摘要:随着我国经济的发展,路桥的建设越来越多。地基施工是市政桥梁工程施工建设的关键环节,在这些路桥施工中最常见的地基是软土地基,这种地基最明显的缺点就是无法满足路桥的压力,当建成后的路桥正常运行时很容易出现承载压力过重而使地基发生陷落。为了让我国市政桥梁在软土地基的施工技术方面水平得到进一步的提高,在软土地基的实施中我们应该应用市政桥梁在施工方面的先进技术。本文主要对市政桥梁施工中软土地基施工技术进行分析探讨。
关键词:市政桥梁;软土地基;施工技术
一、软土地基的特征及危害
软土是一类地下水含量高、孔隙度大的淤泥质土壤,它的最大特点就是压缩性高,抗剪切能力差,滨海城市、沙漠地区都是这类土质的富集地带。包括陕西在内的西北部地区,软土发育,滑坡、泥石流等地质灾害频发,在工程建设中极易引发地面沉降,严重破坏了地基的稳定性和建筑物的安全性。市政桥梁是连接城市市政的枢纽,它的建设通常离不开软土地基,近些年,除了人为地抽汲地下水造成水土流失,影响了软土土质,造成软土地基稳定性下降之外,软土本身存在的缺陷也对桥梁工程产生了诸多危害,其中,软土的压实固结、地基硬化和地面沉降是最为主要的几方面。
地基的稳定性除了依靠土质的强度和凝固程度之外,很大程度上受到压实程度的影响。当软土在一个地区高度富集难以移除时,不得已采用软土地基,但由于其内部孔隙多,渗透性能差,在压实过程中局部收缩程度参差不齐,很容易造成各部位平整度的差异,影响地基和建筑物的整体稳定性。一旦遇到雨水天气,降水渗入软土地基内部,对软土的侵蚀会破坏其结构的完整性,降低承重能力。
由于自身特征的局限,软土地基在坚固性和抗压性方面都十分不稳定,加上市政桥梁工程采用的混凝土和沥青材料也存在稳定性不足的问题,使得在施工过程中,易出现路面硬化现象,影响施工和路面质量。
地面沉降是软土地基存在的最大问题,软土的不断被压缩会使得软土地基厚度变薄,而长期受到地下水的浸泡,软土除了会受到侵蚀之外,还会造成严重的水土流失,尤其对于陕西、甘肃等西部城市而言,这一现象更为严重。这就进一步加剧了软土地基变薄的趋势。地下水流的差异和侵蚀、冲刷程度的不同,使得这种变化存在区块间的差异,最终导致地面的不均匀沉降。
二、市政桥梁施工中软土地基施工技术
2.1 加载填土施工技术
促使软土沉降,提升地基强度的最有效的方法就是加载填土施工技术,从而防止在填土上方或者是紧邻的填土路段发生沉降。在促使地基沉降固结的办法是在地基上方施加压力,降低填充物间的缝隙。除此之外,可以在地基表层铺设一层细砂再覆盖一层不透气的水膜。因此产生真空层来促进地面的沉降。在加载填土技术施工时,要保证地基具有良好的稳定性。先进行填土工作再进行加载工作,填土工作是用水泥土、粗砂、沙壤土等一些透水性好的且承载力较大的土体进行淤泥层的添加。在填土时要避免出现欠挖和超挖等状况。只有让加载填土中保证地基具有很好的承载能力,才能提高软体地基的强度与硬度。
2.2 堆载预压方法
堆载预压是利用填土、砂石料或者其它重物对地基施加预压荷载,使孔隙水得以排出,达到土体结构固结的目的。加固后软土地基承载力的大小主要取决于其上部堆积载荷值的大小。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆堆载预压的原理与真空预压不间,真空预压可一次将荷载加到最大值,而不使土体产生剪应力增量,即不必考虑地基产生的剪切破坏。堆载预压方法必须要考虑加荷速率对土体结构产生的影响。通常情况下采用分级方式施加荷载,同时每隔一定周期(一天左右)要进行桩体竖向变形、边桩位移、孔隙水压力等数值的观测,在此要求竖向变形不超过10mm/ 天,边桩位移不应超过 4m/ 天。预压方法主要用于淤泥质土、淤泥和冲填土等饱和的粘性土地基。对于透水性比较好的薄砂层粘性土可以不再设置纵向的排水通道,这样也可以取得良好的固结效果。而对于透水性差的粘性土,为了缩短预压排水固结周期,通常还要设置纵向排水结构物,例如排水纸板、砂井等等。
