论文部分内容阅读
【摘 要】 随着我们桥梁道路事业的发展,我们更加需要加强对软土地基处理方法的重视,一旦软土地基处理不当,往往就会导致道路不均匀沉降,甚至会破坏路基。随着社会的进步,科技的发展,很多新材料、新技术都被应用到了桥梁路建上面,如果想要有效的处理好软土地基,就必须根据实际情况找到最优方法,这样才能够达到预期的效果。
【关键词】 道路桥梁;软土地基;处理措施
一、道路桥梁工程中软土地基普遍存在的一些问题
第一,在进行工程地质前期勘探的时候对于地质的情况了解不够详细,这就导致了在对软土区域进行建设设计的时候没有能够对其有很好的处理,第二是在明知这段区域是软土的情况下,没有及时有效的进行处理,从而致使路堤失稳。第三是在对于软土地基已经进行了相应的处理,但是因为处理方法不恰当,所以导致了路堤失稳。比如:有些充填料的堆积不科学合理,没有根据相应的规章制度进行分层填筑,碾压方式不当,并且填土过快等。第四是在道路桥梁工程施工建设的时候对“硬壳层”产生了影响了,让硬壳层被破坏,进而出现路堤失稳的情况。
二、在对软土基地进行处理时候的一些事前准备
改善工程的地质结构,采用科学的方法进行施工,认真调查道路桥梁工程的现场地质,室内配比的实验和土工的实验要先做好,有了合格报告之后再进行大面积的开展。对软土地基的加固处理过程中,要严格按照道路桥梁工程桩位的设计图,依据室内配比的实验和土工的实验实施,先试桩再对单位喷粉量合理的计算,加固优化软土地基结构。充分检验施工材料的质量水平及和合格性,保证道路桥梁工程施工现场的规整,确保施工的各类机械设备能顺利安全运行,并科学的组装施工的各类机械设备,及时对设备机械调试,保证尽快运行,发挥最大的作用。
三、对道路桥梁软土地基进行处理的相关措施
软土基地的处理措施多种多样,比如:换填法、排水固结法以及强夯法等等,在沉降处理方面也可以将其分为降低总体沉降以及加速固结处理两种方法。下面就对几种我们常见的软土路基处理方法进行了探讨。下图为软土地基施工流程(图1)
1、爆破和抛石排淤法
爆破和抛石排淤属于新型的加固处理方式。爆破加固技术是炸药爆炸之后,利用其张力使泥沼软土地基结构得到改善,排除掉松散的土壤和淤泥土质,再用强度比较高的材料进行填充。爆破加固技术对操作有很严格的要求,操作者需要具备一定的技术水平,并且成本较高,还有一定危险性,如果操作不当,就会导致施工环境的严重污染。抛石加固技术是将大片石料抛出,利用产生的挤压力进行排淤,比爆破加固技术操作更加方便,成本相对较低,因此在道路桥梁软土积水洼地地基处理中被广泛使用。
2、表层处理法
在道路桥梁软土地基施工的过程中,最常见的方式就是强化一些地面表层极软弱的部分,然后再进行施工,通过地质排水强化处理软土的表层,加强材料的设置,提高地表的强度,大大提升组织结构能力,达到加固处理、预防塌陷的目的,对于软土表层质量比较好的,并且含水量较高的软土地基,在道路桥梁施工填土之前,进行排水沟挖掘土地表层,让水分引导留出地基。这种方式可以有效的降低土地表层的含水量,提高土壤的干燥程度,有利于道路桥梁工程施工的顺利进行。开挖沟槽进行排水之后,可以将沙砾石块填埋进去,使地基底座更加强筋,提升透水透气性,软土地的构成材料得到改善,地基架构更坚固,为道路桥梁软土地基施工奠定了坚实的基础,为了调整和改善软土地质的特性,在软土地基施工中,可以在土层中加入一些韧性材料或者沙砾石块垫层,垫层所起到的作用有:
2.1进一步提升了地基的承载力
由于各种垫层的抗剪强度比软弱土层高,因此需要提高土承载力,以免破坏软土地基。
2.2在某种程度上减少了沉降量
如条形基础在基础宽度及深度范围中的沉降量,大约占总沉降量的一半,运用分布严密的垫层取代上部软弱土层,可以大大减少这一部分的沉降量。垫层针对应力具有一定的扩散作用,进而致使下卧层软土的压力变小,这样一来回减少下卧土层的沉降量。
2.3提高软土层排水固结速度
