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摘要:在我国交通系统建设不断推进的过程中,我国人均车辆保有量不断增加,路桥建设压力越来越大,在路桥建设网络拓展的过程中,不良地质区域的施工需求也越来越高,路桥施工中强化软土路基加固施工质控效果的技术要求也越来越高,本文分析了软基处理技术在路桥施工建设中的作用,而后就其常见问题进行了探讨,介绍了软基处理的常用技术,进而提出了优化软基处理技术在路桥施工中应用效果的管控措施。
关键词:路桥施工;软基加固技术;技术管理
引言
路桥是交通系统中重要的结构物,路桥施工中需要根据施工区域的地质环境选择基础结构加固技术。软土土质结构存在明显的特征,其支撑能力较差、含水量高、抗剪能力较低,在路桥施工中如果没有做好软基处理就容易发生道路结构不规则沉降、路桥不稳定等问题,因此在路桥施工中遭遇软土基质就要做好软基处理技术控制。路桥施工中可以选择的软基处理技术方案较多,而其中最为常见的换填法技术也与当前较为先进的高分子材料技术相结合,提升了软基结构的支撑能力,为路桥建设质量优化提供了保障。
1路桥施工中软基处理加固技术的作用分析
路桥施工区域地质条件对路桥基础结构的承载能力有一定的影响,如果施工现场地质为软土基质,其承载能力、压缩变形能力、抗剪切能力都难以达到路桥运行需求,如果未能根据其情况进行有效加固处理就可能导致软基结构发生沉降、渗水甚至流失,导致道路路面坑洼、积水、断裂等问题的发生,因此必须做好路桥软基加固处理技术操作。而软基加固后不仅能够为路桥整体结构提供足够的支撑,同时还能够优化路基及桥梁基础结构的抗水性能,有效防止地下水腐蚀给路基及桥梁基础带来的损害,提升路桥结构行车安全性,为我国交通事业发展提供有效助力。
2路桥建设中遭遇的软土基质特点分析
2.1软土渗透性能不佳
软土基质多为一些渗透能力不足的黏土、砂土组成,路桥施工网络的扩大也导致很多施工团队面对的基础施工地质环境就是软土,软土基质的渗透性能不佳,容易将水分积存在路桥基础结构内,不仅降低承载效果,还会导致结构被水分浸泡腐蚀,长期损坏影响较大。
2.2软土含水量高
这一特征是由于软土孔隙率较高,容易吸附水分而加上渗透性能不足,就非常容易导致含水量增加,软土基质含水量高不仅会导致其承载能力不佳,同时还由于降水、地表水径流等情况会使得水分含量发生变化,从而带走一部分土壤支撑物质,这样就会使软土基质发生胀缩变化,长此以往路桥基础结构就容易受到破坏。
2.3软土基质压缩能力较差
软土地基压缩强度同液限之间是存在正相关关系的,简而言之,软底机制中液限增加那么压缩强度也会因此增大,所谓液限其实就是指土质由流动到可塑状态转变的含水量限值,软土基质本身的液限就较高,其压缩系数在多方面影响下也较高,所以路桥施工中面临的软土基质压缩形变能力较强,支撑能力相对较弱。
2.4抗剪能力不足
软土基质结构不仅抗压能力有限,抗剪能力也相对较差。抗剪切强度较差的基质结构非常容易导致路基在遭受振动、摩擦应力时表现较差,路桥结构在使用中必然会为行车提供摩擦驱动力,这些剪切向应力的作用也会传导到路基结构中,长期如此路基结构的剪切应力作用就会累积起来,如果基质结构抗剪能力不足,就容易在长期运行中发生损坏。
3软基加固处理不当会带来的路桥结构问题
3.1路桥结构稳定性相对较差
软基结构成分较为复杂,其主要组成是一些松散土、孔隙率较大的黏土和砂石,这些成分在长期混合与外力作用下挤压成型就形成类软土基质,这类软土不仅透水性不足还表现出较差的抗压性质,如果软基加固处理不当就会导致路桥基础的稳定性不足,地基容易发生塌陷,给行车安全造成影响,并且还会在连续降雨的环境中长期积水导致路面腐蚀、路面摩擦力不足,都是容易导致交通事故的不安全因素。
3.2路面容易发生硬化
由于在路桥建设中如果施工区域的软基处理不足就会导致路基透水性能较差,而路面结构施工通常所用的带来为沥青混凝土或者水泥混凝土,这两类材料在实际使用中对干湿条件、温度条件、应力牵扯等环境因素的要求较高,如果路基结构的透水性不佳就会导致多余水分会累积在路面结构上,沥青及水泥混凝土结构长期被水分腐蚀就会迅速老化。同时软土基质结构由于承载能力不足会导致路基沉降变化从而导致道路路面的应力拉扯,长期内部结构应力集中也是路面硬化的诱因。
3.3路桥基础沉降严重
如果软基结构没有进行严谨的加固处理,其承载能力不足就会导致路桥建筑物的整体基础承载效果不佳,长期使用中路面的载荷会传导到路基结构中,而路基压力就会分散施加给周围软土基质结构,如果软土基质加固效果不足就无法为路基提供支撑,那么就会导致在长期使用中路基发生沉降。而同时,由于软基结构的成分复杂,且吸水和渗透、挤压失水性能各异,在使用中会由于降水及地表水影响而发生体积变化,其承载力也会存在一定的变化,长此以往,道路沉降就会必然发生。而路桥沉降就会导致车辆行驶环境的恶化,道路不平、坑洼、路面积水等问题也会接踵而来,给路桥运行安全带来极大影响。
