桥梁施工中软土地基施工技术分析

2016-07-20 08:15侯兵
大科技 2016年5期
关键词:垫层含水量稳定性

侯兵

(中铁二局第四工程有限公司 四川成都 610000)

桥梁施工中软土地基施工技术分析

侯兵

(中铁二局第四工程有限公司 四川成都 610000)

我国地质条件复杂,在桥梁的施工过程中难免会遇到软土地基的状况。然而,对软土地基的施工质量又直接关系到整个公路桥梁工程的使用质量和运行周期。因此,施工企业对软土地基的处理质量也逐渐引起了重视,加大了对于软土地基施工技术的重视和分析,以期在提高工程质量的基础上减少对于施工的时间和成本投入,为我国公路桥梁的使用质量奠定坚实的基础。为此,本文就当下软土基地的处理技术的内涵和对桥梁施工的影响作了分析,希望桥梁施工企业可以更好更科学更合理地应用施工技术。

桥梁施工;软土地;地基施工;技术分析

我国正在逐步推进城乡结合和建设,而道路和桥梁作为连接二者的纽带,同时也是经济发展的主动脉,其质量水平直接关乎我国人民群众的人身安全和财产安全。而桥梁工程的施工过程中,各个方面的要素都会或多或少影响工程质量,尤其是地质因素的影响,这部分的影响最大,问题也最明显。在我国广阔的疆土内,需要进行的桥梁建设也较多,自然会面临着复杂的地质环境,在众多不可预见的地质状况中最大的难题莫过于软土地基的处理了。由于软土地基本身就并不具备太高的自身黏性,往往也没有基本的稳定性,桥梁施工遇到这类地基往往十分麻烦。需要先对软土地基进行特殊处理,保障其能给工程和设施提供基本的支撑和稳定性,为后续的通行提供保障。

1 软土地基的概述

所谓的软土地基,是指其中土质主要由相对细小的颗粒组成,大多形成于水域附近的环境中,在长实践的沉积过程中造成了其软塑的特性。其所涵盖的范围较广,淤泥、冲填土和杂填土等都在其范围内。这类土质具有一定的共性,即压缩性强,强度、支撑力和稳定性等较弱。因此,在此类地基上进行工程建设往往需要引起注意,由于其所具备的强度和稳定性对于工程建设而言很是不利,需要进行严格的技术处理和管理控制。为了进行严格的处理,首先需要对软土地基的特性进行认识。

①软土地基往往会比其他的地质拥有较高的含水量和空隙比。就含水量而言,一般都能达到40%的水准,最高的甚至会超过75%,这也说明了其中的空隙比会比较大。②由于空隙比和含水量较高,也会造成抗剪强度低。在未排水的自然状况下,其抗剪强度往往不足20kPa,有效内摩擦角约为20~35°。③这类地基往往压缩性高,自然条件的压缩系数为0.5~1.5MPa-1之间,最高可以达到4.5MPa-1,压缩指数C约为0.35~0.75。[1]

除了上述的特性之外,其还具备固结周期长,易变形等特点,甚至在其主固结沉降结束之后,仍旧会发生次固结沉降的状况,处理难度较大。

2 软土地基对桥梁施工的影响

(1)对桥梁的稳定性产生影响。正是由于这类地基带一定的孔隙,而且是由砂砾混合而成。因此,这类土基也可以在随后的时间内不断被压缩,只要还存在一定的压缩空间,对于工程建设而言,就不具备稳定性,对设施今后的使用质量也是一种威胁。尤其是在施工遭遇阴雨天时,雨水不断的渗入到土壤之中,由于其渗透性较小,雨水流失很慢,对桥梁的侵蚀作用是不容忽视的,对桥梁的质量安全产生了极大的影响。

(2)导致路面开裂和硬化的状况。软土地基除了稳定性、抗压性以及坚固性的问题之外,也会因此产生连锁反应,造成桥梁路面的硬化。除此之外,沥青和混凝土这两类稳定性较差的材料应用到工程之中,内部的地基若是也产生了不稳定,容易造成路面内部开裂以及硬化的问题。

(3)导致路面沉降。软土地基的沉降问题是其造成所有问题中最棘手的。因为造成这类问题的原因较多,解决起来也比较困难,对桥梁的正常施工影响巨大。其中比较具有代表性的一种原因便是渗透性较弱造成的地下水侵蚀,出现水土流失的问题,导致软土地基强度大大降低。而这类水土流失以及后续的沉降状况也并非均匀的,容易造成开裂和滑坡,严重影响公路桥梁的使用寿命。

