桥梁工程软土地基施工技术研究汤柯平

发表时间:2020/6/8   来源:《建筑实践》2020年第4期   作者:汤柯平
[导读] 软土地基在桥梁施工属于重要组成部分
        摘要:软土地基在桥梁施工属于重要组成部分,软土地基施工质量决定着桥梁施工质量。为提高我国建设桥梁施工质量,需要加强软土地基施工技术。
        关键词:桥梁工程;软土地基;施工技术
        一、桥梁工程软土地基特征分析
        1、地基含水率较高
        桥梁工程软土地基最大的特点就是含水率较高,在未经处理的软土层中通常会存在35%~75%的含水率,其与软土地基的含水率差别无几。有的软土地基在施工中泥土与水分混合成流体状态,其不仅增加了软土地基的施工难度,还加大了工程的施工量。所以为了强化工程的稳固性就要做好地基排水工作,促使地基的含水率降低到规定的标准。
        2、地基松软不坚固
        桥梁工程软土地基中的土壤通常较为松软,其土壤呈现蓬松的状态,难以坚固的凝结在一起,软土地基的可压缩系数为0.5MPa~1.0MPa,这样的软土地基很容易出现不均匀沉降问题,地基土层排水固结较为缓慢。如果软土地基的土层中存在软粘土结构,就会因为其中的未完全固结土而导致低级的稳定性、坚固性较差。
        3、地基渗透性较小
        桥梁工程的软土地基固结效率较为缓慢,其甚至都无法与薄砂层的粘土固结率高,其主要原因是受渗透系数的影响。通常均质粘土的渗透系数为0.00000001cm/s~0.0000001cm/s,如果其受到外界荷载压力的作用下,就会呈现出较低的强度、固结速率,而且对于这种软土地基的施工难度非常大;如果土层中有机质含量较大,还会产生气泡引发排水道堵塞。
        4、地基抗剪度较低
        软土地基的抗剪度较低,其主要原因是受到排水条件的影响,如果要想提高软土地基的抗剪强度,就要将地基土层的排水性控制在良好的范围内。由于桥梁工程施工深度的不断增加,软土地基在施工所需的强度及负荷量也在不断地加大。通常软土地基抗剪强度在10m范围内时,其具备的强度在5KPa-10KPa,随着地基深度的不断深入,其抗剪强度也会以1KPa-2KPa的强度加大。
        二、软土地基施工的技术要点
        1、对固化剂的处理工艺
        在桥梁施工过程中,除了需要对地下水进行处理外,还需要对建筑地层表面的水资源进行处理。那么,首先应该需要派遣相关工程勘测人员,到桥梁的施工现场勘测地表水文信息数据,然后将这些数据归总成表上报给工程设计部门,这样就可以依据这些信息数据确定最终的地表水处理方案。其次,在地表水的处理技术中,通常在桥梁施工工程中都是利用固结剂来进行处理,因为这种固结剂具有较为明显的优越性,主要可以表现为以下两点:
        ①从固化剂的成分来看,主要是由各种无机或有机材料组成的合成材料,并且还可以与水泥进行联用,从而增强固化剂的固化效果。而反观以往的桥梁施工中使用的铺路建材,主要包括有石灰、粉煤灰、砾石等材料,而这些材料都是从自然环境中采集得来,久而久之,这就会导致过度滥采矿石资源的问题。那么,固化剂的出现正好代替了这些传统筑路建材,既提升了桥梁的施工质量,又提升了桥梁工程的节约环保能力。②当前桥梁施工中主要使用的固化剂,可以充分地与软土地基中的水分结合反应,继而生产具有固定结构的结晶水,这样就会附在软土地基种,从而将软土地基中的土质结构固定下来。同时,固化剂还可以利用胶团降低软土地基表层的电流,这样就会增强软土中的电解质浓度,然后使的胶团体积逐渐膨胀,这样就正好填补了软土地基中的细微缝隙。并且,如果再对已经放入固化剂反应的软土地基进行压实操作,这样就会进一步加固软土地基结构,从而大大提高软土地基的稳定性。
        2、对垫砂层的处理工艺
