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(广东省冶金建筑设计研究院广西分院 广西南宁 530022)
摘 要:在路桥工程建设中,不可避免的会遇到软土地基的问题,给施工建设带来了不同程度的不利影响,如不进行处理或者处理的方式不正確,会使得地基失稳,导致道路桥梁整体出现不均匀沉降。本文针对公路桥梁在软土地基施工的基本概况、公路桥梁软土地基施工的技术要点和注意事项进行探讨。
关键词:公路桥梁工程;桥梁地基;软土地基;处理;施工技术
在道路桥梁工程的施工过程中,影响路桥质量的关键性因素是软土软基。而软土是指以水下沉积的软弱粘性土或淤泥为主的地层,有时夹有少量的腐泥和泥碳层。软土地基的施工在路桥工程中十分常见,但又因其含水量高、渗漏性差、压缩性强等方面的特点,为路桥施工的地基处理带来一定的难度,在路桥建设工程逐渐增加、范围逐渐延伸的形势下,这一问题逐渐受到社会各界的广泛关注。为了保证公路桥梁的建设质量和使用寿命,必须经过必要的处理,来提高软土地基的强度,保证地基的稳定性,降低软弱土的压缩性。
1软土地基概况
1.1软土地基内容
软土是指湖沼、海滨、谷地沉积的具有较高的含水量,土壤孔隙较大、压缩性强、抗剪能力低的细粒土。我国的公路行业规范对软土地基定义为强度低、压缩量高的较弱土层,大多数都含有一定的有机物质。
1.2软土地基特点
①具有较大的天然含水量,比例大约在35-70%的范围内;②压缩性高,压缩系数在0.005-0.02的范围内,因软土具有较大空隙的原因,土粒间的稳定性连接结构缺乏;③渗漏性差,许多土壤的渗水系数小,内部深水条件差;④抗剪能力低下;⑤触变性强,软土结构会因受力作用恢复或者降低。
2软土地基对道路挢梁造成的危害
对于公路桥梁来说,软土地基有极大的危害性,如果不处理或处理不当,就会造成地基失稳,使道路沉降过大或不均匀沉降,对道路特别是桥梁造成不同程度的的损害。路基的好坏直接影响列基层和面层及道路的使用寿命。对基层位于软土路基上,在重车的反复作用下,路基土有可能挤入底基层,从而降低强度,导致路面的变形和破坏。在软土路基中,水是最关键的破坏因素,含水量过剩,车辆荷载反复作用,就容易形成翻浆,直到对路面结构的破坏。
3改善桥梁地基的措施
3.1提高土的剪切特性
施工中常见的结构失稳或者开挖地基时边坡失稳,使地基的承载力下降,使附近的地基隆起或局部突起等现象均表现为地基的剪切破坏。在施工时必须避免这种破坏,防止此类情况发生,就要在增加土的抗剪强度,提高地基土的承载力方面采取相应的措施。
3.2改善压缩特性
桥梁地基土是高压缩的话,桥梁的沉降则比较大,此时就要为提高地基的压缩模量采取相应的措施,以满足规范的要求。
3.3降低土的透水特性
如果在施工时地基发生渗漏或产生管涌、流砂等类似现象,说明土的透水性比较强,应采取必要措施,如减少水的压力或改变土的渗透性能。
3.4改善动力特性
改善土的动力特性即是说在地震时或由于某方面的因素导致的振动,致使一些粉、砂土产生液化现象,液化是施工时必须防止发生的,因此必须采取能提高土的抗震性能的措施来防止土的液化,以达到施工要求。
3.5对不良地基的特性进行改善
不良地基一般表现为黄土的湿陷性、膨胀性、压缩性等,要采取措施消除和减少此类地基的不良效应。
4道路桥梁施工中软地基的处理技术分析
4.1换填土处理法
换填土处理法,就是当道路桥梁地基无法满足所应有的承载力和稳定性,而且软土层的厚度不大情况下,对软土层进行采挖,然后根据实际需要分层填充稳定性较好的材质,如砂石、灰土、炉渣、粉煤灰等,并进行强夯打压,加大地基的密度,提高地基承载力,降低沉降量,加快软土地基的排水,使原来的软土地基在改造后符合建筑施工的设计要求,保证工程施工的安全性。换填土处理方法依据的原理是土层的附加应力分布规律。主要适用于土质不均匀、排水较差的软土地基。
4.2管桩加固法
(1)碎石桩加固法
碎石桩加固方法主要通过震动、冲击等多种手段在软地基中进行打孔。将稳定性和固结性较好的碎砂、砂石在地基挤压、填充,形成直径较大的密实度较好的桩体,即砂石桩。这种方式适用于密实度较低的杂填土、素填土、粘土等地基,这种地基加固方式和处理方法的成本造价较高。但是随着经济的不断发展和技术的更新突破,砂石桩法开始在更广范围内得以应用。
(2)夯实水泥土桩法
夯实水泥桩法与碎石桩加固方法类似,将水泥、粉煤灰等材料填充到软弱地基中,形成水泥土桩,进行地基的加固,提高地基的承载力。这种方式施工简便易行、施工周期短、造价较低,在许多地区得以充分利用。
