道路桥梁施工中软弱地基的处理手段

发表时间:2021/3/11   来源:《工程建设标准化》2020年23期   作者:王洪启
[导读] 软土地基是指由软弱土构成的压缩土层或者其他高压缩性土层组成的地基。
        王洪启
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        摘要:软土地基是指由软弱土构成的压缩土层或者其他高压缩性土层组成的地基。该类地基具有高含水量、高压缩性及沉降变形大、承载力低等特点,对道路的安全与稳定具有很大影响。因此,研究道路桥梁施工中软弱地基的处理手段具有重要意义。下面笔者就对此展开探讨。
        关键词:道路桥梁;软弱地基;处理;
        1 软土地基常用的处理方法
        1.1 水泥搅拌桩法
        该方法利用深层搅拌机或者粉喷机械将水泥浆或水泥粉与地基土在原位进行拌和,搅拌后形成柱状的水泥土体,以此提高地基的承载力,降低道路的沉降。水泥搅拌桩处理方法适用于淤泥、淤泥质土及粉质黏土等含水量高、地基承载力较小的黏性土地基。
        1.2 垫层与浅层置换法
        该方法采用的是物理力学性能比较好的岩土材料置换软弱的土层,形成双层地基或复合地基。施工方便、工期短、可就地取材、费用低,适用于各种软弱土地基。
        1.3 加筋法
        加筋法是在软土地基中加铺一层加筋材料。例如土工织物、土工格栅等形成加筋垫层。施工简便、可显著提高承载力,适用于各种软弱土地基。
        1.4 排水固结法
        该方法利用固结原理,使地基中的空隙体积减少,将孔隙水排出,使地基发生固结变形,包括砂井预压法及加载预压法。
        1.5 密实法
        该方法通过爆破、夯击、挤压和振动等方式将软弱地基进行振密,提高地基的承载力,包括强夯和砂石挤密法。其施工方便、费用较高、噪声大,适用于沙土、粉土和黏性土地基。
        2 工程概况
        某公路工程按照一级公路的标准进行建设,主线为双向四车道,路基净宽度为 25.5m,全线共有两座桥梁。在该公路沿线有一段软土地基,需要进行相应处理。本工程的主要工程量包括路基土石方、软基处理、沥青混凝土路面、桥梁施工等。
        3 软弱地基处理中的道路桥梁施工技术
        3.1 路基土石方开挖技术
        3.1.1 土方开挖
        1)本工程中,路基土方挖运为全程机械化施工,根据运输距离,对挖运机械进行合理选择,当运输距离≤100m时,以推土机进行作业,人工从旁辅助;运输距离超过100m时,使用挖掘机配合自卸式车辆进行挖运[1]。2)路基土方开挖过程中,为确保边坡的结构稳定性,应在雨季到来前完成排水设施。
        3.1.2 石方开挖
        在对半路堑进行开挖的过程中,为进一步增加开挖作业面,可采用纵断面开挖;风化及质地较为松软的岩石,可先使用推土机进行松动,随后由人工对边坡进行清刷。而质地比较坚硬的石块,可以利用深孔爆破技术,边坡则采用光面爆破,从而确保边坡的整体稳定性[2]。
        3.2 软弱地基处理技术
        3.2.1 选择强夯机械
        选取带自动脱钩装置的起重机作为强夯施工设备,夯锤的外壳材质为钢板,内部充填混凝土,整个锤体的重量不低于 15t,底面制作为圆形。本工程中的软弱地基土体为淤泥和淤泥质砂,夯锤的底面积在 6.0m2以上,中间对称设置贯通的气孔[3]。
        3.2.2 落锤距离
        夯锤从高处落下后造成的影响深度=系数×(锤重×落距) 1/2,每一锤的夯击能若小于 4 000k N?m,则最后两击的平均夯沉量应在 50mm 以内;如果夯击能超过 4 000k N?m,最后两击的平均夯沉量应不超过50mm。


        3.2.3 夯击遍数
        根据本工程中软弱地基的实际情况,夯击遍数设计为 3~4遍。在第一遍夯击时,采用隔点跳夯的方法,第二遍夯击时,对第一遍的空隙进行补夯,第三遍补夯第一遍和第二遍的空隙。夯击完毕后,应使锤印相互搭接。每个点的夯击次数,可以通过现场试夯进行确定,总体范围在5~15次之间。
