道路桥梁施工中软土地基处理技术的应用探讨

发表时间:2021/7/5   来源:《基层建设》2021年第10期   作者:魏珊
[导读] 摘要:对软土地基进行有效的处理,是保障道路桥梁工程项目基础结构稳定性和使用安全性的重要工作内容。
        武汉市市政工程机械化施工有限公司  湖北省武汉市  430000
        摘要:对软土地基进行有效的处理,是保障道路桥梁工程项目基础结构稳定性和使用安全性的重要工作内容。由于软土地基的存在而产生的路面塌陷与不均匀沉降等依然是施工的重点和难点问题。而针对软土地基松软多孔的特点及其对道路桥梁工程产生的危害性,需要有关施工人员进一步提高软土地基处理技术水平,实现对道路工程施工质量的改善。
        关键词:道路桥梁;软土地基;处理技术
        道路桥梁工程建设质量与效果,一定程度上与软土地基处理技术的有效运用密切相关。因此,在施工中要科学、详细地分析软土地基的环境情况,制定符合实际的软土地基处理方案,恰当解决软土地基存在的密实性低、固结期长、极易变形等问题,便于有效提高软土地基的稳定性,使其承载力满足施工要求,对减少施工安全事故也有着积极作用。
        1道路桥梁工程项目中软土地基的特征
        1.1疏松多孔的结构
        相对于建筑工程项目中常见的一些地基结构类型而言,构成软土地基的泥土大多属于松散、颗粒状的黏土与粉土,因此土质的松软也进一步导致形成的软土地基结构具有疏松多孔的特点。软土地基疏松多孔的特点,一方面会造成土壤中的电荷分布不均匀,这会严重影响到地基结构的各项性能。除此之外,部分软土地基除了由黏土构成之外,其中还掺杂有泥炭和松散砂石等,这些杂质的存在会进一步增加软土地基中的空位数量和孔隙的大小。当雨水透过土层渗入到这些空隙中时,便会进一步提高软土地基内部的含水量,大幅度降低了地基结构的密实度和强硬度,严重影响到路桥工程整体结构的稳定性。因此,只有利用科学的软土地基处理方法对土质结构进行有效的改善,才能确保软土地基上部的建筑物稳定性和安全性达到国家要求的使用标准。
        1.2流动性能较强
        流动性也是软土地基的一个重要的特点。产生流动性的原因主要在于软土地基土质松散,而且内部含有大量的孔隙与水分。一方面随着外部压力的增大,软土地基中的空气会在压缩中不断消失,从而促进了软土地基内松软的土层不断移动,表现为一定的流动性。另一方面,软土地基内部存在较为丰富的自然水资源,而在温度的影响作用下,水的蒸发与扩散会进一步带动周围的泥土也不断移动。在道路桥梁工程项目中,随着车辆的通行导致桥面或者路面受到的外部压力不断增大,当量变产生质变时,会进一步促使软土地基的不均匀沉降发生。而这一问题的出现,会导致更为严重的地基坍塌和建筑结构损毁等现象的产生,从而造成不必要的财产损失与人员伤亡。
        1.3抗剪强度相对较低
        对于现代化道路桥梁工程项目的地基结构而言,抗剪强度是衡量一个地基结构稳定性与抗剪切、压缩能力强弱的一项重要指标。软土地基疏松多孔的结构,导致其很难在高强度的外部载荷作用下,依然保持较为完整的结构和较好的结构强度。因此,软土地基的抗剪强度系数普遍较低。另外,这种地基结构的压缩系数本身偏高,所以以这种软土地基作为主体地基结构的道路桥梁工程项目,其承载能力与结构稳定性方面便会存在很大的安全隐患问题。例如,在道路桥梁的实际施工过程中常见的塌陷与地基下沉等问题,大多是由于施工现场地基中存在有部分未被发现的软土地基结构。在这种情况下,由于地基的承载能力不足以抵消上部建筑的重力与下沉趋势,所以会导致一些质量与安全问题时有发生。


        2道路桥梁工程中软土地基处理技术的应用
        2.1强夯法
