王忠鑫 王宇
摘要:随着我国经济建设的不断发展,道路桥梁建设施工工程量激增。在道路桥梁施工过程中常会遇见软土地基,软土地基对于工程建设的危害较大。本文首先分析处理软弱地基的重要性,然后具体分析常见的处理方法,为今后软弱地基的处理提供理论上的建议和指导。
关键词:道路桥梁;施工;软弱地基;处理措施
软土地基处理是道路桥梁工程施工中的难点与重点,软基处理质量直接影响整个道路桥梁工程的施工质量。随着我国科学技术的发展,软基处理技术逐渐增多与完善,在很大程度上提高了我国道路桥梁施工整体质量。目前,我国基础设施建设正如火如荼的进行中,作为基础设施中重要的一部分,加强对道路桥梁工程软基处理技术的研究具有十分现实的意义。
一、道路桥梁工程中软土地基的特点
在道路桥梁的施工过程中常会遇见软土地基。软土地基具有一些特殊的属性,不利用工程施工的开展。首先,软土的含水量较高。软土是由于多年沉淀而形成的图纸,渗透性较小。含水量最高可达72%。软土可以说是一种流动性的土质,很难被渗透的特点,为工程施工的地基排水带来了一定的难度。
其次,软土具有抗剪能力低、土质松软的特性。由于软土地基中这种土质松软所以抗剪应力较小,抗剪强度低,使得地基需要承受较大的载荷,对于荷载较小的地方就会造成土层的塌陷,形成路面的裂缝。
第三,软土的形成方式,也是造成道路橋梁工程危害的关键。由于软土具有非常明显的结构特点,一旦受到破坏容易触动整个软土层,导致整个软土结构疏松,因此在施工的过程中不过多的扰动地基中的软土层。
二、道路桥梁施工中软弱地基处理的必要性和目的
道路和桥梁是我国经济发展过程中离不开的重要载体。无论是从事生产活动合适人民进行基本的生活,都离不开道路和桥梁。而地基又是道路和桥梁的重要基础,地基的稳定与否直接影响着道路和桥梁稳定与否,又会间接影响该区域内的物质交流和经济发展。因为各种其他方面的重要因素,在某些地区必须在软弱地基上进行施工,所以必须对软弱地基进行改善。改善的原则是,尽量使用天然地基。特殊情况下如果是淤泥质土,则应当充分利用其上层较为稳定的土层作为地基持力层。而如果淤泥质土的上层稳定层较为薄弱的话,在施工过程中应当充分小心,防止对淤泥质土造成影响;如果是其他的建筑垃圾或者是工业废料的话,如果其较为稳固,可以对其进行处理后作为地基使用。
处理软弱地基的目的就是通过各种方法,改善地基软土的物理属性,提高其承载能力。一般来说是改善其渗透性和沉降性。一般改善软基要达到的目标是减少膨胀土的胀缩性,提高其抗震性,控制其透水性,阻碍其变形性,提高整体土地的强度和稳定性。
三、路桥梁施工中软弱地基的处理措施
(1)排水固结法
在道路桥梁建设过程中,可以再施工前对施工部分的地基进行预加载荷的碾压。在进行碾压时,可以排除部分软土层中的水分,还可以进一步增加软土地基的密度及强度。排水固结法则是在这时通过软土地基自身的固结属性而进行排水的方法。在经过碾压之后,软土地基中的软土会固结在一起,这样就增加了软土地基的强度。为了进一步提高软土地基的固结率,可以在软土地基中设立排水柱,增加整个桥梁施工地基的抗剪度。对于较深层次的排水固结施工来说,可以高效地完成作业,大大提高整个道路桥梁施工软土地基的承载能力。具体的施工方法:排水固结法往往与填土法、加载法一起使用。
(2)砂垫层法
这种方法常用于软土层不太厚,排水性能好,砂砾资源充足,工程工期不紧张的情况中。一般当砂垫层厚12—24cm时,应当结合提升排水面理论,利用软弱地基在构造物荷载下能有效加速排水固结凝结的作用,来强化软土层的强度,实现稳定要求。在选择砂砾垫层施工组织材料时,应当控制好洁净中、粗砂,确保5%以下的含泥量,还应注意选择那些粒径在5cm之内的天然级配砂砾。为了确保显著的排水效果,应当在施工组织时做好洒水压实工作,施工组织前要检查好砂砾表层,表层湿润时则可采取施工组织处理。
(3)水泥搅拌桩法
此法以石灰、水泥等材料为固化剂,通过深层搅拌机械的作用,将软土与粉体或浆液桩的固化剂在地基深处进行强制搅拌,经过一系列的物理化学反应,形成强度高、稳定性好的复合地基。水泥搅拌桩法常用于对粉土、松散砂土等地基的加固,其优点表现在施工组织过程中对路堤的干扰较小,非常适合扩建工程施工组织。在施工组织之前,首先要保证场地平整,如果有低洼下陷的区域要用粘土填平,同时需要清除场地内的一切杂物,如砂垫层和生活垃圾等。
(4)孔内深层强夯法
这种方法是我国发明的,唯一在国际上获得的金奖项目。在比利时布鲁塞尔举行的第52姐尤里卡世界发明博览会上,先长城岩土公司的司炳文教授发明的孔内深层强夯法(又称作DDC技术)获得当届5项尤里卡金奖,还获得了比利时国王的骑士勋章。这种方法是是现将地基内情况,再分层填料,进行强夯。这种方法将动力强夯与材料加固相结合,具有更高的动能,能够显著改变土质的粘度和密度。这种方法最重要的优点不在于能够解决软弱土层,还充分利用了建筑废料,将建筑废料充分利用,甚至是我们身边常见的鹅卵石都可以作为填料进行施工,另一方面又节省了钢筋水泥等建筑消耗材料,符合我国当前的可持续发展理念。这种方法不仅实用,还节省成本,又环保,是今后应当大力推行广泛应用的方法。
四、软土地基施工技术运用的注意事项
第一,在道路桥梁工程施工过程中,对于软土地基施工要注意桥梁的等级要求。不同等级的桥梁对于工程的施工有不同的要求。这也决定了软土地基加固与处理的不同要求。对于等级要求高的道路桥梁应该采取力度较大的工艺技术来处理软土地基,避免沉降以及地面裂缝的产生。而对于等级要求比较低的桥梁,可以预先铺设路面,等软土土层沉降之后再进行桥梁铺设。
第二,道路桥梁工程的施工环境对于软土地基的施工也有一定的影响。不同的施工环境,具有不同土质的软土层,所以应该具体分析软土的土质,然后采取一定的施工技术进行处理。例如,对于一般粘性的软土土层可以采取实压的办法进行处理。对于砂性土壤的软土则可以采用挤密法来处理。对于土层较深的软土地基可以再表层对软土进行处理之后,再配合其他方案进一步加固软土层。对于土层较浅的软土地基的可以先进行表层处理之后,再进行表层挖掘与回填。若软土地基的图纸渗透性较差则需要长时间的排水之后,才能进行其他方式的处理,提高地基的稳定性。
五、结语
综上所述,道路桥梁施工过程中,软土地基是常见的地基形式,需要做好软基处理工作,在施工中要严格按照施工方案进行处理,保证软弱地基处理后达到营运阶段所需要的强度及稳定性,保证路桥工程投入运行后的安全性,保证在运营阶段的使用寿命。
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作者简介:
王忠鑫,男,满族,籍贯:本溪,本科,研究方向:道路与桥梁。