公路桥梁中软土地基施工技术要点探究

公路桥梁中软土地基施工技术要点探究

摘要:我国社会经济发展增速,人们的生活水平获得了较大提高,小型车辆和大型运输车辆的拥有量在逐步增加,为了满足各类型车辆的出行,人们对公路的实际需求量越来越大,国家对公路桥梁的建设项目加大了投入。随着工程技术的发展,公路桥梁的建设水平越来越高,工程建设的项目更加复杂,尤其是立交桥以及高架桥等各类型桥梁的出现,代表对于软土地基方面的处理的技术指标要求变得更高。对于部分土质硬度都比较低,沙粒相互之间的间隙大、透水性低,对工程质量的影响较大,软土地基处理得当,会让工程更加安全。基于此,文章主要讨论了公路桥梁施工中软土地基的施工技术要点。

关键词:公路桥梁;软土地基;施工技术

软土地基的施工是公路桥梁施工不可缺少的一个组成部分,提高软土地基的施工水平是目前相关部门必须要重点考虑的问题。根据该工程的实际情况,完成对软土地基的施工设计,工作人员需要尽量减少施工成本,软土地基的施工技术其中所包含的内容比较多,须综合进行统筹思考,提升设计的合理性,提升工程的质量。

1软土地基的基本特点

1.1高含水量和高孔隙率。软土的天然含水率大概在60%左右,比较特殊的软土甚至会超过100%,自然含水量会随着液体限制的增大而不断增大,所以自然含水量、自然空隙比是在同一条直线上的,软土地基的压缩性和抗剪性特点极为显著[1]。

1.2压缩性高。正常固结软土层最大甚至可以达到4.5左右,而压缩的指数大概在0.75左右,与天然的含水量之间的关系比较固定。欠固结的状态荷重的作用下可能会产生比较大的沉降。超固结的状态图,应力没有超过固结压力时,地基的沉降比较少,固结压力、超固结比是一种能够表示土层固结状态最为重要的参数之一,会直接影响到土的强度变化。

1.3渗透性弱。由于土壤的渗透系数比较小,含水量比较高,饱和的状态较高,载荷在初始的阶段一般情况下会有比较高的孔隙压力,对地基强度的影响是比较大的。

1.4抗剪能力低。软土地基抗剪能力相对较差,对道路桥梁排水的能力有可能会降低,对整个工程的质量也会产生一定的影响,甚至会导致比较严重的质量安全问题。

2公路桥梁工程施工的现状

2.1地基塌陷概率较大。在公路桥梁施工的过程中,桥梁工程施工段经常会出现软体地基,优化软体地基的施工技术是非常重要的,做好桥梁下部软基处理可以提升整个工程质量保障,为了避免施工问题的产生,须全面提升施工的技术质量[2]。

2.2渗水性比较差。在公路桥梁施工的过程中,由于软土层含水量相对是比较高的,使得混凝土在加固时,混凝土的凝结效率比较迟缓,让公路地基的稳定性难以获得保障。如果软土地基的水分难以顺利地排除,易造成地基塌陷,可能引起工期履约风险的发生。

2.3含水量比较高。软土地基由黏土、淤泥、泥炭以及粉土所构建而成,软土地基的自身具有一些蠕动性,在进行施工过程中,需要尽量避免给桥梁工程造成不良影响。含水量高会导致公路桥梁工程的地基产生不均匀沉降,一旦产生了不均匀沉降,会引发一系列的技术质量问题,给公路桥梁的施工工作带来较大的困难,造成施工质量存在较大的不确定性,给后续处理带来难题。在施工中发现的部分软土地基中的含水量是一定的,在开展施工工作之前,应采取比较合理的措施,降低地基的含水量,使地基更加平稳,保障工程整体的质量,考虑施工成本经济性。

3公路桥梁施工中软土地基施工技术

3.1注浆法。目前经常使用的注浆法是一种高压喷射型的注浆,将喷射流的压力提高到一定程度后,再使用土提喷机破坏土体原本的状态,喷射的浆液和土壤之间交换或传播交换。为了达到工程建设过程中的设计要求及规范标准,在进行旋转喷射时可以根据设计要求结合现场实际情况,对旋转的速度进行调整,应调整打桩机上台的速度,控制好增减喷射的力度。按照具体的需求调整整个喷射嘴的直径大小,可以比较有效地优化控制喷射的具体流量,通过使用固件,使其成为设计要求的形状。对操作者技术要求比较严格,操作者在使用时,须掌握熟练的操作技术,应具备一定的施工经验,按照相应的规则和技术进行[3]。