        在对软土地基进行处理时,对于一些天然孔隙较大,并且天然含水量在一定范围内的软弱黏性软土地基,可以使用重锤夯实或者强夯法进行地基处理。强夯法的作用原理是对软土地基土层施加巨大的冲击力,土层在冲击力作用下会在内部产生很大的冲击波和压力,对土体孔隙进行压缩。另外,在强夯的过程中,夯实点附近的土层会在一定深度内形成裂隙良好的排水通道,将土层中的孔隙水和气体排出,使得土层可以快速固结。软土地基在完成强夯以后,地基承载力获得了大幅度提高,可以使得土层的压缩性降低200%~1000%,是一种非常有效的处理技术,广泛应用在天然孔隙比大、含水量高的软土地基中。
        2.2换填垫层处理技术
        换填垫层处理技术适用于软弱土层厚度较小的情况,施工单位可以将路基面以下的软弱土层部分挖除,或者全部挖除,将强度大、稳定性好、无侵蚀性的材料换填进去,直接改变软土地基的性能。换填垫层处理技术应用时使用的换填材料通常是具有良好渗水性的砾料。换填垫层处理技术可以用来处理软弱土层厚度在2~3m范围内的地基,具有一定的经济性,但是如果软弱土层的厚度过大,再使用换填垫层处理技术就需要增加取土方量,从而使得施工成本增加。需要注意的是,在进行换填垫层处理时,首先需要对定位线进行明确,然后再进行排水布置,为边坡稳定提供保证,合理控制地下水,避免出现水层降低问题。
        2.3排水固结处理
        排水固结处理就是对软土中含水量较大的地基进行处理,其原理就是通过在软土地基中插入排水管,并且让管道呈垂直的排水形式,使得软土地基类多余的水通过管道排出,从而达到排水固结的作用。当前,排水过节处理技术主要有以下四种方式:沙井堆载预压、降水预压、真空排水预压、电渗排水固结。沙井堆载预压是用于排水性较差粘土层较多的施工环境,沙井能够将土层进行压实,使得地基的强度大大提高,从而实现排水固结和加快土层凝固。而降水预压法是采用井点抽水来降低地下水的水位,地下水水位降低,必然会使得软土地基的含水层下沉,从而实现软土地基的地层结构改变,加快软土地基的处理速度。所谓的真空排水预压,就是把砂垫层和沙井布置在加固的土体中,然后在砂垫层上放置不透气的塑料薄膜,最后再使用真空抽气设备进行真空抽气,在大气压的作用上,使得软土层中的水分逐步通过孔隙流入沙井,这时候就能达到排水过节的作用。但是真空排水预压的方式应用成本较高,并且此类方法的适用范围较窄,所以在我国道路桥梁建设过程中,真空预压法并没有得到广泛的使用和推广;所谓的电渗排水法,就是利用直流电装置把软土地基当中的水体电流进行物理性导向,让土层中的水分流向趋于一致,使得水分能够从统一的排水孔或沙井中排出,从而能够达到快速排水过节的效果。但是这些方法的使用具有一定的安全隐患,在使用过程中技术操作人员特别需要穿着无漏密封的绝缘服,以免造成触电事故,所以电渗排水固结法拥有一定的使用限制范围。
        2.4粉喷桩加固处理技术
        通过实际调查发现,在当前我国道路桥梁软土地基结构施工过程中,如果遇到加固淤泥以及淤泥质土等,要想保证该地基结构能够顺利施工,最好的方法就是粉喷桩加固处理技术。所谓的粉喷桩加固处理技术,简单来说,就是施工人员借助粉体状固化剂的作用,将其进行搅拌之后开展的一项处理形式。尤其是外界以及等多种因素造成的饱和软粘土,更适合应用粉喷桩加固处理技术。
        3结语
        随着我国社会经济的快速发展,我国的城市化建设进程也在不断的加快,道路桥梁建设工程的数量和规模都在增加和扩大能够更好的保证道路工程施工的质量,在施工过程中就要实现对软土地基的处理和控制,作为相关的施工人员要不断探求新的软土地基施工处理技术,大幅降低软土地层的湿敷处理成本,提高土层的承载力和适应性,保障道路桥梁建设的安全性和稳定性。
        参考文献:
        [1]王晓平.论路桥施工中的软土地基施工技术[J].中国设备工程,2021(2):209-210.
        [2]苑佳,周新雨.软土地基处理的几种方法综述[J].能源与环保,2021,43(1):39-42.
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