        通常,由于桥梁工程中的软土地基存在厚度较浅的特性,所以往往需要在软土地基上铺设一层厚度较高的垫砂层,这样就可以弥补软土地基的缺陷。那么,以下将从两点阐述垫砂层的处理工艺。
        (1)不管在任何桥梁工程施工前,都需要配置和检查相应的建筑材料,而垫砂层工艺也不例外。那么,在通常情况下,对桥梁工程软土地基的施工中,需要采用中粗砂填入垫砂层,因为这种中粗砂在物理性质上具有质地坚硬、颗粒级别较高的优点,所以适合于对软土地基进行垫层。并且,中粗砂的碎石需要控制在20~40mm的规格范围内,同时在中粗砂中还不能有草根等杂质混入,否则就会影响垫砂层的质量。
        (2)待垫砂层的所需材料检查并无问题后,然后就需要先进行验槽操作,这样是为了探明软土的基槽土质特性,以此在针对发现的问题进行处理。其次,在验槽结束后再将软土地基表层的浮土清扫干净,还要查看软土地基周边的边坡是否有异样,以此避免出现施工问题。然后,当软土地基基坑中没有其它积水的情况下,开始探测砂夹石垫层的深度,待探明后采取相应的方式,依据先深后浅的工序对软土地基基坑进行铺设垫砂层。不过,在垫砂的过程中,需要注意不能轻易挪动垫层下的卧层,否则就会影响垫砂层的稳定性。还有,需要保持每层的垫砂层厚度需要保持在150mm左右,并以此类推,再者,在软土地基表层的垫砂层铺设的过程中,施工人员还需要利用平板振动器对其进行反复捣实操作,同时可以利用溜槽等运输通道配合人工操作。最后,待到垫砂层全部铺设完成之后,就可以邀请桥梁工程检查人员到场验工。另外,工程检验人员需要按照压实系数不低于0.94的方法进行测量,并且保持每100m2就有一个以上的检测点,这样就可以最大范围内保证垫砂层的施工质量,从而保证垫砂的排水效果。
        3、对于安装桩基的处理工艺(见图1)
         图1桩基施工工艺流程
        (1)对于对桩基挡土墙进行施工时,首先需要将孔口处的地面进行整平,然后为了可以有效地避免雨季渗水问题,需要在桩区内设置地表截和排水设施。同时,还要运用衬砌工艺在孔口下方的0.5m处进行加固,使得可以提升防水性能。其次,为了保证施工人员的安全,还需要针对滑坡变形等情况做好应急的防护措施。同时,由于桥梁工程中的围岩易于松动,所以可以利用分节开挖的方法进行施工,并且保持每节的高度在0.6~2m之间。并且,还可以在衬砌内加筑钢筋,往挖孔内灌注15cm以上的混凝土护壁,最后,再需要按照工程设计要求,执行连续灌注桩身即可,见图2。
        图2承台施工工艺流程
        (2)对于承台施工工艺,先在此项工艺中需要利用人机配合的方式进行挖掘,当挖掘的进度达到基底标高的30cm处,就需要利用人工方式代替机械挖掘,使得桥梁的基础不会受到影响。并且,如果发现基坑内存有渗水,那么需要利用排水沟和集水井的方法进行抽水。其次,为了可以有效地进行无破损检测,可以利用风镐结合人工的方式凿除到基桩首端。然后,在对基底进行处理时,可以将5~10cm的碎石垫层作为本次桥梁工程的承台。并且,要求施工人员按照施工要求在承台上绑扎钢筋。接着将组合钢模挤放在基坑坑壁处。最后,当以上操作完成后,这时就可以搅拌混凝土,然后利用运输车用搅拌后的混凝土分层浇筑。
        结束语
        综上所述,我国交通运输发展迅速,在建设桥梁施工中经常会有软土地基出现。软土地基是桥梁施工的主要构成,影响着工程的质量。因施工性质特殊,施工部门需要制定合理的施工计划,选择科学的施工方案。建设单位在施工中应根据实际情况处理软土地基,避免施工中有地基问题出现,提高工程质量,保证桥梁工程能够发挥出应有的作用。
参考文献:
[1]张亚琪.道路桥梁工程中软土地基的施工处理方法研究[J].商品与质量,2016(42):228.
[2]张军.浅谈道路桥梁工程中软土地基的施工处理措施[J].中国新技术新产品,2018(6):77-78.
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