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摘要:近些年,随着我国建筑行业的不断发展和进步,目前,软土地基是道路和桥梁施工中常见的一种特殊地质情况。若因工程在实施阶段未采取可靠措施进行处理,经常会影响施工质量,甚至对运营带来安全隐患。本文就软土地基对道路桥梁的影响,从软土地基处理方案选择、施工方法等方面进行简单分析。
关键词:道路桥梁;软土地基;方案选择;施工方法
引言
道路桥梁中的软土地基处理不当,就会影响后续施工的开展,影响大型机械设备的正常施工,甚至会造成施工沉降、病害和裂缝等问题,对路桥施工的质量和使用寿命造成严重影响。因此,采用适合的方式处理软土地基,对于路桥施工具备重要意义。
1道路与桥梁施工中软土地基的特征分析
软土地基含水量较高,地基中多由数年沉淀而形成的土质组成,一些极端条件下的软土层含水量可以达70%以上,土质的流动性较强。另外,此种地形由于剪应力小,强度低,因此需要地基承载力更强,若是受力载荷分布不均匀,可能会造成路面出现裂缝,非常不利于道路和桥梁工程的顺利进行。
2软土地基的基本特点
2.1渗透能力差
软土地基中由于缺少沙子,固化程度低,渗透性极差,软土地基内部颗粒大,一般会导致大量水分的流失,在外部压力下,水分的流失就会对路桥产生影响,造成路桥裂缝等病害。
2.2水分含量高
软土地基的水分含量比一般的地基更高。在施工完毕后,由于路桥使用时长的增加,水分不断被挤压,地基中的水分不断减少,就会造成严重的道路沉降,影响路桥的正常使用。
3软土地基方案选择的影响因素
3.1环境与施工企业技术能力
在选择软土地基处理方案时,必须综合考虑道路桥梁工程的施工环境和施工企业的技术水平。不同地质条件对方案的选择有着不同要求,如砂性地基应优先选择预压或排水固结的处理方法。黏性地基则应选择置换或挤密的方法。无论采用何种方法,都必须根据现场实际情况结合施工企业技术水平合理调整。
3.2路面结构受损
通常,路桥地基施工所应用的主要原材料就是混凝土与碎石,若工程所处区域的施工环境不利,或者一线施工技术人员未严格执行相关标准规范,就会导致软土地基夯实加固处理不达标,在降雨集中季节,地面径流影响路面结构质量。再加上地基施工所用的混凝土与碎石材料抗侵蚀能力弱,使得工程路面出现材料脱落或结构稳固性不足等问题,进而影响整体工程建设质量。
3.3路面不规则沉降
部分区域地下水文环境较为复杂,浅层径流长期冲刷工程软土层过渡带,导致水土过量流失,软土地基安全稳固性下降,在交通运载负荷加重的情况下,出现不规则沉降问题。该情况会影响路面结构的安全性,对交通运输构成潜在威胁。
4道路桥梁施工中软土地基处理技术分析
4.1置换法
置换法可以提升地基的整体承受能力,在路桥施工过程中,可以使用抗压稳定性能较高的土壤代替软土,从而提高地基的抗压能力。置换法经常使用爆破法和人工挖掘法等,也可以使用机械开挖操作,工艺简单,但是施工成本较高。
4.2加筋技术的核心原理
当前加筋技术应用的主材料包括竹片、柳条、不锈钢钢带。通常,软土地基加筋处理主要包括如下三个基本工序:①同步处理砂石垫层与土工格栅层,进一步提升合体层结构强度,依靠合体层的强度特征增强整个软土地基结构的承载负荷力;②为增强软土地基结构的抗压能力,应当优选填铺技术,并严格检查铺设材料质量。例如,在铺设土工格栅的过程中,均匀处理施工原料;在软基斜坡施工过程中,将施工原料紧密度控制在合理范围内,以防结构形变问题;③在填充加筋材料的过程中,需制定完善的填铺方案,有效提升整个软土地基结构的安全稳固性。
4.3排水固结法
排水固结法是通过对软土层预先加载压缩土层,从而达到排水和挤密土体空隙从而强化土体固结的目的,以提高土体强度和地基承载力。
4.2.1堆载预压法
堆载预压法是在结构施工前用不小于设计荷载的回填土体或重物对软土层进行填压的一种措施,促使地基提前固结沉降以提高地基强度,减少工后沉降。该法施工简单,成本较低,因其堆载及固结时间较长,对工期要求高的项目不适用。
4.2.2真空预压法
真空预压法是在软土地基内设置砂井或塑料排水板、在顶面铺设的砂垫层中埋设吸水管道,并采用塑料膜封闭砂垫层,用真空装置通过吸水管道抽气,排出土体及膜内空气形成真空带的一种软土地基处理方法。因抽气致使膜内外产生气压差,在抽气的同时可排除地下水,压缩土体空隙,从而达到固结土体的目的。该方法不需要堆载,适用于大面积施工。
4.2.3强夯法
强夯法使用起重设备将重锤提升到高处,利用其下落过程中产生的动势能在接触土壤的瞬间对土体产生巨大的冲击,从而使土体空隙压缩并排挤地下水,通过夯击点四周裂隙排除水气,使土体迅速固结。强夯法因施工噪音大、且重锤提升高度有一定要求、对土体的冲击会造成边坡失稳等特点,对适用地点的选择有一定的要求。
4.4挤密法的有效运用
根据具体的施工阶段需求,可以采用挤密法完成对软土基地的夯实操作,使软土的密度和强度能够得到有效的增强,进而有效地完成相应的施工规范。为了能够获得较为理想的土质,需要根据施工现场的情况就地取材,选择一些素土和灰土作为填装用土。在具体的施工过程中,需要在软土层中打下桩孔,并进行侧向挤压,让整个土层的密度得到增强,同时将准备好的填土放入桩孔之中完成回填。
4.5加载法
加载法是一种较为广泛使用的处理软土地基的方式,可以有效提高软土地基的密实度,提高地基强度,减少地基沉降固结。在软土地基内部进行有效的填充,减少其中的空气,在地基面层上铺夹砂层,另外在上面铺一层不透水的膜,可以形成一个封闭式的加载方法,提高地基的承载力。
4.6复合地基
复合地基是通过在软土层中添加粒料形成桩体或在原土体中添加胶凝材料搅拌形成桩的方式压缩软土层空隙并改良土体,并在桩顶和基础间设置一定厚度的粒料褥垫层将上部结构荷载传递至桩和桩间土,桩和桩间土共同受力的一种软土地基处理方法。常见的复合地基有挤密桩、水泥(灰)搅拌桩、CFG桩等。
复合地基需在软土层中钻孔,并在孔内加入水泥、石灰、粉煤灰、砂、碎石、石粉等材料经过搅拌、夯实后形成桩。由于桩体材料的挤压使得桩间土壤空隙被压缩从而提高了土体密实度和承载力。桩顶若不设置褥垫层,桩和桩间土不能共同作用,该地基不能算为复核地基,因此粒料褥垫层是复合地基必不可少的组成部分。
结语
在道路与桥梁施工中软土地基施工过程中,可以采用表层排水法减少软土的含水量,并通过添加深层水泥和石灰来改善软土地基结构,同时还可以采用排水固结法、挤密法等方法提升软土的密度和强度,从而有效地完成相应的软土地基建设任务。
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