载能力。[似乎与排水无关]
若是地基上部的软土层比较薄并且含有大量的水时,就可以在软土地基上部铺设1mm左右厚度的砂垫层,因为砂垫层不但具有排水的作用,同时也可以成为填土内的地下排水层,从而一定程度上降低填土内的水位。在进行施工时,砂垫层铺设的厚度会受到多方面的影响,包括施工机械的重量、轮胎对于地面施加的压力等等。一般情况下,同时采用砂垫层法和铺设材料法进行地基上部软土层的排水。
若是地基的表面覆盖的是粘性土,那么就可以在粘性土内加入一定的添加剂(主要是生石灰、熟石灰、水泥等等)来增强地基的强度以及压缩性能,从而确保施工机械可以在上面行驶完成作业,另外也能够提升填土的稳定性和固结效果。
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2.3对于软土地基的加固方法以及相关的施工工艺
2.3.1排水固结法
此种方法主要是利用地基排水所具有的固结特性,在进行公路桥梁工程建设前就对地基施工一定的载荷进行预压,从而使得地基强度得到一定的加强。此种方法主要是在粘性的土地基上采用垂直的排水柱,具体就是指设置砂井,主要包括的方法为袋装砂井、塑料排水带以及排水砂垫层固结法等等。第一袋装砂井:主要是在平面上通过相关机械设备按照设定的距离、布置方式(一般来说采用的是正方形以及梅花形)进行造孔,并且在其中加入一定的砂料而形成砂柱。形成的砂柱就给软土提供了必要的排水面,进入到砂柱的水向上进入到地面的砂垫层,之后顺着水平方向排走。此种方法主要用在具有连续薄纱层的地基排水。施工过程中主要是通过振动式砂桩机将砂袋织物以垂直的角度打入到软土地层之中,打入的具体深度是要根据地质情况的不同而变化的。
第二塑料排水带:其是通过在各种截面形状的连续塑料芯板外部包裹上土工织物形成的。其中塑料芯板主要是由聚乙烯、聚丙烯或者聚氯乙烯制成,主要起到骨架的作用。在其截面所形成的纵向沟槽可以进行通水,滤膜的材质主要是涤纶无纺织物,主要起到透水滤土的作用。
第三排水砂垫层固结法:排水砂垫层主要是采用质量较好的中粗砂,要保证含沙量在3%以下,正常情况下不应使用粉、细砂。砂垫层要采用分层压实的方式进行施工,分层的厚度以及压实的次数要通过具体的试验进行确定。砂垫层厚度的确定:砂垫层厚度要保证能够使流水顺利排出,并且能够起到一定的承载作用。正常情况下砂垫层的厚度在30~50cm左右。
2.3.2粉喷桩加固处理法
第一应用此种加固方法之间要对施工现场的地质情况进行仔细研究,要研究的主要内容包括:工程地质报告、土工试验报告、室内的配比试验报告、粉喷桩设计桩位图、加固深度以及停灰面搞成测量资料、原地面高程数据表等等,通过对这些资料的研究来明确施工场地以及施工内容的实际情况。
第二在对上述内容充分了解之后就要进行施工场地的清理。例如对于施工场地低洼区域要回填粘性土,若是施工机械无法在施工场地运行,就要在场地上铺设砂土或者碎石垫层。
第三在正式施工之前要先进行试桩,以此来明确粉喷桩的具体施工参数,主要包括:钻进的速度、提升的速度、搅拌的速度、喷气的压力以及单位时间的喷粉量等等;第四施工时粉喷桩采用的水泥要满足设计的要求,并且要经过相关检验合格后才可以使用,不能使用那些受潮变质的加固料。
2.3.3预压以及堆载预压
若是在软土地基上进行路堤的修筑,如果工期不是非常紧张就可以采用预压以及堆载预压的方式进行施工。此种方法就是指在非常饱和的软粘土地基上施加载荷,从而慢慢的排出孔隙水,这样孔隙的体积就会慢慢的减少,从而使地基发生固结变形。另外,在超静水压力逐渐消散的同时,有效应力也会逐渐的提升,并且地基土强度也会逐渐提升。采用此种方法进行施工时,要注意几个方面:
第一要保证具有足够大的堆载面积,要确保顶面积大于建筑的底面积,并且底面积也要一定程度的加大。
第二对于载荷的加载速度要严格控制,正常情况下要保持在0.1m/d,从而防止由于堆载过高造成局部的破坏。
第三对于非常软的粘性地基来说,一定要认真的进行载荷大小、施工工艺的设计,防止对土的扰动以及破坏。在使用此种方式进行加固的过程中,一定要注意施工前后的观测。
结束语:
公路桥梁工程的施工是一项专业性、技术性较强的工作,在施工过程中受自然、社会环境的影响较大,软土地基是在工程施工中比较常见的一类情况,需要施工人员采取科学的施工技术和方法对地基进行处理,施工人员必须全面了解各类软土地基施工技术要点,并严格按照规范的流程进行,这样才能达到最佳的施工效果。
参考文献:
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论文作者:徐跃,刘贤彦
论文发表刊物:《防护工程》2017年第11期
论文发表时间:2017/9/20
标签:地基论文; 土地论文; 桥梁论文; 土层论文; 公路论文; 施工技术论文; 预压论文; 《防护工程》2017年第11期论文;