4软土地基加固处理技术在路桥项目中的应用分析
4.1强夯加固技术
强夯加固技术是一项应用历史悠久的加固基础,就是使用重量较大的一个重物自上而下向软基结构施加重压,通常会使用一个重锤高速下落重击对软基结构进行重击,而由于软基土质的压缩挤压特性就会将水分、流动砂石等排挤出去,从而使得软基土压实,其承载能力也会因此增强。强夯加固处理技术的操作相对简单,成本不高,当下的处理效果很好,而在当前机械化发展过程中打夯机也逐渐取代重锤成为了强夯软基处理操作中的主要设施,如果由于这种技术的施工效果较好的情况只针对一些砂质、非饱和性黏土等土质性质特殊的软基结构,因此在全国范围内推广的效果不佳,主要在北方平原路桥建设中应用这种软基处理技术。
4.2石灰块硬化加固处理技术
这一处理技术的原理是通过在软土基质结构中填入生石块及特殊辅料来对软基进行强化,由于石灰本身具有吸水放热的化学特性,而长期填入土层中又会因其中的钙离子与土层中各种离子发生交换而进入软基土层中,石灰块就会与土层复合形成牢固而强韧的土层结构,对路桥支撑力就会增强,而路基在长期运行中的沉降问题也会得到解决,并且钙离子游离时也会与土层中的物质反应形成坚硬而稳定的碳酸钙结构薄层,对于软土地层结构的支撑与保护非常有利,这种技术主要应用于杂填土以及具有较弱粘性的软土基质中。但是这种处理技术所用材料对土壤有一定的污染破坏作用,因此在农田周围进行路桥施工时不可使用这种软基处理技术。
4.3软基土质置换加固处理技术的应用
土质置换技术是解决路桥施工中软土地基施工不良问题的重要手段,从字面上来讲,土质置换是将不利于施工的土质置换为利于施工的土质,即将软土置换为利于道路桥梁施工的优质土壤,这也是解决软土地基施工问题最根本的途径。这里所指的优质土壤一般是指抗压性强、稳定性强、含水量适中的土壤。在道路桥梁施工中,常用优质的土壤置换淤泥土质、洪流土质以及暗沟土质,以此提高地基的承载力和抗压缩性能,避免土质含水量过大对道路桥梁的内部结构产生侵蚀作用,提高道路桥梁的稳定性,延长使用耐年限。
4.4软土表层处理技术
软土地基施工表层处理的目的是保证地基内部结构稳定,在不产生开裂、变形的前提下,提高地基表层土质的抗压强度和承载力。软土表层处理技术主要包括敷垫材料法和砂垫层法等。在运用软土表层处理技术时应当注意,为保持施工机械设备的稳定及施工的顺利进行,在进行土壤铺设及砂垫层铺设时,应当均匀铺设,保证施工地面的平整。
4.4.1敷垫材料法
该处理方法主要针对地基土层不均匀或者局部产生沉降、侧向变位等情况。根据该方法,通过敷设材料的抗压能力和抗剪能力,在一定程度上可以提高机械的通行能力和速度,且可以提高填土荷载能力,进而可以有效改善地基侧向变化和地基局部沉降,使地基的支撑能力加强。在公路桥梁施工过程中,如果该区域软土地基其黏性较高,就需要施工人员对该区域添加专用的添加剂,其主要目的是为了增加该区域地基的强度,进而对软土进行有效的压缩,使得工程可以顺利地进行。一般情况下,使用的材料基本上水泥而后石灰等。
4.4.2砂垫层法
砂垫层法主要是针对软土地基土质排水性能较好、土层厚度较小的等资源优良的施工区域,同时也适用于工程进度较慢的工程中。对于这类工程项目来说,施工人员在施工过程中需要注意砂垫的厚度,一般其厚度要控制在20cm左右,只有合理控制其厚度才可以确保其排水面的高度,且可以确保其凝结的速度处于一种较快的状态,进而提高其软土地基的质量,达到预期的施工标准。然而对于如何选择砂垫,施工人员一定要确保其砂质的干净,以及其含泥量切不可>5%。
除此以外为了保证路桥施工中软土基质处理加固的效果,在具体操作中施工技术人员还应针对软土层进行严格地洒水压实技术操作,并要对砂砾结构的表层做好处理检查,要保证处理操作中表层湿润,之后才能够针对其进行垫层法技术施工,在施工作业完后要进行严格地质量检查。
5路桥施工中提升软基处理加固效果的质控对策
首先应对路桥施工现场的地质情况进行全面、科学地勘察,保证设计及施工人员对路桥软土地基结构的情况有深入了解,同时还应提升路桥施工方案选择的科学性,强化具体操作的质控效力,在施工前要对软土基质处理工作所用设备进行检查,并结合技术团队的技能培训,优化软基加固操作团队的综合实力,还要针对软土基质处理效果进行严谨的质量检测,以此来指导下一步工作,为路桥施工建设与安全运行打好基础。
结束语
总之,在我国路桥工程建设中,为了保证基础结构处理效果就要首先做好前期勘察,根据勘察成果进行软基处理方案的设计与优化,在实际施工中一定要根据软基处理技术操作管控标准要求进行严格管控,软基处理操作的过程中存在一定的管控风险,因此在施工中必须根据实际情况进行操作调整,因此必须由管控人员执行旁站管理。并且在软基处理工作操作前要对施工方案进行全面审核及严谨交底,施工前要对工程技术人员进行强化培训,保证软基加固处理效果,为路桥施工整体优化提供保障。
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