摘要:在公路桥梁隧道的施工中,经常会遇到软土地基的问题,对施工造成很大的挑战。所以,要保证公路桥梁隧道的施工质量,就需要处理好其中的软土问题。基于此,本文从软土地基的特征入手,主要对软土地基对公路桥梁隧道的影响进行分析,并提出相关对策,以供参考。
关键词:公路桥梁隧道;软土地基;问题;对策
公路施工中受环境的影响较大,主要影响因素包括:天气、水文、地质等,其中地质因素对公路桥梁隧道施工的影响最大,直接关系到公路桥梁隧道的施工和使用安全。我国地质构造十分复杂,不可预计的突发情况较多,且随着我国经济的不断发展,对公路建设的质量要求也越来越高,加之土地资源日益紧张且我国的土质主要以低黏性土质为主,使得软土地基成为公路桥梁隧道施工建设中亟待解决的重要问题之一。
1、软地基含义及形成原因
软土路基顾名思义,就是指在一些公路工程建设中,遇到特殊性的土,其土质特点比较松软、压缩性比较强,如果这样的土地基不能得到有效处理,很容易出现路基失稳或沉陷现象,导致车辆在公路上正常行驶时发生事故。也就是说,软土土层内部结构稳定性较差,如果受到上层路面施工,其承受性能比较低,软土地基土层的形成原因主要是由于海水、河流、湖泊等对土层的长期侵蚀。
2、软土地基工程特性
2.1含水量高、空隙比大
软土地基含水量较高,通常都在40%左右,最高能达到80%,而且空隙比也较大,在这种情况下,软土地基中含水量越大,则土的抗剪强度则会越小,压缩性则会越大。
2.2压缩能力强
在正常情况下,软土地基的液限和压缩系数之间是正相关关系。随着液限的增大,压缩系数也随之增大,最大可增加至1.1MPa。但是应当注意到的是,由于我国土壤情况复杂,各个公路桥梁施工项目所在处地软土中黏土的固化程度不一样,不能片面地认为它们的压缩能力不同,施工方应当给予不同固化程度的黏土同样的重视,以避免公路桥梁施工中不必要的麻烦。
2.3渗透能力差
由于黏土中含有沙土,使得黏土固化成块的速度快于软土的固化速度,主要原因是软土本身就是渗透能力极差的黏土。理想的情况下,即使外界给予非常巨大的压力,依然不能有效地提高软土中的土壤固化成块的速度;如果情况不理想,例如软土中的有机物数量比较多,就会导致排水通道被有机物产生功能的气泡阻塞,使软土的渗透能力进一步下降。
、软土地基对公路桥梁隧道的影响
3.1软土地基造成路面侵蚀。
地基建设是公路桥梁隧道施工中,必须要做好的工程内容之一,公路桥梁隧道施工,用到的材料基本上都是碎石和混凝土组成,这两种材料的抗雨水侵蚀性能都比较差,路面侵蚀现象经常出现,直接影响了材料实际紧密度的大小。在雨水比较旺盛的季节,路面会很明显地出现大面积破损的情况,其路面破坏方式主要是结构松散和材料脱落,长时间这样,公路的整体安全性会大大降低。
3.2路面硬化
软土地基的坚固性与稳定性较差,因而在施工的过程当中容易形成路面硬化现象。公路桥梁隧道施工主要使用的为混凝土与沥青材料,这些材料本身的稳定性不强,容易出现内部开裂与硬化。并且路面的硬化同公路桥梁隧道施工的材料比也有着直接的联系。
3.3软土地基造成路面沉降
公路桥梁隧道施工中,软土层公路主要出现的缺陷就是路面沉降,这是在公路桥梁隧道施工建设中经常遇见的问题。软土地基路面下降原因,基本上都是路桥软土层在受到地下水冲刷后,导致地基出现水土流失的情况。另外,部分公路桥梁隧道施工人员,没有扎实的技术,也导致公路路面出现沉降。而路面沉降对于路面整体稳定性和使用安全性有着密切性的关系,使路面行车存在安全隐患,严重情况下可能导致路面的整体断裂。
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4、公路桥梁隧道软土地基处理对策
4.1超前预支护
4.1.1管棚法