3.2搅拌法。搅拌法在施工的过程中使用的次数较多,主要是由于深层的搅拌更加适合于处理一些淤泥地质以及函数量比较高的黏土地质等,通过试验验证后,再使用在特殊的土壤上。比如布满了泥炭、土壤等以及具有侵蚀性的地下水土壤等。在冬季时,混凝土可能由于温度影响,产生凝固和上冻,须充分考虑温度对土壤有可能会造成的影响。搅拌法是使用搅拌机,把凝固剂、黏土土壤相互通过科学的手段充分混合,达到规范参数要求的地基硬度。在施工时,目前经常使用的凝固剂,包括硅酸水泥、矿渣水泥两种,可以提升软黏土整体性、水稳性。可以按照建设需求,把黏土加固成为圆柱状或者方块状等不同的样式[4]。

3.3排水法。排水法是在目前的技术当中解决沉降问题最有效的办法之一,通过使用这种办法,能够缩短工程的预压期。一般情况下,工程建设使用的是竖向排水法,应用的原理在可以承受的范围之内,通过对竖直方向进行布置水井,排除土壤中一些小孔中的水分,孔隙比有所减少,地基可能会产生固结变形,地基土会逐渐的增长[5]。其硬度可以消除嵌固结的软土地基中桩的负摩擦力,在解决竣工后地基不均匀沉降问题,须考虑软土地基的具体土质,这种方法更适合于使用在饱和软黏土上,不适合于使用在渗透性比较差的土质。

3.4填充法。填充法主要是在软土地基中填充别的物质,提升地基的强度,在施工中一般情况下都会填充土工聚合物,这种物质主要指通过人为加工的方式制作材料,把聚合物当作基础材料,使用在建筑物中或者建筑物外表面,可以有效地加固工程建筑的土层,充分发挥土体受到压力的保护性作用,土工聚合物的重量相对较轻,可以按照施工的需求,做成面积比较大的形状,方便施工[6]。由于抗紫外线的能力相对较弱,长期暴露在外面易产生老化,填充软土地基的内部可以延缓减慢老化速度。

3.5换置法。换置法是一种相对较为传统、使用比较多的处理地基的方法,如果软土地基的载重能力相对较小或者易产生变形,难以满足施工的实际需求,软土地基的深度不大。在挖出一定范围后,可采用强度较高、质地较坚硬、性能稳定、具有抗侵蚀性的材料分层对其进行填充,填充的土层为垫层,垫层的厚度应比肌理层25%更大,应具备一定的宽度,防止垫层的材料,在填充的过程中被挤出侧面,应准确计算垫层和原本土层的承载能力[7]。

3.6强夯法。强夯法的使用主要是重锤举到高处,使其自由落下,以此夯击地基,降低压缩性及提高地基的强度的方法。碎石土等地基适用于强夯法处理,强夯地基处理能降低地基压缩性、提高地基的强度、可以充分改善抗振动液化的能力,消除土壤当中的湿陷性,强夯法对淤泥等饱和度较高的黏性土,并不适用,处理效果较差[8]。为了让处理效果更优,按照软土的物理力学性质,综合加固方法是比较合理的,但施工方式费用较高,不能应用于路基大面积,可应用于桥梁地基施工。

3.7自然沉降法。自然沉降法在应用的过程中主要指依靠软土地及其自身的沉降,在开始动工前,应尽量计算软土地基实际的承载能力,再使用大于这个承载能力的软土完成填充任务,促使地基可以提前完成自身的沉降,使这地基的硬度有所增加,这是一种相对最经济的方法。时间比较漫长,如工期时间比较宽松,采用本方法最节约施工成本,采用此施工方法须充分考虑自然环境及周围环境的因素。考虑土质本身对地基的沉降有可能造成的影响,可能会造成比较严重的延缓工期或是增加经济消耗,采取此方法施工的项目不多,多数会采用一些相对较先进的施工技术作为软基处理的施工方法。

4结语

综上所述,在完成公路桥梁工程施工的过程中,可能会遇到一些软土地基,须进行妥善处理。为了尽量保障在软土地基施工处理方面,给公路桥梁的施工工程打下更加坚实良好的基础,须指派专业的技术人员对软土地基的施工处理要点以及处理技术进行学习和施工经验总结,使其可以在后续的类似项目施工过程中使用更加有效的手段。完善软土地基的施工工作,结合其他各项施工技术,以提升软土地基处理方法的有效性,使地基的承载能力、稳定性获得提升,促使我国的道路建设工程能够获得更好发展。

作者:张文强 单位:中国水利水电第三工程局有限公司