中冶交通建设集团有限公司 河北省廊坊市 065201
摘要:路桥是社会交通的重要载体,路桥建设对社会的发展起着不可忽视的作用。当前,路桥工程的施工环节主要包括路基、路面、排水、绿化等,地基施工过程中的稳定性和承载力是保证路桥工程质量的基础,同时也要克服软土地基等不利自然条件。本文主要对公路建设中软土地基施工技术进行探讨。
关键词:路桥工程;软土地基;施工技术
前言
随着经济水平的迅速提高,我国的交通事业也在不断地发展,对路桥工程方面的投资力度越来越强。路桥工程是交通行业的基础工程,建设路桥工程是我国公路交通网络建设的重要内容,而软土地基则是路桥工程中的重大课题。软土地基会造成十分恶劣的施工环境,不仅使工程进度受到影响,而且会导致路桥工程的施工质量和安全问题,给国家带来很大的损失,因此如何进行软土地基会成为我们需要考虑和解决的问题。
1路桥工程中软土地基的特点及问题
1.1路桥工程中软土地基的特点
顾名思义,软土是由于含水量过高而造成颗粒间空隙增大而形成的软塌土层。软土由于土体内部存在过大的空隙和过多的水分,一般压缩力较低,也导致路桥工程因不能承受压力而倒塌。软土的主要特征是不抗剪,这也说明软土的液限非常高,不易定型。由于含水率过高,还会造成软土渗透率极低,一旦受负载压力不均,路桥就会出现沉降,十分危险。
1.2路桥工程中软土地基的问题——软土沉降
上文对软土地基作了简述,软土地基一般都是含水率较高,所以一旦遇到降水量较大的情况,很容易导致软土被浸泡,在短时间内可能出现沉降,直接导致路桥结构的不稳定,而且在沉降过程中,地下管道或线路也会受到很大的压力,很容易在一定范围内造成安全事故。
1.3路桥工程中软土地基的问题——道路路面松散
建造在软土上的路桥工程,在使用一段时间后,可能会导致路面出现裂缝,这种现象称之为道路松散病。松散病可归因于修建路桥时材料质量差,或施工中监管不力而偷工减料,又或当地气候变化大,给路桥造成较大影响,例如在暴风雪期间可能因排水问题而引起路面持续腐蚀,造成路面出现裂缝,患上松散病。
1.4路桥工程中软土地基的问题——承载力太差
软土地基中颗粒间隙过大,会导致软土地基承载力过差,易发生塌方和滑坡事故。给附近的乡村,城市和路桥造成严重的安全事故。软土的不稳定性常使基坑开挖时产生塑性隆起。若附近有人正在施工,在挖掘过程中往往会牵连到地基,而地基的牵动往往会给周围挡住泥石的安全设施带来很大压力。另外,水分的聚集或蒸发也会对路桥产生一定的影响,轻则凸起,重则破裂。
2对软土地基的处理分析与对策
2.1针对地基表层的处理
表层地基处理的原理就是要想办法使表层地基更加牢固,表面更加均匀。一般处理方式为排水,铺沙,铺特殊材料,表层加添加剂等。排水针对的是含水率3-4的软土,只有将其水分排出才能改善表面强度;铺沙、铺特殊材料是指在软土表层再加一层,利用砂石或特殊材料将水分从新的表层中排出,从而达到整体强度提高的效果,但这种方法施工难度较高,施工条件也不温和,如果新层的不均匀会导致水分横向输送而引起周围压力过大;添加剂是针对黏性较大的软土,例如使用石灰添加剂改善抗压性能,这种方法施工时间越长,地基越稳定。
2.2利用打桩法建立稳固地基——碎石法
碎石桩是一种用石头、砂子等高硬度固体,通过专用机械打碎,再与水泥混合,并在制桩机械中搅拌而成的低强度桩。将软土路基挖出空间,利用多个桩与原地基形成复合地基。该方法提高了软土地基强度,使承载力平摊于更深的地基上,减缓了单位承载力,而且价格便宜,材料容易得到,对路桥的影响也不大。只是这种方法要求条件苛刻,对施工机械与路面施工条件较为苛刻,属于高水平操作,技术上增加了施工现场的施工难度。
2.3利用打桩法建立稳固地基——刚性桩法
目前出现了一种新的打桩方法,即用混凝土支撑薄壁桩。施工人员往往根据对桩壁承受的摩擦和反作用力来确定桩的大小,或直接进入路桥地基承载层进行检测。该方法效果好,施工工艺简单,施工后的路桥路基质量较好。但该技术成本太高,不适合大面积推广使用,因此一般用于建筑工程中的地基加固。
2.4利用打桩法建立稳固地基——水泥粉喷桩
粉喷桩应用十分广泛,是最实用的桩型之一。采用粉喷桩技术,可使软土地基中石灰与部分水分发生作用,使强度和硬化性得到提高,直接提高了地基承载能力。用粉喷桩施工时,对桩位的控制要到位,对锚点的定位要准确,并做好清理工作。该工艺所用的原料很便宜,而且经济实惠,缺点是其桩深不能太大,因此对某些较高的软土地基表现较难。
2.5针对软土地基施工的对策——夯实土地
如果缺少上述工艺,技术不成熟或操作难度过高,可利用高压力对软土进行夯实。软土之所以不牢固,根本原因是因为其空隙太大,水分太多,因此利用重物下落产生的巨大势能挤压地面,使地面形成具有一定抵抗和承重能力的硬土地。该技术操作速度快、方便、操作简单,但在操作过程中不可避免地会引起巨大的噪音和地面震动,会对周围地区的人类或生态造成影响。如需实现此方法,建议设置隔音装置。
3路桥软土地基施工中需要注意的事项
3.1过渡段的设置
土质的强度、密度等在不同的环境下会有很大的差别,而路桥的性能与受力状况等在不同的环境下会有很大的差别。为此,在路桥软土地基施工中,必须对每一段路基进行具体情况的分析,对于不同强度的路基,应合理地设置过渡段,技术人员在对施工现场进行深入分析的前提下,科学地确定施工方案,严格控制过渡段路基的沉降,避免路桥发生裂缝或直接坍塌等意外事故。
3.2台背路堤的处理
土工隔栅是路桥建设中不可缺少的重要环节,能很好地限制路基的侧向位移,增强路基的抗剪承载力,实现对软土路基侧向变形的有效约束。在土工隔栅施工过程中,要尽量避免软土路基与土工隔栅产生摩擦,同时适当地减小路桥台背位置的垂直应力,避免在垂直位置产生沉降现象,同时要计算土工隔栅到台背路堤的实际距离。
4案例
某桥梁在施工过程中需穿越一条旧河床,改道施工的可行性不高,因此工程技术人员需在施工现场处理软土地基。通过实地调查,了解到该地区软土的厚度为3.2~4.5米,由于软土的厚度较大,因此在施工过程中,既要考虑技术方案的可行性,又要考虑工程的造价,尽量采用最优组合经济的施工技术。综合分析论证后,考虑到当地片石较多,可就地取材,符合经济最优原则,故决定采用抛石挤淤法施工。现场附近采集到大量的片石,将其均匀地铺在软土地基的底部,然后铺上厚度为55cm的砂垫层,最后铺上具有良好透水性能的砂砾土,施工效果十分理想,造价低廉,使用方便。
结语
综上,路桥软土地基施工是一项系统性、复杂性较强的工程,涉及的范围较广,影响因素较多。为此,相关人员应在了解软土地基特点的基础上,立足施工现场实际,采取有针对性的施工技术,全面提高我国路桥软土地基施工技术水平,确保路桥质量安全。
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