这种方法的主要内容就是把钢管放入到之前钻好的空洞中,以隧道轮廓的方式布置在外排形成一个钢管棚架,之后对钢管进行注浆,让钢架构成有个预支护系统,支撑岩石周围传来的压力。这项措施经常使用在地质松软并且不完整的地层上,具有很明显的效果,由于其支护强力大的特点,不仅能保证土体的横向拱作用和纵向梁作用,还能保证周岩的稳定性。
4.1.2超前小导管法
沿桥梁隧道纵向在拱上部开挖轮廓线外相应范围内向前上方或沿着隧道横向在拱脚附近向下方倾斜一定角度的密排注浆花管道,注浆花管的外露端的钢支撑可有可无,其作用类似于管棚,也能起到注浆防水的作用。
4.1.3超前锚杆法
此法又称为斜锚杆法.通常用于浅埋松散的破碎地层.是沿着隧道纵平面方向在拱上部开挖轮廓线外相应距离之内向前上方或沿隧道水平方向在拱脚附近向下方倾斜一定外插角的密排砂浆锚杆。在洞口施工中起着插板、提高稳定系数的作用。
4.1.4掌子面喷射混凝土封闭法
此法通常用于隧道洞口岩石稳定性较差或岩层含水量较多的情况,可通过喷射混凝土使掌子面暂时密封,防止岩体因为过度风化而造成的坍塌。此外.还可以在掌子面形成一层较薄的暂时性的支护层,保证掌子面的稳定性。另一方面,在混凝土喷射之前,可以通过封闭掌子面作止浆墙,保证浆液深入岩缝的深度,从而使浆液充分与岩石体融合,以提高灌注成效。
4.2超前预加固。
超前预加固包含以下两个方面:①地表注浆。此法通常在地质先天条件较差的地区使用,如砂性土质、孔隙较大的土质等,一般不适用于粘土土质中,且浆液的选择应该与周围岩石的性质相适应。通过地表注浆可以增强围岩的稳固性。将带孔的钢管安置于围岩中,再向密排花管中注入浆液,使浆液与岩层紧密结合,可增强围岩的承压能力。②洞内钻孔注浆。洞内钻孔注浆是利用配套的注浆机具设备将具有填充和凝胶性能的浆液材料压入需要加固的地层中,经过凝胶硬化作用后充填和堵塞地层中的缝隙,以减小注浆区地层渗水系数及隧道开挖时的渗漏水量,并能固结软弱和松散岩体,使围岩强度和自稳能力得到提高。
4.3强夯法。
处理软土地基除了排水固结法之外,还有一种方法比较有效,那就是强夯法[5]。和排水固结法比较起来,强夯法更加直接,而且消耗的时间也很短,强夯法比较适合工期较短的公路工程。不过,强夯法也不是万能的,并不能处理所有的软土地基,具有一定的局限性。总的来说,选择什么样的方法来处理软土地基,需要依据工程的要求以及施工目标,同时,还要考虑到工程所在地质的具体情况,对各种因素进行综合,经过比较以及分析,选出一个最行之有效的办法,这样不但可以保证效果,还可以确保公路工程的质量,妥善的处理软土地基。
4.4软土地基挤密压实法。
挤密压实法是软土地基处理中较为常见的一种地基加固方法,其主要是通过增大土层的密实度来提升土地的承载能力,从而达到地基加固的效果。后者则主要是利用重力作用,缩小土层之间的缝隙空间,使土体更加密实,提升土地的承载能力。当然,在实际的工程中,还应该根据实际情况做好其他措施,必要时还要采取一定的排水作业措施。
结束语:公路桥梁隧道施工的质量直接影响到公路铺设的整体质量,实际的施工过程中要事先进行软地基的勘察,以便于分析使用何种加固和处理方法。加固处理中应注意各种实际处理方法的施工成本、处理效果、施工安全影响因素,实现软地基处理的效果性和经济性的统一。
参考文献:
[1]仝刚.公路桥梁隧道软土地基处理对策[J].交通运输研究,2014,42(1):112-114.
[2]梁建勇,宋淑琴.公路桥梁隧道软土地基处理对策[J].城市建设理论研究:电子版,2014(32).
[3]陈武.公路桥梁隧道软土地基处理对策[J].商品与质量•建筑与发展,2015.
[4]彭秒.公路桥梁隧道软土地基处理对策[J].商品与质量,2015(41).
论文作者:昝博文
论文发表刊物:《基层建设》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/16
标签:隧道论文; 土地论文; 公路论文; 桥梁论文; 路面论文; 土层论文; 浆液论文; 《基层建设》2018年第2期论文;