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摘要:软地基主要是由杂填土、冲填土、淤泥质土、淤泥或者是高压缩性土层构成的地基,属于一种不良地基。由于软土透水性很小、压缩性较高、强度较低等特性,因此道路桥梁如果在软地基上进行施工,就需要对地基的稳定和变性问题引起重视。道路桥梁施工在软地基上施工就很容易引起地基变性和强度不能满足道路桥梁施工设计需要,因此很有必要对软地基采取一定的措施进行处理。道路桥梁软地基处理的好坏对施工质量以及施工的速度都有着非常大的影响,同时也会对工程交付使用后的安全与车辆行车效果都有着非常大的影响。为了使道路桥梁施工更好地进行,就需要对软地基进行处理,以保证道路桥梁地基的稳定性。本文分析了道路桥梁施工中软地基的特点,阐述了道路桥梁施工工程中软地基处理技术,希望对工程建设的施工起到很好的理论引导作用。
关键词:道路桥梁施工工程软地基处理技术
中图分类号:U448文献标识码: A
当前,我国经济飞速发展,这对我国交通运输的容纳力等方面的要求越来越高,尤其是经济最为发达的东部沿海地区。这些地区海拔较低、距海较近,在较为平坦的地域,海岸线、江河湖泊等特殊地形,在很大范围内存有软土,这对高架桥、涵洞和通道建设施工带来很大的风险和危害,比如:地面塌陷、开裂等。
一、关于道路桥梁施工中软地基处理的目的
道路桥梁施工中软地基处理的目的就是改善地基的渗透性质或者变性性质,从而提高地基的承载力,减少不均匀沉降和基础的沉降,降低软弱地基的压缩性,保证地基的稳定。对于软弱地基的处理通常采取人工的方法进行处理,主要从以下几个方面对软弱地基的性质进行改善:第一减少或者消除膨胀土的涨缩性和黄土的湿陷性。第二地基的振动特性得到改善,使抗震性能得到提高。第三要对地基的透水特性得到改善。要使地基的抗变形特性得到提高。第四通过提高土体强度来改善剪切特性。
二、关于道路桥梁施工中软地基处理技术分析
1.密实加固法
(1)排水挤密加固法。顾名思义,排水挤密法主要适用于含水量较高的沼泽、江河湖海等周边的软土地基,通过特殊方式进行排水吸水,比如用机械将塑料排水板插入软土层中,经过预压负荷,使水分沿塑料板上渗到砂垫层中,以此来加固软土地基的承载能力。排水挤密加固法,从另一个角度进行软土地基的加固,是一种新技术和新工艺,加固处理效果好,施工简单,在当前工程建设中的应用越来越广。
(2)深层密实加固法。深层密实加固软如,采用特殊方式对软地基进行加密和固结,如爆破、挤压等,深层加固与浅层加固方式相同,所不同的是使用的机械设备不同,而且这种方式可以在更广的范围内进行使用。深层密实加固方法适用于粘土、杂填土、素填土等多种软土地基。
(3)动力固结法或强夯法。动力软土地基加固法又称强夯法,一般采用8t-30t的重锤,在8m-20m的高空对地基进行强夯打压加密,实现加固地基、提高地基强度、减少压缩性能、改善砂土抗液化条件,进而达到提高地基承载力的最终目的。动力固结法适用于饱和性粘土地基,延伸了传统的动力固结置换方式,利用外部夯打力,将强度较高的材料打入地基,在施工地基中形成碎石墩,与原有地基形成新的承载力强调的复合地基,在很大程度上提高了地基的承载能力。
(4)高压喷射注浆法。高压喷射注浆法,与上面所讲到的动力固结方法,有某些相似性。这种方式利用高压喷射机械,将水泥、粉煤灰等强度和固结性较好的材料向软弱地基深层,进行注浆,以此来提高整个地基的强度。目前,高压旋喷桩处理深度较大,当前处理的最大深度为30m。高压喷射注浆法适用于淤泥、粘土、粉土等含水量较多的软弱地基中。
(5)水泥土搅拌法。水泥土搅拌法又称作深层搅拌法,将水泥等材质混入淤泥、粘土等软弱地基中,通过机械搅拌,提高整个地基的强度,降低含水量,增强地基的承载能力。