由于垫层材料的透水性很好,当软弱土层受到压制后,垫层能够充当良好的排水面,可以让基础下面的孔隙水压力消散,增强垫层下面弱土层固结的强度,以免出现地基下软土塑性破坏的不良情况,从而使整个道路桥梁工程具有良好的稳定性。上部的地基的软土层较薄,并且含水量较高时,可在软土地基之上铺设一层一米厚度的砂垫层,不仅使软土良好固结,砂垫层还可以用作排水层,合理的调整土层水分。如果软土的表层土壤是粘性非常强的,就可以在软土的表层土壤里加入一些混合添加剂,土层粘接力得到提高,并且有效改善了土层的压缩性,整体的地基性能提高上去,使软土结构更加密实。如果软土地基不均匀,容易造成侧向变位,并且会出现不均匀的局部沉降现象,就必须对材料进行一定的增添和敷垫,利用抗拉力和抗剪力使地基能够均匀支持填土的负荷,尽可能的控制侧向变位和局部沉降现象,施工工程中的机械设备可以安全持续进行施工。
3、使用排水固结法对软土地基进行处理
这种方法就是在地基当中设置排水体,经由排水系统把地层当中含水量较为充分的软土层投下来水进行排除,主要是用加压系统与排水系统两个部分构成的,按照排水体的差异能够将其划分成为塑料排水帶以及砂井排水这两种排水方法。排水固结法能够有效的解决淤泥粘土地基稳定与沉降等问题。砂井排水主要是对砂井直径D与砂井位置间距L进行确定,这就和土地层当中的含水量紧密相关,所以要对其含水量进行统计。一般说来砂井井距范围是两米到四米之间,其直径一般为二十到三十厘米,平面上呈梅花形布置。
4、使用强夯法对软土地基进行处理
强夯法是处理软土基地最为常见的一种方法,强夯法具有成本低、易施工、技术要求不高等等一系列优点,又被叫做动力固结法。这种方法适用土地也较为广泛,这当中主要包括:黄土、沙土、素填土、粘土等等地基。如果这其中的软土具有较高的饱和度,那么就不适合用此种方法,如果软土当中有沙土层,那么也能够使用强夯法,所以强夯法的使用必须要充分考虑到地质结构。 5、竖向排水法
在本工程中软土层地基厚度大、均匀粘土地质使用竖向排水处理技术,在强粘性的底基层中设置垂直竖向排水柱,短距离排水强化地基固结排水,全面增强综合抗剪性能。通过纸板材料或矿井排水,振动沉桩、袋装打入、水射、螺旋钻入方式等开展良好设置,这种施工方式,是将处理目标放在填土坡面下,全面强化地基从而更加的稳定。比如,在砂井施工的过程中,根据基底沉降程度和稳定性实施计算并合理实施施工方案,挖掘砂井排水的直径和具体的施工面积要确定,施工前要对软土层表面铺设砂层,挖掘排水沟,全面降低地下水位,通过振动、打入、水射、螺旋钻入的施工方式处理桩柱,埋桩的深度不能高于二十米的限度。
6、换填法
在工程中暗沟区域、杂填土区域和低洼水源地区域等软土地基很浅的地区,采用换填法加固地基,利用挖掘方式,把地面下面的软土土层挖掘掉,然后在挖掘空出来的区域填埋土质性能稳定、压缩性很低、高强度和承载能力很好的碎石材料等。在换填土层的时候把每个层面都进行压实操作,目的是保证换填之后的土层可以保持很好的含水量和压实度,使其满足工程建设规定的各项指标数据。
7、连接段处理方法
7.1路堤与桥梁连接处的软土地基处理
桥梁通常都采用桩基础,因此其自身的安全和稳定基本可以保证,沉降量也很小。由软土地基引起的工程问题主要是桥梁与路堤连接处的不均匀沉降,一般被称为“错台”或者“驼峰”。为避免发生这种病害,需要消除桩基的负摩擦阻力,解决桥梁与公路荷载不一致的问题。通常采用预压法和平衡压路堤法进行处理。预压法一般是与石灰桩法、竖向排水井法等并用。预压法首先是采用与路堤一致的总荷载进行桥台地基的预压处理,当地基的沉降稳定后,卸去预压荷载,进行桥台修筑。这一方法能够有效消除桩基负摩擦阻力和不均匀沉降,并且适用于各种形式的桥台,也适用于挡墙基础。平衡压路堤法是在采用了预压法后,在其基础上,用桩柱式桥台在已完成预压的路堤上进行钻孔置桩。这一方法能避免桥台发生纵向位移,同样能够有效消除桩基负摩擦阻力和不均匀沉降,但是只适用于桩柱式的桥台。在处理路堤与桥梁连接处的软土地基时,通常采用上述两种方法,同时结合使用挤密砂桩法、袋装砂井法、塑料排水板法、铺砂垫层法、超载预压法等工艺,能够有效加快地基的沉降,缩短预压的时间,并且增强预压的效果。采用预压法和平衡压路法的优点是施工操作较简单、效果较好,并且能够减少成本,节省资源投入;缺点是预压的时间较长,且在预压过程中不宜施工。
