路桥施工中的软土地基施工技术论文_肖显威

路桥施工中的软土地基施工技术论文_肖显威

肖显威

中核华泰建设有限公司 湖北省武汉市 413000

摘要:近年来,随着城市现代化建设的转型,地区间贸易经济的快速发展,我国交通运输行业建设也在不断进步,路桥工程作为其中的关键环节,克服了工程施工中的种种质量问题,为城市道路交通网络的完善做出了卓越贡献,文章基于软土地基施工处理技术在路桥施工中的现状问题展开论述,从软土地基的特征影响入手,分析路桥施工中的现状问题以及软土地基施工基础在路桥施工中的具体应用,提出几点意见和建议,以供参考。

关键词:路桥施工;软土地基施工技术;应用措施;影响

软土地基在道路桥梁施工中作为常见的地基土层,以强度低,压缩量高,含有有机物质为特征的大范围分布的土层,由于软土地基的组成结构不稳定,经常会由于地下水位升高、持续性降雨以及地震等不可抗力,使得地基内部的填方物出现松动,影响地基的稳定性[1]。软土地基普遍具有土质疏松、土层内部细小颗粒物含量高,土层内部间隙大等情况,在开展路桥工程施工工作时,这些问题会影响到路面与桥桥梁最终的安全性与稳定,难以达到工程项目的刚度和强度标准。另一方面,如果不重视对软土地基情况的处理,很容易造成工程损毁,形成路面沉降,工程坍塌等问题,造成资源损失和人身事故。由于软土土层在我国南方沿海等城市分布广泛,数量庞大,所以公路路桥工程施工的整体质量必须从细节做起,考虑全面,系统规划,基于软土地基的处理和施工技术探讨,从地质问题、承载力问题、压缩性问题以及含水量问题具体论述,内容如下。

一、对于路桥施工中软土地基现实问题的分析

软土地基在路桥施工中的主要问题主要包括四个方面,从地质问题来看,常见的地质问题就是变形破坏;从承载力问题来看,软土由于土质松软、松散,强度较低,从而导致承载力不高,如果经受长期高强度而不采取措施,地基土层内部结构就会崩塌,土层间互相挤压破坏,出现工程质量问题;从压缩性问题来看,由于压缩性高,导致土地出现路面沉降的几率非常大,破坏地基结构的稳定性,出现大量的开裂、变形问题;从含水量问题来看,由于土层间的松散结构,软土地基的含水量较大,受排水固结的作用的影响,软土的渗透系数较低,导致土地沉降发生过程的时间较长。因为沉降速度与最终的变形程度有直接联系,如果沉降速度衰竭到一定程度后,差异沉降并不会再增加,所以对于减少工程项目的不均匀沉降,要考虑到软土的含水量问题[2]。

软土地基的处理问题要考虑到一些局限性和现实条件,在选择相应的处理技术时,一方面要考虑到软土的物理特性以及软土分布的高度,对于地基下的软土层来说,沉降幅度与软土层深度是正比例对应,软土层越浅,沉降幅度越小,所以破坏程度和危险性也较低,在处理时可以选用较为简单、成本较低的处理方法。

如果软土层的结构分布较为复杂,含沙量较多的话,需要使用竖直排水法实施处理;如果软土地基的基底有一定倾斜,软土层厚度分布不均,就会出现路面沉降不均匀,可能会导致滑移,存在安全隐患和危险性。对此要使用挤实砂桩法,或者使用石灰桩法实施处理[3]。另外,还要分析土地基基层厚度具体数值,结合地勘报告、E0值、地基承载力、土质情况、地下水情况,聘请专业人员和经验丰富的施工人员,拟定结构层组合,考虑到道路等级、设计轴载数,复合计算的结构层是否符合实际,明确软土地基基层的厚度。

二、软土地基对路桥施工的现实影响

软土地基对路桥工程施工有一定负面影响,从现实因素来分析,主要包括影响路桥稳定性、造成路面硬化以及路面沉降三个方面:

路桥工程的稳定性地基的稳定性有直接关系,软土地基以地质问题为主的一系列现实问题在实际施工中都会被无限放大,土层松散、内部间隙大、砂粒混合等特点形成的压缩量大、承载力弱的特征,如果不采取相关措施,项目在投入运行后出现严重的质量问题,严重降低工程的使用寿命。尤其是遇上连续性作业或恶劣天气时,软土地基的排水固结问题也是影响施工进度的主要原因,渗水性弱,径流渗透流失的速度缓慢,水分对地基的侵蚀会影响稳定性[4]。