3 桥梁施工中软土地基的施工技术

3.1 表层排水法

由于含水量较高是软土地基较为明显的特征。因此,利用排水的方法降低软土地基内的含水量,也可以使得地基中的抗应力破坏性能得到强化,渗透能力也被提升。地基所具备的稳定性自然也会达到工程要求的水准,更好的满足工地机械作业条件。这类软土处理方法往往需要具备含水量较高和地质较好两个特点。而在整个措施完成之后,还需要利用石块和砂石来将排水沟填上,保障整个地基结构的稳定性。对于需要在地基中进行孔管设置的状况而言,良好的过滤材料必不可少。

3.2 添加混合剂

所谓软土地基处理技术大多是针对该类地基在某些性能缺陷上进行补足和增强。因此,通过加入某些混合制剂对软土表层的稳定性、结构强度以及抗压缩能力进行强化,使之可以在今后的施工和建设中满足相应的需求。

3.3 土质置换法

简而言之,土质置换法就是利用优秀的土质增强原来软土地基的中稳定性和强度的缺陷。这样一来,不仅这两类特性得到了有效的改善,后期容易出现的不均匀沉降现象也得到了有效的遏制。此方法虽然使用简单,效果良好而迅速,但是由于其实施成本较高的缘故,多用于短期工程。

3.4 加载法

加载法,顾名思义就是利用荷载的加强让软土地基的沉降提前被完成。尽管这类人工的地基沉降工作不一定能够保障地基沉降的状况,但其所能带来的影响却会得到很大程度的降低。若是再结合其他的措施就能将沉降这类负面影响降至最低。然而,值得一提的是,载荷的增强需要进行细致的研究,因为一旦载荷增加的过大,就会造成软土地基的结构被更大程度的破坏。因此,加载的速度需要慢下来,这样就可以拥有更好的时间和机会进行细致的软土地基结构固结的效果调整。[2]

3.5 砂垫层法

砂垫层法主要被施工单位应用到那类具有上土层薄弱和高含水量这两特点的软土地基,其目的便是通过厚度为0.5~1m的砂垫层解决软土地基的问题。其特点是不但能够实现软土层的固结,还能使得填土内的水位得到降低。而这类施工技术最值得注意的便是施工机械和敷设样板的问题。前者需要对砂垫层厚度进行考虑,分析机械施工的具体情况,尤其是机械重量对地面的承载、偏心程度以及地面强度问题,确保正常作业又不影响施工预期。而敷设样板则是该类模式的一个特点。当对透水性差的土壤进行填土,坡脚周围砂垫层被覆盖,可能导致侧向积水,因此需要敷设样板。

3.6 粉喷桩加固处理法

粉喷桩加固处理是一项施工要求比较细致和严格的工序。首先需要进行相关技术材料和数据的收集整理,比方说桥梁施工现场地质和土质的检验报告、添加剂的实验报告、设计方案图纸等,并以这类数据报告为今后的处理作为依据。然后,需要对施工现场进行细致的清理,对地表进行回填,保证低洼可得到平整处理,从而保障施工环境。最后,还需要进行设备管理和检修,原材料的质量检测和实验,保障正常施工。除此之外,粉喷桩施工的工艺应当依照实际检验报告和数据分析为基础,具体问题具体分析。[3]

4 结束语

软土地基施工意义重大,因此施工需要借助先进的技术,适当的选择应对模式,为随后的工程建设提供坚实的地基基础,最终保障桥梁能够使用的更加长久。而在具体的软土地基施工当中,应对实际情况进行具体分析,灵活应对,确保软土地基能够更好满足桥梁施工的要求。

[1]韩大伟.桥梁施工中软土地基施工技术及注意事项[J].科技创新与应用,2015(14):203.

[2]李永生,邹小毛.桥梁施工中软土地基的施工技术[J].中国水运(下半月),2013(08):231~232.

[3]马飞.公路桥梁施工中软土地基施工的技术要点分析[J].交通世界(建养·机械),2015(13):80~81.

U445.55

A

1004-7344(2016)05-0157-02

2016-2-5

侯兵(1987-),男,四川南充人,助理工程师,本科,从事地铁施工工作。

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