2.3 灌浆法
灌浆法是运用液压、气压或者电动化学的原理,把具有充填性、胶结性等特点的材料注入到各种介质之间的裂缝和孔隙之中,实现其强度和密实度的增加。灌浆法的主要目的是加固结构的同时实现防渗。在工程建设过程中,除了需要提高灌浆对象的模量和强度之外,还需要达到恢复构筑物的整体稳定、降低渗透性、截断水流等诸多方面的目的。过去该方法主要用于改善强渗透地层,近些年来,针对软土中的灌浆法进行了一些试验,并取得了良好的工程效果。
2.4 化学药剂方法
化学药剂施工方法是把化学药剂或水泥乳浆等液体注入土中,使其形成固结土,从而降低地基的透水性并有效增加地基的强度。类似于冻结施工法,化学药剂施工法主要用于阻止水体渗透和稳定开挖面。注入方法通常包括单管筛网方式、单管钻杆方式、多层管双相方式、套管单相方式、套管双套筒方式等等。药剂仅仅限于水玻璃系的药剂与酸性材料硅胶合用,使固结物呈中性,该方法近年来得到了较好的应用。此外,研究人员还研制出了无公害和更具经济性的二氧化碳气体,以及利用水玻璃的气液反应砂浆等化学药剂,与此同时采用电渗析注入药剂方法的研究也有一定进展。对于注入化学药剂法施工而言,今后可通过改善压力注入施工技术,实现水泥系材料的渗透注入效果。因此,注入化学药剂施工法可作为永久的软土地基加固措施而得以广泛应用。
2.5 关于高压旋喷桩
该处理方式是通过钻机进土壤注浆管后利用高压喷射灌浆的作业方式,以形成喷射流,从而破坏土壤,并在原位通过离子交换软土和附聚物的反应,构成桩体的相对高强度,可以增强地基承载力,减少发生变形的现象的概率,有效抑制地面沉降。对于高压喷射而言,主要有三种形式,即旋喷、定喷和摆喷。实际施工过程中,采用单管法喷射高压水泥浆液;采用双管法喷射高压水泥浆液、压缩主要有两种:一种是在桩底脱挡30 s,另一种是提钻2 挡。其次,钻孔作业。在钻机就位之后,对机台水平度进行测量,在进行钻孔时,要经常对钻杆垂直状况进行测量,达到设计要求的位置后停止钻进,注意同时完成插管以及钻孔工作。再次,旋喷。在旋喷管达到设计深度后开始对浆液进行搅拌,按照从下向上的顺序进行旋喷。对旋转速度以及提升速度进行严格控制,旋转速度要保证在20~25 转/min 之间,提升速度要保证在20~25 cm/min 之间,结合冒浆具体状况对其进行调整。对旋喷管进行快速拆卸,搭接长度要在20 cm 以上。相关人员要对浆液初凝时间以及注浆流量风量等进行检查。最后,对机具进行冲洗。在完成喷射工作后对机具进行冲洗,在管中和机具中不能有水泥浆,主要是利用水进行喷射,从而将浆液都排除掉。
结束语:
在市政桥梁施工过程中,常常会遇到软土地基的问题,这也是市政桥梁施工中较为重要的问题,相关部门和施工人员对其提高重视力度,并且在不断实践的过程中进行科学的分析和研究,制定出科学可行的软土地基施工处理技术,以此提升市政桥梁施工的整体质量。
参考文献:
[1] 梁晓东. 浅谈市政桥梁施工中软土地基施工技术[J]. 四川水泥,2015(2):
[2] 夏天云,张兴. 市政桥梁施工中软土地基施工技术的论述[J]. 江西建材,2015(13)
论文作者:范永军,叶吉松
论文发表刊物:《防护工程》2019年第6期
论文发表时间:2019/6/21
标签:地基论文; 土地论文; 预压论文; 市政论文; 桥梁论文; 药剂论文; 施工技术论文; 《防护工程》2019年第6期论文;