摘要:主要对公路桥梁工程中软土地基操作工艺进行分析,分别从公路桥梁软土地基的特性、软土地基工程现状、软土地基的技术等这三个内容进行分析,希望在经过相关的分析后,能够给我国公路桥梁工程施工提供一些参考,对于我国公路桥梁技术有一定的提升作用。
关键词:公路桥梁;软土地基;施工技术
引言
随着国家对交通基础设施建设的力度不断加大,再加上公路路线规划时,应尽量不占用耕地,故而近年来,修建桥梁的整体数量,正逐年增多。在我国南方区域,桥梁施工过程中,常遇到软土地基,地基是决定桥梁稳定性的前提,而地基又具有多方面的特性,故而在桥梁施工前期,需实地对施工区域进行地质勘察,同时提取各层次的土质进行实验检测,分析其成分,以便于在桥梁施工过程中,选择及制定合适的施工工艺和方案,完善软土地基处理,使之达到施工所具备的条件,从而保障桥梁施工过程及后期使用的稳定性。
1 软土地基的特性
1.1抗剪能力低
软土抗剪能力比较低,从而影响到施工路基的排水能力,导致工程项目质量整体受到影响。因此,在公路桥梁施工过程中,需要采用有效手段提高软土地基的抗剪能力,从而排除工程隐患。
1.2可压缩性强
一般而言,作为半流体的软土层,其可压缩性要高于普通土层,从而导致这一土层的排水效能减弱,同时还容易造成地基的不稳定。如果其未被完全压缩,而存在着某些未紧实的土层,将会增加施工难度,从而延长施工周期,甚至严重影响桥梁的整体稳定性,给实际使用带来巨大的安全隐患。
1.3可渗透性弱
可渗透性弱是软土地基与其他地基相比的又一巨大差别。以黏土为例进行对比说明,软土地基的可渗透性弱,其渗透系数远低于黏土,因此软土的凝固速度与黏土大不一样,一旦这两种土质混合在一起,不同的凝固速度,再加上负载其上的桥梁重量影响,很容易造成安全隐患。而且由于存在不同的渗透性,排水效能弱,水分不能及时被排出,如果在水含量较大时进行施工,则必然会造成工程稳定性下降,投入使用之后会出现较大的沉降量,容易诱发严重的安全事故。
2 软土地基施工技术
2.1深层搅拌技术和加载法
深层搅拌法为采取现代化搅拌机设备,对于固化剂和软土路基内部软土成分展开深层搅拌,使得固化剂于软土路基内获得充分融入,构建起较强硬度、稳定性的硬结,实现软土路基承载功能的大大增强。同时,采取渗层搅拌方法相对便捷,仅具有固化剂以及搅拌机便可,所以无需投入较多劳动力,因而当前已经广泛的将其应用在公路工程施工环节。在此期间,引起注意的问题为,深层搅拌期间搅拌机应该充分确保具有足够的时间以及合理分量的固化剂;加载法举措可以对于已完成填土路面产生沉降问题进行防控,同时将软土路基自身强度、有关抗压性能进行增强。通常,采取加载法,多数都要实施填土加减法,或者采取降低地下水举措。通过填土法,做到将地基内部总体压力有效的提升。降低地下水,在砂层的中间部分地基可适用。由于此方法会相对影响到周围环境,所以仅对于施工区域及时打入相应钢板对整体施工实施良好维护。此外,进行填土法方法,主要就是达到对路面铺完后可能产生的沉降现象进行防控,所以施工期间需要全面的认真监测,切实的把握沉降量在稳定可控范围内,最终避免产生破坏地基状况,如图1 所示。
图1 软土路基水泥搅拌桩施工处理
2.2换填土法
