商河县公路事业发展中心 山东省济南市 251600
摘要:在现代桥梁工程项目建设中,经常会遇到软土地基的问题,对于桩基础施工技术的应用提出了更高的要求。软土地基对于桥梁工程现场施工作业的影响较大,特别是桩基础施工中必须采取行之有效的技术处理措施,否则将严重影响到工程项目的施工进度、成本、质量与安全。本文结合笔者多年桥梁工程管理经验,简要分析了软土地基中桩基础施工技术应用的相关问题。
关键词:软土地基;桥梁;桩基础;施工技术
在桥梁工程的桩基础施工中,必须认识到软土地基的危害性,并采取科学、合理、有效的技术措施,以保障桥梁整体结构的安全性与稳定性。在软土地基桥梁桩基础施工中,必须结合项目所在地的地质、水文条件,以及实地勘探结果,制定有针对性的施工技术方案。在施工过程中,还要严格遵守相关施工技术规范与操作规程,以保证施工质量达到预期目标。
1软土地基施工中应注意的问题
软土地基是指在静水、缓流水等特定环境中,以细颗粒为主的呈软塑或流塑状态的饱和粘性土,其具有透水性低、流变性、抗剪强度低、结构破坏敏感、高压缩性等工程地质特点。近年来,随着国内社会经济的高速发展,桥梁工程的数量不断增多,很多工程项目需要在软土地基上组织施工。特别是在桥梁桩基础施工中,遇到软土地基处理问题时,必须进行较为详尽的工程地质与水文地质等项目的勘测,工程技术人员要全面了解项目所在地的软土地质与工程特性,以便制定科学、合理的施工技术方案。在软土地基上布置构造物时,必须选择适当的结构类型,以保证桥梁工程设计与施工的有机结合。另外,在桥梁桩基础施工中,技术人员对于软土地基的强度、变形与稳定等系数要进行科学的计算,避免在施工中出现基础沉降过大、不均匀沉降、开裂、失稳、倾斜、位移及严重损坏等质量与安全事故[1]。
2桥梁桩基础施工中软土地基的处理措施
在软土地区建设桥梁工程时,由于桩基础的埋置较深,多数穿过软土层,所以,一般不会出现严重的沉降现象。在路堤与桥头的连接处,则要注意桩基础沉降的问题,如果不能在施工中采取有效的技术措施,将严重影响到桥梁工程的稳定性、安全性与抗震性。因此,在桥梁桩基施工的软土地基处理中,需要注意以下问题:1)在软土地基的处理中,应合理选择相应的施工机械设备,特别是在地质条件较为复杂的施工现场,选用的机械设备必须注重经济性、实用性与安全性;2)在软土地基的处理中,应注意前期的地质勘探结果与施工现场实地考察的有机结合,以制定符合实际的地基开挖与填充技术方案;3)在软土地基的处理中,涵洞通道等可采用钢筋砼箱形整体式结构,并且适当扩大基础,以有利于减少施工费用[2]。
3软土地基中桥梁桩基础施工技术的应用实例
本桥梁的总长度为3.4km,全段共有两座大桥,桩基础492根,其中桩基础最深处为75m,桩基础最浅处为40m。在本工程的前期地质勘探中,技术人员根据相关勘探结果和地质资料,判定该项目所在地为软土地基,施工区域多位于软土层地区,软土成分自上而下分别为:软弱土层、黏性土层、中细砂土层、风化岩石层等[3]。
3.1钻机类型的选择
根据本工程项目所在地的实际地质状况及以往的施工技术经验,工程技术人员决定在上部土层使用较为最先进的旋挖式钻机进行钻探与施工,下部土层则使用冲击钻进行相应的施工作业。
3.2施工场地平整
根据本工程施工现场的具体情况,场地平整主要是在软土层地基上进行施工,以保证施工作业的效率与质量。在施工现场平整过程中,由于钻机安装于软土层地基之上,而软土地基的实际承载能力有限,有可能造成钻机的偏移、下沉等现象,进而使得钻桩位偏移。因此,在本工程现场施工中,针对软土地基的工程性质与实际情况,工程技术人员组织施工人员拨出作业区域的杂草,换填直径≥60cm的石头碎屑压实,以保证钻机的底座、顶端处于相对平稳状态。
