刘义军
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。就目前大部分道路桥梁工程项目而言,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,实现对道路桥梁工程施工质量的改善。
关键词:道路桥梁;软土地基;处理技术
道路桥梁工程量的不断增加,使得工程项目建设地区变得更加多样、复杂,很容易会在工程建设过程中遇到软土地基问题。为保证软土地基处理效果,业界通过对工程施工经验的总结与分析,研究出了一系列较为有效的软土地基处理技术。为对技术展开高质量应用,确保软土地基可以得到有效处理,对各项技术以及相关内容展开研究,显得极为必要。
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。由于软土地基疏松多孔的结构,导致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表面处理技术
表面处理技术应用具有稳定内部结构以及增强土体强度等方面的优势,应用价值较为突出。目前较为常见的表面处理技术,主要有以下几种:①砂砾垫层技术。会通过铺设一定厚度砂砾垫层的方式,保证软土地基透水性能,确保排水固结效果可以得到切实优化,垫层的运用还能够对配装式构件以及机械设备形成良好保护,可避免出现大面积土质结构破坏问题;②表层排水施工技术。此种技术应用原理较为简单,会在额外载荷作用下,将土层内多余水分排出,进而将孔隙降低到一定程度之内,完成固结变形处理,在进行孔隙排水过程中,土体超静孔隙水压力会出现逐渐减小趋势,地基抗剪强度以及土层有效应力会得到有效提高,土地强度会逐渐趋于稳定状态,进而达到土质结构成型目标;③排水固结技术。该项技术主要包括加压以及排水两部分内容,会通过对土层自身透水性的运用,完成排水任务,且会设置塑料排水板以及砂井等装置,保证其透水性能。④加压技术。加压技术主要包括井降水技术和地面堆载技术,在条件允许情况下经过对电渗排水井点的运用来提高软土强度以及承载能力。
2.2置换施工法
软土地层的抗压能力、承载能力以及稳定性都是非常差的,所以為了能够改善地层结构的强度都会使用置换方式。所谓的置换施工法,其实就是将高强度的土层和低强度的土层互换,这样就能够通过土壤互换,提高地层的稳定性和性能强度。当前置换施工法的使用过程中,土壤的置换主要使用的是爆破和挖掘。但是置换施工有几个不可忽视的缺陷就是工程量较大、周期长、成本高,所以置换施工法的应用范围较小。虽然置换施工法的应用范围较小,但是其作用是非常突出的,能够有效地改善软土地基的性能强度。在进行软土地基的置换施工过程中,要先对现场的施工环境进行勘测考察,了解周围的自然环境情况,从而使用合适的置换施工法。换填方式要进行断面全宽纵面分层的方法,将软土挖去做换填处理,将置换的基土先回填入坑内,然后用路面基土进行回填。并且在置换回填过程中,要注意地下水的位置,确保地下水位是低于基坑地面的。并且在置换填充过程中,要做好路面积水的排出措施。当软土地基坑回填完成时,则要使用夯实法和碾压法对地面进行碾压,使得土壤的强度高于原有的软土地基强度,并且能够达到道路桥梁施工的要求。
2.3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。
2.4高压喷射注浆法
高压喷射注浆法需要通过钻机完成钻孔动作,在土层中的预定位置插入有喷嘴的注浆管,然后再通过高压设备将浆液变成20MPa以上的高压射流,使其从喷嘴中喷出,达到对土体的冲击破坏行为。在这之中,一些颗粒较小的土粒会跟着浆液浮在水面上,其余的会和浆液混合在一块,经过均匀的搅拌,在按照相关的比例排列顺序。此技术的优势在于操作难度低,比较容易掌握。
3结语
综上所述,进一步提高道路桥梁工程项目中软土地基施工的标准化和规范化水平,是改善当前我国道路桥梁工程施工质量及安全系数低下问题的有效措施。在应用软体地基处理方法时,需要进一步加强有关施工人员对核心技术要求和施工标准的重视,推动道路桥梁建设行业的发展。
参考文献:
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[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.
(辽宁省葫芦岛市建昌县交通运输局,辽宁 葫芦岛 125300)