路面硬化是由于软土地基在施工过程中与施工材料混合导致土地结构不稳定,降低使用效果形成的现实问题。以混凝土、沥青为主要路桥施工原材料为例,软土与其的相性度很差。因此,路面硬化问题在某种程度上是不能完全避免的,在铺设路面和材料混合中如何尽量避免相关问题,也需要相关策略优化处理。

路面沉降问题是路桥施工中的常见问题,而软土地基由于土地特性,引起路面沉降的影响因素和具体情况十分复杂。因此,在工程施工的过程中,遇到一些特殊情况会经常需要短暂停工,现场勘察,收集资料,分析问题,制定决策。从周围环境的地下水位是否有升高的趋势到软土地基土层的厚度及含沙量结构,从实际处理技术的应用到施工意外情况和风险问题的防范,都需要慎重考虑[5]。软土地基对路桥工程施工中的地基沉降问题,要考虑到沉降规律、速度及时长,根据实际状况进行综合考量,优化处理技术。

三、路桥工程施工现状及常见问题探讨

(一)责任问题

地基作为路桥工程施工的必要条件,从前期考察到后期的施工建设和完善,都必须要克服一系列的困难,保证地基的稳定性。路桥工程的地基层次问题是工程施工开展的重点环节,由于路基的多层次特点,在基层、垫层和面层的施工环节中都需要加强施工要素,重点优化处理技术。然而许多情况下,由于路桥工程项目的招标投在不同路段和建设过程的参与度,是采取分别招标的形式。因此,路桥工程的事故及安全问题的责任方判定是很难衡量的。所以许多施工方为了节省成本,节约工期,在施工过程中,缺少对责任范围外的软土地基路面的施工控制,为整体工程埋下安全隐患[6]。

(二)强度和质量问题

路桥工程施工建设中,要考虑到两大问题就是承载力与渗水力问题,两者都关系到路桥工程的强度和质量问题。假设工程建设中遭遇暴雨天气,受地表径流的影响,软土地基由于渗水能力较差,如果不采取相应的排水措施,会对地基产生不同程度的影响[7]。这样不仅会影响到公路桥梁的使用寿命,还影响到公路安全性和稳定的质量问题,如果不完善细节处理就投入使用,会对日常出行埋下隐患,严重甚至会出现道路桥梁坍塌,造成人员伤亡。

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四、软土地基处理技术在路桥施工中的应用

(一)表层处理技术

软土地基常规的表层处理技术主要包括四个方面,一是砂粒垫层技术,在软土地基中比较稀薄并且含水量丰富的土层中铺设0.5-1.2m厚度的砂粒垫层,加强排水作用,优化对软土的固结处理。机械化处理作业在地下排水层中的应用则需要考虑到机械设备的自重、碾压力度以及地基强度之间的关系,防止超过上限而出现大面积的土质结构性破坏。二是表层表层排水施工技术,由于软土地基渗水排水能力弱,为了应对路面积水、地表径流、强暴雨等情况,需要采取相应措施来减少水流对地基的侵蚀,在不影响施工的情况下最大程度降低软土地基中的含水率。三是改良土壤,使用添加剂,以粘性土为表层的额软土地基,可以通过混入水泥灰、生石灰等材料来优化混凝土材料的混合,增强路面强度。通过渗透到凹形黏性土中,以提高整个软土地基的强度和抗压性能。四是垫敷材料施工技术。由于软土地基内部的间隙较大,颠敷材料是优化内部土层结构的一个措施,有效缓解了土层不均匀的情况,能够避免道路和桥梁路面出现凹陷、空鼓的不平整情况[8]。基于此,施工人员需要在软土层的表面上铺设一个具有强大的拉力的化纤无纺布或者纤维性质的格栅,这样可以有效地减少整个工程中软土地基表面的不均匀性。此外,在软土层的表面通过使用化纤无纺布能够提升整个工程地基的承载力。

(二)强夯处理技术

强夯处理技术是提升土地承载力的一种基础处理技术,以重力机械设备从高空自由落体来打击软土地基的结构,让其破损的内部土层互相挤压,实现快速凝结,互相供力,提升有效承载力。一般是使用吨位10-15吨的重锤从高空抛下,利用巨大冲力来保证软土地基的密度增大,从实际操作情况来看,在软土表面在受到重物下落重力影响的时候,其所承受的压力也会不断增多,这个时候土壤的空隙会变小,伴随而来的是土壤的承受压力也会增强[9]。强夯技术可以在低成本的条件下提高软土地基的性能,可以广泛应用于道路桥梁施工中。这种方法在某种意义上有一定局限性,并且限制条件较多,而且还要考虑一旦全防护措施。