3.3钻孔注意事项
在本工程的施工现场钻孔过程中,需要注意以下几点:1)保证中心距离5m之内桩基础的混凝土在浇筑完成24h后钻孔,由于根桩的深度相对较大,所以,桩的钢丝绳需要特别加强,以防止施工中出现断丝的现象;2)开始钻孔作业时,控制好进入的尺度与速度,软土地基施工中容易出现“踏孔”的现象,所以,钻孔过程必须缓慢、低速进行;3)当钻孔深度至粘土、沙砾风化岩石层时,由于此处的土层比较坚硬,容易造成钻头跳动情况,必须选择低档慢速进行钻孔,并且配合优质、合格的泥浆[4]。
3.4清孔工作
在成孔工作经过验收合格后,技术人员组织施工现场的第一次清孔施工。在清孔过程中,本工程主要使用换浆法,即钻孔完成后,提升冲锤距离钻孔底部20cm左右,使用密度相对较低的泥浆进行施压,将钻孔里密度较大的泥浆、钻渣等置换出来。在进行清孔作业时,施工现场技术管理人员要及时、正确的反映孔底内部的实际情况,以避免置换水加入过多造成孔内大量泥浆沉淀。由于本工程的桩基础较深,清孔工作显得尤为重要。
4表层处理方法
4.1表层排水法
对土质较好因含水量过大而导致的软土地基,在填土之前,地表面开挖沟槽,排除地表水,同时降低地基表层部分的含水率,以保障施工机械通行。为了能使开挖出的沟槽在施工中起到盲沟的作用,应回填透水性好的砂砾或碎石。
4.2砂垫层法
对于地基上部软土层极薄且含水量大时,在软土地基上敷垫0.5~1.2m左右厚的砂垫层。这样可达到固结软土层,使砂垫层起到上部排水层作用;同时,砂垫层又成为填土内的地下排水层,以降低填土内的水位;在进行填土及地基处理施工时,为施工机械提供良好的通行条件。①如采用机械施工,在确定砂垫层厚度时,应考虑机械的重量,轮胎对地面接触压力,偏心程度及软土地基表层强度等。在极软地基上,仅用砂垫层来确保大型施工机械的通行,往往需要较厚的砂垫层,是不经济的,所以常与表层排水或敷垫材料等法并用。②砂垫层施工时应设放样板。摊铺作业一般采用自卸汽车与推土机联合操作。要尽量做到均匀一致。用透水性差的粉土作填料时,其坡脚附近的砂垫层一旦被土复盖,就有可能妨碍侧向排水,因此对砂垫层的端部要妥善处理。
4.3敷垫材料法
对于地基土层不均匀,可能发生局部不均匀沉降和侧向变位,可利用所敷垫材料的抗剪和拉抗力,来增强施工机械的通行,均匀地支承填土荷载、减少地基局部沉降和侧向变位,以提高地基的支承能力。被广为采用的敷垫材料主要有化纤无纺布、土工布、玻璃纤维格栅等。
5结语
在软土地基桥梁桩基础施工中,加强相关技术的研究与实践具有重要的意义,而且直接关系到工程项目的整体质量与安全性。因此,在施工过程中,必须对于各种施工技术的设计与应用进行深入的探讨,结合以往的施工技术经验,不断完善施工技术体系,以达到工程项目的预期建设目标。
参考文献:
[1]张圣彩,王文菁.软土地基施工技术在公路桥梁施工中的应用[J].四川水泥,2020(10):192-193.
[2]苏浩宇,王见.公路桥梁施工中软土地基施工的技术要点探究[J].智能城市,2020,6(23):161-162.
[3]黄立虎,吴欣刚.软土地基施工技术在公路桥梁施工中应用分析[J].黑龙江交通科技,2020,43(11):112+115.
[4]陈绍伟,李永祥,张维文,薛伟,马秀玲.软土地基公路桥梁施工关键技术研究[J].建筑技术,2020,51(10):1268-1270.