刘艳洁
【摘要】鉴于我国公路桥梁工程项目的建设规模有不断扩大的趋势,有必要探讨公路桥梁施工中软土地基施工技术的具体方法和应用场景,增加工程整体的安全性,提高公路桥梁的工程质量和使用年限。本文首先说明了软土地基的特征及危害,然后分析了软土地基对公路桥梁施工的作用关系,最后详细阐述了公路桥梁施工中软土地基施工技术要点。
【关键词】公路桥梁;软土地基;砂垫层;水泥搅拌桩;挤密法
一、软土地基的特征及危害
软土地基一般是指压缩性低及土层强度低的地基。软土地基的主要特征包括: 土层的含水量较多、孔隙大、孔隙比一般在 1~1. 9之间、含水量在34% ~72%之间、塑限指数在13~30 之间、饱和度一般大于95%。软土地基包含我们熟知的湿陷性黄土、淤泥、软粘性土及淤泥质地质。在对软土地基进行处理时,若未科学处理,就会造成建筑物地基不稳或者是对桩基础、桥台产生纵向推挤向河中方向和负摩擦力的作用,这会导致桥台下沉,甚至是损坏桥台,进而导致公路被破坏,危及到人们的通行安全。
二、软土地基对公路桥梁施工的作用关系
(一)软土地基对公路桥梁压实度的作用关系
软土地基土层相比普通的地基土层来说,其组成部分具有明显的差别。由于松软土、松散砂、大孔隙泥炭是组成软土地基层的重要部分,使其具有了明显的高水分性、压缩能力强、渗透能力差、抗剪能力低的特性。考虑到公路桥梁的稳定性程度对于公路质量的高低具有重要的作用,在进行公路桥梁的施工过程中,必须增加对软土土地的施压力度,将软土地基压实到位,以提高整个公路桥梁的稳定性。公路桥梁施工方在施工过程中要注意到的是,如果遇到阴雨连绵的天气,就要格外注意施工中雨水的深入情况,尽最大可能避免雨水渗入导致的公路桥梁被侵蚀现象的发生。
(二)软土地基与公路桥梁路面硬化之间的作用关系
由于软土地基的稳定性、坚固性、抗压性比较差,极易增加公路桥梁路面在施工过程中硬化现象的出现概率。在我国现阶段的公路桥梁施工过程中,大多采用沥青和混凝土对路面进行浇筑,但是这两种材料的稳定性较差,不利于路面正常固化。相反,很容易使得路面内部开裂、硬化,最终损毁公路桥梁路面。
(三)软土地基易使公路桥梁路面发生沉降
路面沉降是公路桥梁施工中很多安全事故的罪魁祸首,而软土地基是致使路面发生沉降的主要原因。公路桥梁施工中所遇到的软土层过渡带受到地下水长时间的冲刷,极易发生诸如水土流失等降低软土地基强度的现象。
三、公路桥梁施工中软土地基施工技术要点
(一)表层处理法
表层法通常指的是排水法和敷设法、增添法等,适用于表面较为软弱的软土地基。表层法的主要任务是增强地表强度,避免出现变形,保证施工设备的正常使用。如果软土地基的形成原因是含水量大,那么在填土开始之前,可以先利用沟槽进行地表排水,以降低地基表层含水量,为施工设备功能的正常发挥创造有利条件。为了保障沟槽可以替代盲沟发挥作用,最好选用碎石、砂砾等透水性较好的填充材料。
砂垫层方法适用于软土厚度小、排水性和砂砾条件好、工期充裕等几种情况的施工项目。此种方法的主要任务是加大土层强度,达到稳定要求,使用时应控制砂垫层厚度在0.12m~0.24m,垫层材料的含泥量不得大于5%.,施工过程中,应注意做好洒水压实处理,施工进行之前,必须重视砂砾表层的检查,在确保表层湿润后方可开始施工。
若地基表层为粘性土,为了保障施工质量,可以使用添加剂改良软土地基的强度和压缩性,确保施工设备能够正常使用,同时提高填土稳定性,改进固结效果。通常被用作添加剂的有水泥和生、熟石灰等,这些材料的使用能够起到明显的降低含水量的作用,并且使用这种方式可以利用固结土的化学变化,促进粘土性质的改变,达到提高土体稳定性的目的。