(三)加载法

加载法是通过降低软土地基的压缩量,完善软土地质问题,通过运用重型压路机实施反复压实软土,以把软土中的空隙与水分排除,改变土层上层结构,将软土地基的表面的质量提升至施工标准。在实际操作时,要确保在压土壤的过程中,对每一部分施工作业进行土质检验,确保压实工作的同时,保障施工质量安全。

(三)换填法

换填法是通过将一些必要路段的软土地基路面替换成承载力强、稳定性好的土质,来确保路面和桥梁施工的质量安全。换填法能够有效完善部分区域的地基构造,但是相比较其他方法,前期投入的施工成本、资源都较多,施工作业量也十分庞大,一般情况下要结合项目承包商及项目自身的重要性地位进行处理。

(四)挤密桩法

是利用冲击或者振捣的方法,将圆柱形钢制桩打入原地基,拔出后将石灰土、水泥、灰土等材料混入桩孔。将密桩与原地基复合成新的地基。挤密桩法是通过稳固软土地基,提升上层荷载来达到强化地基强度。挤密桩法的施工工作量较小,操作简单,工程造价较低。灰土、素土挤密桩法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土与杂填土地基,为5 m~20 m左右的处理深度。当地基土大于24%含水量、大于65%饱和度时,不能使用这方法[10]。

(五)涵洞处理技术

涵洞在具体施工过程中会考虑到桥梁桥台的位置,并且对于软土地基的含沙量与含水量有一定联系。为了提升涵洞处理的效果,一般要考虑对整体结构进行优化建构,开展基础扩展,施工人员一般要将旋喷桩、砂桩与粉喷桩等设施设置在路堤、桥台部位,以免在对软土地基进行加固时,路堤、桥台之间出现过度的沉降差。软土地基的处理难度还受现实因素的影响,尤其是桥梁项目,如果路堤过高,还需要假设桥梁。在涵洞、通道施工中,可适当扩大钢筋混凝土箱形结构,提高整个工程的施工强度,方便施工人员施工作业。在具体施工操作的时候,如果路堤较高,下部地基的沉降量较大、时间较长,就可以选择降低改造成桥梁的跨过方式进行施工。

结语:

路桥施工工程项目的软土地基处理技术十分重要,软土地基问题的处理决定着整体施工工程的投入、工期长短、质量安全以及工程后续的使用寿命期限。

因此,桥梁工程的施工必须按照当前区域的地质环境特点,采用相应的软土施工技术处理,以保障桥梁施工的地基稳固,从而延长桥梁工程的使用寿命。总而言之,对于软土地基处理技术的应用应当以软土地基的特征入手,分析软土地基对路桥施工的影响,结合路桥施工的现状问题,有针对性地采取相应的施工技术,将加载压实技术、表层排水技术、排水固结技术、挤密技术、涵洞处理技术等多种软土地基处理技术有效地应用于路桥工程,提升路桥工程的稳定性与安全性,从而为工程质量提供保障,推动我国道路桥梁建设行业以及交通运输行业的发展。

参考文献:

[1]王晓磊.钻孔灌注桩技术在路桥软土路基施工中的应用[J/OL].交通世界,2019(25):36-37[2019-10-30].

[2]张智杰.软土地基处理技术在公路工程施工中的应用[J/OL].交通世界,2019(27):66-67[2019-10-30].

[3]徐维林.软土地基施工技术在桥梁施工中的应用[J/OL].交通世界,2019(27):94-95[2019-10-30].

[4]尹东鸣.浅析路桥施工中预应力技术的应用[J].建材与装饰,2019(29):239-240.

[5]彭玲,袁雪花.路桥工程建设中路基路面施工技术要点[J].人民交通,2019(10):73.

[6]钟超文.试论软土地基处理技术在市政路桥工程施工中应用[J].低碳世界,2019,9(09):303-304.

[7]聂刚.路桥施工中软土路基施工技术要点分析[J].山东农业工程学院学报,2019,36(07):43-46.

[8]杨君华.公路路基施工中软土地基处理技术研究[J].四川水泥,2019(07):102.

[9]王彬.路桥工程施工中的软土地基处理技术解析[J].科技风,2019(17):126. 路桥施工中的软土地基施工技术

[10]马丽霞.道路桥梁施工中的软土地基处理分析[J].工程建设与设计,2019(08):107-108.

论文作者:肖显威

论文发表刊物:《建筑细部》2019年第12期

论文发表时间:2019/11/15

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