(3)钢筋混凝土管桩法
在道路桥梁施工的软弱地基处理中,钢筋混凝土管桩法是当前加固地基较新的桩型。在施工现场,利用专用机械浇筑混凝土管桩,加大管桩与土体的摩擦力,增强单根管桩的承载力。钢筋混凝土管桩法施工进度快,实用效果好,经济效益高,持久性强,可以广泛应用于各种软弱地基的加固处理。
4.3密实加固法
(1)排水挤密加固法
排水挤密法主要适用于含水最较高的沼泽、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
深层密实加固法采用特殊方式对软土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、索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。动力同结法适用于饱和性粘土地基,延伸了传统的动力同结置换方式,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
高压喷射注浆法是利用高压喷射机械,将水泥、粉煤灰等强度和固结性较好的材料向软弱地慕深层,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
水泥土搅拌法义称作深层搅拌法,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。
4.4加筋处理技术
加筋处理技术是在人工填土的路堤或是挡墙内铺设土工合成材料,或者在边坡打入土钉、碎石桩等,以提高软弱地基的承载力,增强地基的密实度和稳定性。
5结语
软土地基的施工是路桥施工中的一项重要工程,不但对路桥的质量具有重要的影响,更会关乎到交通运输安全,与人们的生命和财产安全息息相关。所以进行软土地基施工要充分保证施工质量,使施工能够达到路桥施工的等级要求。此外,路桥施工是一个相对较长工期的施工工程,工期长、正序繁琐,管理人员要加强对工程施工的管理,保证施工作业的安全、保证施工质量和工程进度。
参考文献:
[1]李贞龙.浅谈软土地基道路的危害问愿处理[J].中国西部科技,2009 (16).
[2]刘金波.浅谈路桥工程中的软土地基施工[J].黑龙江科技信息,2011(08).
[3]尉兵.浅谈中小型桥梁及涵洞软弱地基的处理方法[J].黑龙江交通科技,2002(4).
摘 要:在路桥工程建设中,不可避免的会遇到软土地基的问题,给施工建设带来了不同程度的不利影响,如不进行处理或者处理的方式不正確,会使得地基失稳,导致道路桥梁整体出现不均匀沉降。本文针对公路桥梁在软土地基施工的基本概况、公路桥梁软土地基施工的技术要点和注意事项进行探讨。
关键词:公路桥梁工程;桥梁地基;软土地基;处理;施工技术
在道路桥梁工程的施工过程中,影响路桥质量的关键性因素是软土软基。而软土是指以水下沉积的软弱粘性土或淤泥为主的地层,有时夹有少量的腐泥和泥碳层。软土地基的施工在路桥工程中十分常见,但又因其含水量高、渗漏性差、压缩性强等方面的特点,为路桥施工的地基处理带来一定的难度,在路桥建设工程逐渐增加、范围逐渐延伸的形势下,这一问题逐渐受到社会各界的广泛关注。为了保证公路桥梁的建设质量和使用寿命,必须经过必要的处理,来提高软土地基的强度,保证地基的稳定性,降低软弱土的压缩性。
1软土地基概况
1.1软土地基内容
软土是指湖沼、海滨、谷地沉积的具有较高的含水量,土壤孔隙较大、压缩性强、抗剪能力低的细粒土。我国的公路行业规范对软土地基定义为强度低、压缩量高的较弱土层,大多数都含有一定的有机物质。
1.2软土地基特点
①具有较大的天然含水量,比例大约在35-70%的范围内;②压缩性高,压缩系数在0.005-0.02的范围内,因软土具有较大空隙的原因,土粒间的稳定性连接结构缺乏;③渗漏性差,许多土壤的渗水系数小,内部深水条件差;④抗剪能力低下;⑤触变性强,软土结构会因受力作用恢复或者降低。
2软土地基对道路挢梁造成的危害
对于公路桥梁来说,软土地基有极大的危害性,如果不处理或处理不当,就会造成地基失稳,使道路沉降过大或不均匀沉降,对道路特别是桥梁造成不同程度的的损害。路基的好坏直接影响列基层和面层及道路的使用寿命。对基层位于软土路基上,在重车的反复作用下,路基土有可能挤入底基层,从而降低强度,导致路面的变形和破坏。在软土路基中,水是最关键的破坏因素,含水量过剩,车辆荷载反复作用,就容易形成翻浆,直到对路面结构的破坏。
3改善桥梁地基的措施
3.1提高土的剪切特性