(二)水泥搅拌桩法
水泥搅拌桩法主要是将水泥和石灰作为固化剂,利用搅拌机械,将浆液状或者是粉体与软土的固化剂于地基基底进行搅拌,在固化剂经过化学或者物理反应后,形成的地基就具有稳定性好、强度较高的地基了。一般情况下,加固松散砂土、粉状的砂土的地基采用的都是水泥搅拌桩法。因为其对路堤的影响较小,所以其被广泛应用于扩建工程当中。在用水泥搅拌桩法进行施工前,必须要先平整场地,其中包括填平低洼的区域和清理场地垃圾等。
(三)粉喷桩路基固结法
目前,粉喷桩路基固结法广泛应用于我国的公路桥梁工程的施工中。粉喷桩路基固结法的施工流程为: 由于施工的机械设备不能于地面不平的区域进行施工,所以在施工之前,要平整、清理好施工区域,保障地基的稳定及平整,如果地基不平的话,可以采用加垫砂石的方式进行填平。在地面不平的地方加垫一些砂石一方面可以平整地基表面,便于施工,另一方面可以提高软土地基的稳定程度。在软土地基的施工过程中,需要严格控制并管理粉喷桩的原材料,尤其是水泥的质量,从而保障粉喷桩的施工质量。
另外,在施工过程当中,还需要提前对施工区域进行试桩,并根据实际的情况确定施工参数,使其符合国家规定标准。为了确保粉喷桩的施工质量,还需要在施工过程中严格按照相关规定进行操作。
(四)挤密法
挤密桩法主要适用于我国有大量湿陷性黄土分布的中部及西部地区的公路桥梁软土地基的施工当中。挤密法的工作流程为: 一是于软土地基上打桩孔。二是在桩孔中填入石灰、砂石或者是素土。三是分层进行密实夯填。
这种方式可直接在原地进行所有施工,不需要使用大型设备机械进行施工,同时,挤密法可直接利用废弃材料作为桩孔填充物,有效地节省了材料成本。其中,挤密法主要是通过石灰土桩法达到基土密实的效果。石灰土桩法主要是按照科学的比例调和炉渣、粉煤灰、石灰块等材料,在利用调和物进行基土回填、夯实。由于生石灰具有气、水硬性的特点,因此当生石灰与其他材料进行搅拌时,其体积会发生膨胀,进而达到挤密地基的目的。另外,挤密法中还有一种方法,即砂石桩法,其工作原理是合理处理砂石、碎石、卵石等材料,再将其填入到桩孔中,以提高软土地基的固结性及结构的承载力。
(五)灌浆法
灌浆法是运用液压、气压或者电动化学的原理,把具有充填性、胶结性等特点的材料注入到各种介质之间的裂缝和空袭之中,实现其强度和密实度的增加。灌浆法的主要目的是加固结构的同时实现防渗。在公路桥梁的建设过程中,除了需要提高灌浆对象的模量和强度之外,还需要达到恢复构筑物的整体稳定、降低渗透性、截断水流等诸多方面的目的。过去该方法主要用于改善强渗透底层,近些年来,针对软土中的灌浆法进行了一些列的实验,并取得了良好的工程效果。
(六)竖向排水固结法
在地基中設立垂直排水柱,能够起到显著减小排水距离的作用,提高排水固结以及抗剪强度。排水柱材料一般有两种:砂井、纸板。排水由于施工方式的差异,砂井排水法可以分为多种,比如水射式和袋装式等。此种排水方法通常不会独立使用,一般会与加载法、缓速填土法同时使用,能够起到较好的效果。
结语
综上,软土地基施工是公路桥梁施工中的重要组成部分,其施工水平在很大程度上影响着工程的整体质量。因此,施工方要积极探索新方法、采取新制度、
研发新技术,以确保软土地基的施工速度和施工质量,提升工程整体安全性,更好地服务于我国经济和社会的发展。
参考文献:
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[2]鞠秀志.公路桥梁工程软土地基施工中的加固工艺[J]. 中国高新技术企业. 2014(22)