公路桥梁施工中软土地基施工技术

发表时间:2020/8/6   来源:《建筑实践》2020年第8期   作者:马建斌
[导读] 软土地基是公路桥梁工程施工中的重难点工程,与普通的地基相比
        摘要:软土地基是公路桥梁工程施工中的重难点工程,与普通的地基相比,其天然孔隙大,而且渗透性小、含水较多,如果施工不当则会引起路面开裂、路堤不稳定等问题,因此在施工中需要科学地选择施工技术和施工方式,才能确保工程施工的质量。公路桥梁施工中,要确保整体工程的质量,需要借助科学的技术对软土地基进行恰当的处理,从而提升公路桥梁的整体性能。
        关键词:公路桥梁;软土地基;施工技术
        1软土地基特征与危害
        公路桥梁施工期间,软土地基结构主要特点为:土层水分充足,不稳定,孔隙较大具有较强压缩性,强度低,软性土壤多位于地表底层,这一位置硬泥土较少,软土塑性指数、空隙等不同指标差异较大,软土地基中含有软粘性土、黄土、淤泥质地质。因此施工期间,有必要对软土地基特性展开详细调查,全面分析这种地质危害,充分了解孔隙比数值,然后结合实际应用不同的软土地基处理技术。结合不同地层情况与软土地基情况选择最佳施工技术,确保施工工程质量与标准,同时有效满足公路桥梁路基承载力与稳定性要求。如果不能对软土地基进行妥善处理,就会导致地基不稳,严重情况下还会致使桥台下沉,公路桥梁被破坏,路基沉降或塌陷,最终危机通行人员安全。软土路基并非天然路基,不能直接用在公路桥梁中,在使用前期,需要对其进行加固处理,确保软土地基性能不断提升,稳定性与强度不断提升,从而有效满足公路桥梁稳定性与承载力需求。路基稳定性会对公路桥梁质量与路面安全产生较大影响,因此软土路基施工一定要经过前期处理方能发挥最终成效。
        2软土地基在公路桥梁施工中存在的问题
        2.1软土薄厚不均匀,施工中出现沉降现象
        由于软土的内部组成比较复杂,其上下层结构存在着明显的差异,所以导致不同区域的软土土壤薄厚分布不均匀。如果在这种情况下进行施工,会导致公路桥梁的承受力分布不均匀,降低公路桥梁的稳固性,甚至造成整个桥梁出现倾斜。如果不改变软土地基薄厚不均匀的情况,还会增加桥梁施工的难度。
        2.2工程设计不合理
        工程设计是软土地基施工的主要依据,由于公路桥梁施工是按照分段进行的,每一段的土质情况不同,路基的强度也存在一定差异。因此在工程设计过程中,要结合实际情况,针对每一段的特点进行设计。使公路桥梁的各个段落能够有效链接,建立缓和过渡阶段。
        2.3软土地基含水量偏高,压实工作不理想
        做好地基的压实工作是进行公路桥梁施工的基础和保障。软土地基土壤天然含水率高、天然孔隙比大、抗剪强度低、压缩性能高,土质较为松软。如果在施工过程中未做好压实工作,会导致施工存在很大的风险。例如在降雨比较多或者不良地质地区施工,可能发生坍塌、滑坡等危险情况,造成非常严重的后果。
        3公路桥梁施工过程中软土地基的处理措施
        3.1软土表面处理
        对软土层的处理要分不同的类型有针对性地进行处理,一般来讲,软土层不是很厚的地基,可以采用垫层、预压及排水等方法进行处理。垫层法主要是清理掉原有的软土层,然后用强度较高、耐腐蚀及稳定性较强的材料进行回填,确保地表强度符合要求。垫层法一般适用于软土层不超过3m的土层,如果土层太厚,采用此种方法会影响到施工效益;预压法主要是运用高荷载填土堆放在软土表面,提前沉降地层,确保沉降程度符合施工要求;排水法主要是针对含水量相对较多的软土层,采用地表开挖排水等方式,对土层中水分进行排放,确保土层含水量达到要求进行回填。