        3.2.4 强夯步骤
        对施工场地进行整平处理,将各种杂物清除干净,根据设计图纸,在场地上准确标出第一遍夯击点的位置,并对场地高程进行测量记录;随后对强夯施工前锤顶的高程进行测量,利用起重机将夯锤吊起到预定高度,待锤体脱钩下落后,将吊钩放下,对锤顶高程进行处理,当达到预先确定好的夯击次数后,代表一个点夯击完成;换到下个点重复上述步骤,直至所有点全部夯击完毕为止。
        3.2.5 注意事项
        1)软弱地基强夯施工正式开始前,应对夯锤的重量及落距进行检查,看是否与设计要求相符;每一遍夯击前,应复核夯点放线,防止放线错误,夯击完毕后,应对夯坑的位置进行检查,看是否存在偏差。2)在施工中,对各个夯点的夯击次数和每次夯击的夯沉量进行检查,看是否与设计要求相符;由于强夯具有一定的特殊性,为确保施工质量,应在施工过程中,对相关的参数进行记录。3)强夯时,夯坑周围的地面应无明显变化,若出现隆起现象,则应采取有效的措施进行处理;避免夯坑的深度过大,增加夯锤提升的难度;在较为干燥的天气进行强夯施工,应进行洒水降尘,防止扬尘的产生。
        3.3 沥青混凝土路面铺筑技术
        3.3.1 基层施工
        在基层铺设前,应由专人进行测量放样,将拌和好的水泥稳定碎石料运至现场,通过摊铺机进行施工,为确保水泥稳定碎石的摊铺质量,可采用两台摊铺机以梯队的方式进行摊铺作业,并对摊铺速度进行严格控制,摊铺完毕后应及时进行碾压密实,并对接缝进行妥善处理。
        3.3.2 沥青混合料摊铺与碾压1)摊铺沥青混合料前应进行试铺,试铺段的长度应不低于 200m,通过试铺确定相关的施工参数,如混合料的摊铺温度、摊铺机的作业速度、自动找平方式等;在摊铺过程中,以厚度控制标高的方法,使面层的平整度达到规定要求,并由计算机进行找平摊铺,具体做法是将摊铺机的传感器搭设在基准梁上,据此对摊铺面层的高度进行控制,使面层的厚度达到均匀一致。2)沥青混合料摊铺完毕后,应及时进行碾压密实,为达到压实效果,可将碾压分为三个步骤,即初压、复压、终压。
        3.4 桥梁施工技术
        3.4.1 桩基础1)本工程桥梁采用钻孔灌注桩基础。钻机进场前,应先对场地进行整平和压实处理,为确保成孔质量,应埋设护筒;选用优质泥浆,对泥浆池进行合理设置;钻机就位后开始钻进施工,进尺速度可按照现场的地质条件进行确定,要确保钻孔连续,不得随意中断;钻孔过程中,应对泥浆进行检查,调整稠度以满足施工要求;当钻至设计深度后,应对孔径、孔深及垂直度进行检测,确认无误后进行首次清孔。2)在工棚内对钢筋笼进行制作加工,运至施工现场后,分段焊接、吊装就位;钢筋笼的顶端应与钢护筒进行牢固焊接,以避免混凝土灌注过程中,钢筋笼出现上浮的现象。
        3.4.2 预应力箱梁1)本工程中的预应力箱梁为现场预制加工,预制前应做好相应的准备工作,包括场地整平、制作台座、校验张拉千斤顶等。准备工作完毕后对模板进行拼装,制作钢筋笼后浇筑混凝土。2)当混凝土达到一定强度后,便可对模板进行拆除,待混凝土龄期超过 15d,强度达到设计强度的 100% 时,便可进行预应力张拉;当所有的预应力钢筋全部张拉完毕后,应及时进行孔道压浆和封头。3)预制好的箱梁在质检合格后,应及时运至施工现场,由吊车配合架桥机对梁板进行安装,应对梁板的纵横向进行连接,然后安装好护栏,并对桥面进行铺装即可。
        结束语
        综上所述,在道路桥梁工程项目建设过程中,不可避免会遇到软弱地基,此类地基的承载能力不足,无法满足施工需要。因此,应采取有效的措施对其进行加固处理,以进一步提高公路工程建设质量。
        参考文献:
        [1] 谢华,蔡子良,罗利娟.CFG 桩处理软土地基应用研究[J]. 民营科技,2019(03):322-325.
        [2] 王咏梅.公路地基真空排水预压法探讨[J]. 交通标准化,2019(19):113-115.
        [3] 潘瑞春,黄瑞章,周新年,等.道路工程软土地基处理方案选择研究进展[J]. 公路交通科技,2019(10):123-126.
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