施工中常见的结构失稳或者开挖地基时边坡失稳,使地基的承载力下降,使附近的地基隆起或局部突起等现象均表现为地基的剪切破坏。在施工时必须避免这种破坏,防止此类情况发生,就要在增加土的抗剪强度,提高地基土的承载力方面采取相应的措施。
3.2改善压缩特性
桥梁地基土是高压缩的话,桥梁的沉降则比较大,此时就要为提高地基的压缩模量采取相应的措施,以满足规范的要求。
3.3降低土的透水特性
如果在施工时地基发生渗漏或产生管涌、流砂等类似现象,说明土的透水性比较强,应采取必要措施,如减少水的压力或改变土的渗透性能。
3.4改善动力特性
改善土的动力特性即是说在地震时或由于某方面的因素导致的振动,致使一些粉、砂土产生液化现象,液化是施工时必须防止发生的,因此必须采取能提高土的抗震性能的措施来防止土的液化,以达到施工要求。
3.5对不良地基的特性进行改善
不良地基一般表现为黄土的湿陷性、膨胀性、压缩性等,要采取措施消除和减少此类地基的不良效应。
4道路桥梁施工中软地基的处理技术分析
4.1换填土处理法
换填土处理法,就是当道路桥梁地基无法满足所应有的承载力和稳定性,而且软土层的厚度不大情况下,对软土层进行采挖,然后根据实际需要分层填充稳定性较好的材质,如砂石、灰土、炉渣、粉煤灰等,并进行强夯打压,加大地基的密度,提高地基承载力,降低沉降量,加快软土地基的排水,使原来的软土地基在改造后符合建筑施工的设计要求,保证工程施工的安全性。换填土处理方法依据的原理是土层的附加应力分布规律。主要适用于土质不均匀、排水较差的软土地基。
4.2管桩加固法
(1)碎石桩加固法
碎石桩加固方法主要通过震动、冲击等多种手段在软地基中进行打孔。将稳定性和固结性较好的碎砂、砂石在地基挤压、填充,形成直径较大的密实度较好的桩体,即砂石桩。这种方式适用于密实度较低的杂填土、素填土、粘土等地基,这种地基加固方式和处理方法的成本造价较高。但是随着经济的不断发展和技术的更新突破,砂石桩法开始在更广范围内得以应用。
(2)夯实水泥土桩法
夯实水泥桩法与碎石桩加固方法类似,将水泥、粉煤灰等材料填充到软弱地基中,形成水泥土桩,进行地基的加固,提高地基的承载力。这种方式施工简便易行、施工周期短、造价较低,在许多地区得以充分利用。
(3)钢筋混凝土管桩法
在道路桥梁施工的软弱地基处理中,钢筋混凝土管桩法是当前加固地基较新的桩型。在施工现场,利用专用机械浇筑混凝土管桩,加大管桩与土体的摩擦力,增强单根管桩的承载力。钢筋混凝土管桩法施工进度快,实用效果好,经济效益高,持久性强,可以广泛应用于各种软弱地基的加固处理。
4.3密实加固法
(1)排水挤密加固法
排水挤密法主要适用于含水最较高的沼泽、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
深层密实加固法采用特殊方式对软土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、索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。动力同结法适用于饱和性粘土地基,延伸了传统的动力同结置换方式,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
高压喷射注浆法是利用高压喷射机械,将水泥、粉煤灰等强度和固结性较好的材料向软弱地慕深层,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
水泥土搅拌法义称作深层搅拌法,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。
4.4加筋处理技术
加筋处理技术是在人工填土的路堤或是挡墙内铺设土工合成材料,或者在边坡打入土钉、碎石桩等,以提高软弱地基的承载力,增强地基的密实度和稳定性。
5结语
软土地基的施工是路桥施工中的一项重要工程,不但对路桥的质量具有重要的影响,更会关乎到交通运输安全,与人们的生命和财产安全息息相关。所以进行软土地基施工要充分保证施工质量,使施工能够达到路桥施工的等级要求。此外,路桥施工是一个相对较长工期的施工工程,工期长、正序繁琐,管理人员要加强对工程施工的管理,保证施工作业的安全、保证施工质量和工程进度。
参考文献:
[1]李贞龙.浅谈软土地基道路的危害问愿处理[J].中国西部科技,2009 (16).
[2]刘金波.浅谈路桥工程中的软土地基施工[J].黑龙江科技信息,2011(08).
[3]尉兵.浅谈中小型桥梁及涵洞软弱地基的处理方法[J].黑龙江交通科技,2002(4).