        3.2敷料施工技术
        针对一些出现变形开裂、不均匀沉降特点的软土层,敷料有较高的抗压性和稳定性能,能确保填土荷载和机械操作,有利于改善不均匀沉降和侧向变形等问题,最终增强地基的支撑能力。敷料的选用,一般可以采用玻璃纤维格栅等为加筋材料,增强土地摩擦力,然后对表面进行沥青浸渍,锁定土石料固定在栅格内,确保其不发生侧向变形等问题,提高地基的整体稳定性。
        3.3化学加固施工技术
        对于软黏土含量较高的土层,采用单一的敷料难以改变土质的硬度,对此可以增加一些化学试剂改变软土地层的性质,一般可以采用含有化学物质的水泥、石灰以及水玻璃混合液等。水泥搅拌法主要是对软黏土和水泥石灰等进行搅拌,水泥和石灰可以吸收土层中的水分,从而起到固化土层的作用,最终使地层软土固结,这种方法能形成强度较高、稳定性较强的地块,从而提升地层承载力。同时,也可以采用旋喷桩法加固土层,运用干粉喷射机器,高压喷射注浆仪器等喷射成灰土桩,最终形成复合地基,提升土层的承载力,维持桥面和路面稳定,减少土基沉降问题。这种方法在含水量相对较大且难以直接排出的软土地层施工中较为适用。此外,还可以采用硅化法加固,借助水玻璃混合液加固软土层。这种加固方法施工成本相对较高,一般适用于渗透系数较大的软土土质。
        3.4真空预压法
        一是软土层中放置砂垫层,作为水平排水体;二是水平排水垫层中间放置滤水管,将滤水管呈条形状排列,滤水管材料为塑料或钢管,直径大小设定在8~10mm,滤水孔间距大小为5cm;三是铺设密封性较好且数量较多的聚氯乙烯薄膜,确保操作密封性,一般情况下可以在上面铺设2层;四是真空管路安装,保证管路连接较好,密封性较强;五是打开离心泵开始真空抽气,在提升密封膜中真空压力中,促进土层排水固结,具体而言,应控制密封膜真空度超过73Kpa,操作时间控制在5天以内;六是全部操作中,应对离心泵、密封膜与真空管路情况进行及时观测,及时掌握土体不同深度下的真空度、地表沉降量、土层沉降等情况。真空预压法操作时间短,工艺简单,适于大面积操作施工。这一方法常用在饱和软黏土地基中,如果施工现场中透水层较厚,则不能用真空预压法进行处理。
        3.5高压喷射注浆
        一是现场施工中安装地质钻机,在设计孔中开展钻孔操作,保证钻孔与设计中要求的垂直度相符;二是结束钻孔作业后,可以将旋喷管插入其中,避免泥沙将喷嘴堵塞,与此同时,还能一边射水一边插管,控制射水压力小于1MPa;三是旋喷管进入到预定深度时,可以自上至下开展旋喷操作。利用喷射高能、高速度的浆液,对土体进行破坏,从土体中将土粒剥落下,此时较小的土粒将会从钻孔冒出,相应的其他土粒会和浆液相互混合,同时按照一定质量大小与浆土比例重排,最后凝结为固结体;四是利用高压喷射注浆法,喷射水泥浆液。如果施工现场中土体渗透性很大,可以在水泥浆中添加一定氧化钙,便于加速土体凝固;五是旋喷操作中,应避免喷嘴堵塞,同时对气浆压力、流量等进行合理控制;六是提升喷浆管到标高,结束旋喷操作。操作结束后,应将喷浆机与注浆管冲洗干净,避免水泥浆残留在设备上。
        结论
        综上所述,在公路桥梁工程施工中,软土地基施工可以说是其中的重难点施工环节,在一定程度上能够直接影响到公路桥梁工程的整体施工质量,所以必须要重视软土地基施工技术的合理应用,以提高公路桥梁的稳定性和安全性。
        参考文献:
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