2.砂垫层法。砂垫层法是指当软土地基上部的软土层很薄,并且土壤的含水量较大时,在地基上敷垫厚度为0.5-1.2m左右的垫砂层。这一方法的采用是为了固结软土层, 使砂垫层能起到排水的作用。砂垫层同时又能降低填土层的水位, 从而成为低下排水层。和其他方法一样,采用砂垫层法同样保证了施工机械在施工过程中能安全通行,但是在采用这一方法时,需要充分考虑施工机械轮胎对地面的接触力、偏心程度以及软土层的地表强度因素,以此确定好砂垫层应有的厚度。采用砂垫层法时,还要注意考虑成本:在软土地基上依靠砂垫层来保证大型施工机械的通行,往往需要足够厚度的砂垫层,因此并不十分实惠,通常会与铺设材料或地表层排水法等方法并用。
3.加筋法。第一土工格栅通常可与砂垫层共同作为一层,通过这一垫层将堤身荷载传递到软土地基中去,这一层具有与路堤本身与软土地基不同的刚度,它既是路堤的柔性基础,又是软土固结时的排水面。通过这一垫层的处理后,地基变得均匀,施工速度快、路基中心最终沉降量比不铺土工合成材料要小、路堤的侧向变形也将由于设置土工格栅而减小、能较为迅速的达到提高地基承载力和稳定性的目的。第二进行铺设土工格栅施工时,需要对材料进行均匀、平整的处理。在斜坡上进行铺设施工时,为避免石块使其变形超出聚合材料的弹性极限,需要对材料保持一定的松紧度。铺设的材料存在扭曲、折皱、重叠的现象,需要在施工中尽力避免,铺设的关键工序是很好的保证铺设的连续性,所以需要避免超过其强度和变形的极限产生破坏或撕裂、局部顶破等,尤其重视过量拉伸现象的发生。在铺设施工过程中或者土工格栅的存放过程中,为了避免材料的性能劣化,都需要避免长时间的对材料进行曝晒或暴露。
4.桥涵通道处的处理
(1)涵洞、通道处与路堤一样同时填筑施工,后期再开槽做基础;在桥台处最好前后都填土,或在桥台后背填以渗水性好的砂砾材料。
(2)在这些人工构造物处采用超载预压,桥头两侧引道80-l00m范围也宜如此,以加速固结,减小通车后过大的沉降。
(3)路堤如过高,下部软土层厚、沉降量过大,沉降期过长、如处理地基费用过高,且效果不一定好时就不如改用桥梁跨过,京津塘高速公路软土地区,路堤如超过6.0m,就用桥跨通过。
(4)桥台处路堤处理: 为了加快地基固结,提高地基承载力,减轻路堤与桥台问沉降差,在桥台处的一定距离内采用砂桩,粉喷桩、旋喷桩等加固地基。
(5)涵洞和通道可采用钢筋混凝土箱形整体式结构,并同时扩大基础,它施工简便造价比桩基础可省些。
(6)真空预压: 这个方法,在赶工方面采用较多,主要用于桥头路堤,在工期紧迫,为了争取时间时不失为一种应急对策。因为它可使软土路堤迅速沉降,且提高地基承载力,效果较佳,但由于造价较高,且在北方冰冻季节使用受限,所以采用时,要权衡这些边界条件。
三、关于道路桥梁软地基施工处理注意事项
道路桥梁工程建设中,软地基的施工质量会对工程整体质量产生影响,进而威胁到交通运输安全。因此,在进行工程软土地基施工时,一定要做好施工质量控制,保证工程软土地基施工的质量,使地基工程的施工能够达到,甚至超过相应的施工等级,并能保证软土地基路段的平整度,使其功能得以充分的发挥。另外,一些规模较大的工程在施工时,难免会给周围的环境产生一定影响,比如施工中产生的噪音干扰附近居民的正常生活;施工尘沙污染环境等等。这就要求工程在施工时,必须根据实际情况,编制一套较为完整,且具有一定针对性的环保处理方案,并严格贯彻实行,尽量不对施工现场周围及附近的环境造成重大影响。需要注意的是,由于道路桥梁施工的工期一般都比较长,所以要求施工现场管理人员一定要加强工程施工过程中的管理,以保证工程的施工安全、施工质量以及施工进度。
地基是桥梁和地表的连接部分,地基承受桥梁巨大的重力以及桥梁过路车辆的不断负压。软地基的承载力较小,在施工过程是竣工之后都有可能产生巨大的风险。如果不重视软地基的处理和加固,会引起不同程度的危害,所以对道路桥梁施工中的软地基加固处理,意义非凡。
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