如果地基的稳定性、承载力无法达到特定标准和要求,那么会影响整个道路桥梁的施工和进展,可以利用特定的方法对其实施有效的改善,此即换填土法,该法也是所有软弱地基处理方法中最为简单和常见的,主要特点是以较低的成本实现较好的效果,并且简单易行。具体实施如下:倘若软弱地基只有较薄的土层,那么可以选择开挖局部,甚至全部范围内的基坑,之后利用高温粉煤灰、砂石、炉渣等具有较大强度的材料回填所挖基坑,完成基坑的回填后利用夯压机实施强夯处理,从而使软拖地基的密实性、承载力得到有效的改善和提升,从而使地基沉降量尽可能降低。在改善地基后,要使地基的设计、质量均满足特定的标准和要求,使竣工道路桥梁工程的运行安全性、结构稳定性得到不断的改进和提升。该方法是有效利用应力分布规律使垫层所能承受的应力得到显著增大,而目前所采用的换填土法主要适用于淤泥土、暗沟、浅表层等类型的处理。之后按照施工标准对换填地基的厚度、材料、面积予以确定,之后挖除原基地中的土层,在地基挖至一定的深度后填入预置的高密度、大强度的换填材料,之后再对材料实施分层压实,只有这样才能使软弱地基得到改变,满足结构、承载力的标准和要求,从而建设和实施道路桥梁工程。
2.3袋装砂井法
袋装砂井法处理软土地基基础的原理是排水固结,如图 2 所示,即在原有地基基础中开挖一条竖向排水通道,在软土地基基础之上增加荷载作用力,使饱和水分自土层空隙中流出,并经过排水通道排出土层。待水分被排除后,土层空隙体积会有所下降,进而使地基基础产生固结以及变形反应,并在超静水压作用下空隙逐渐消失,通过提高土层有效应力水平以及强度的方式达到加固软土地基基础的目的。
图2 袋装砂井法原理示意图
2.4 敷垫施工技术
主要针对质地为较软黏土、地层存在不均一沉降特点的软质土层。敷料具有高抗压和抗剪性能,从而保证填土的荷载性和机械操作性,对于不均一的沉降和侧向变形具有良好的改善作用,从而有效增加地基的支撑能力。敷料一般采用玻璃纤维格栅作为加筋材料,与土地间增大摩擦力,通常表面进行沥青浸渍,故使用起来能够有效锁定土石料固定在栅格内不进行侧向变形。
2.5安设桩基技术
当前,公路桥梁施工技术中,普遍使用桩基法,但其还存在一些不足。例如,软土地基中设置灌注桩,其本身的稳定性较差;施工现场有很多的泥浆污染,因而使得桩基底部沉渣较多。因此,为了进一步强化桩基,提高公路桥梁质量,应将灌注桩打入偏硬土层内部,然后再安装。通常而言,常见的灌注桩包括水泥灌注桩、木质灌注桩和钢筋混凝土结构灌注桩,而这几种桩体都很容易出现形变,因此针对软土地基,需要选择特定规格的预制桩,增强承载力,同时还可以提高施工效率。此外,还可以在灌注桩中应用挤密法,即利用桩孔形成过程中侧向的挤压作用来挤密桩间土,然后再运用灰土或素土夯实。
结束语
桥梁施工过程中,有关软土地基的处理结果以及整个工程的工艺水准是整个施工过程的主要组成部分,其对桥梁最终的质量和使用年限等方面起着决定性的作用。由此,在施工时一定要注意软土的某些特征,提前进行相关的施工环境观测,采用合理的施工工艺,综合各方实验检测资料,增强软土地基的稳固性,最终确保桥梁的工程质量。
参考文献:
[1] 王咏梅,王志谦.软土地基施工技术在公路桥梁施工中应用[J].黑龙江交通科技,2015,01:72-73.
论文作者:钱富斌
论文发表刊物:《基层建设》2018年第9期
论文发表时间:2018/6/4
标签:地基论文; 桥梁论文; 土层论文; 土地论文; 公路论文; 固化剂论文; 土法论文; 《基层建设》2018年第9期论文;