7.2通道、涵洞与路堤连接处的软土地基处理
通道、涵洞与路堤的连接,一般是先修筑通道、涵洞,然后修筑两侧路堤。通常通道、涵洞不使用桩基础工艺,因而通道、涵洞相对路堤较小,从而易发生不均匀沉降,导致淤塞、积水等现象,致使其功能丧失。鉴于此,可采用反开槽法、支承桩法、预留拱度法和扩大断面法。反开槽法即预压法,是先填筑路堤,采用与路堤一致的总荷载对通道、涵洞软土地基进行预压,使软土地基固结沉降。当沉降稳定之后,再进行修筑作业。这一方法常与砂桩、铺筑砂垫层、超载预压、排水板等工艺一起使用,能够加快软土地基的沉降,缩短预压时间,有效提高预压效果。反开槽法能够消除不均匀沉降,避免“驼峰”现象的出现,有利于成本的控制,但是由于预压时间的需要,导致了工程工期延长,并且在通道或涵洞工程中还要增修必要的临时便道或管道。支承桩法的使用较少,通常是在工期紧,无法使用预压法,同时地基沉降量大,超出通道、涵洞允许的沉降范围的情况下采用。预留拱度法和扩大断面法实际上对不均匀沉降的消除不起作用,但是能够保证在通道、涵洞发生沉降时不会失去功能。
四、结束语
在道路桥梁工程建设中,软土基具有很大的危害性,会直接影响着道路桥梁沉降的问题。若施工处理不当,可因为剩余沉降及不均匀沉降导致各种失稳或者破坏现象,发生路基开裂以及塔滑情形,严重时还可发生路基整体坍塌,造成严重的安全事故,因此,采取相应的处理技术加固软土地基有著非常重要的意义。
参考文献:
[1]王灵.刍议道路桥梁工程软土地基施工技术[J].科技与企业,2014,10:182.
[2]朱宇.浅谈道路桥梁工程中软土地基的施工处理措施[J].中华民居(下旬刊),2014,03:355-356.
[3]李敏.道路桥梁工程中软土地基的施工处理措施分析[J].科技创新与应用,2014,01:201.
[4]于波.道路桥梁工程软土地基施工技术探讨[J].交通建设与管理,2014,06:14-15.
【关键词】 道路桥梁;软土地基;处理措施
一、道路桥梁工程中软土地基普遍存在的一些问题
第一,在进行工程地质前期勘探的时候对于地质的情况了解不够详细,这就导致了在对软土区域进行建设设计的时候没有能够对其有很好的处理,第二是在明知这段区域是软土的情况下,没有及时有效的进行处理,从而致使路堤失稳。第三是在对于软土地基已经进行了相应的处理,但是因为处理方法不恰当,所以导致了路堤失稳。比如:有些充填料的堆积不科学合理,没有根据相应的规章制度进行分层填筑,碾压方式不当,并且填土过快等。第四是在道路桥梁工程施工建设的时候对“硬壳层”产生了影响了,让硬壳层被破坏,进而出现路堤失稳的情况。
二、在对软土基地进行处理时候的一些事前准备
改善工程的地质结构,采用科学的方法进行施工,认真调查道路桥梁工程的现场地质,室内配比的实验和土工的实验要先做好,有了合格报告之后再进行大面积的开展。对软土地基的加固处理过程中,要严格按照道路桥梁工程桩位的设计图,依据室内配比的实验和土工的实验实施,先试桩再对单位喷粉量合理的计算,加固优化软土地基结构。充分检验施工材料的质量水平及和合格性,保证道路桥梁工程施工现场的规整,确保施工的各类机械设备能顺利安全运行,并科学的组装施工的各类机械设备,及时对设备机械调试,保证尽快运行,发挥最大的作用。
三、对道路桥梁软土地基进行处理的相关措施
软土基地的处理措施多种多样,比如:换填法、排水固结法以及强夯法等等,在沉降处理方面也可以将其分为降低总体沉降以及加速固结处理两种方法。下面就对几种我们常见的软土路基处理方法进行了探讨。下图为软土地基施工流程(图1)
1、爆破和抛石排淤法
爆破和抛石排淤属于新型的加固处理方式。爆破加固技术是炸药爆炸之后,利用其张力使泥沼软土地基结构得到改善,排除掉松散的土壤和淤泥土质,再用强度比较高的材料进行填充。爆破加固技术对操作有很严格的要求,操作者需要具备一定的技术水平,并且成本较高,还有一定危险性,如果操作不当,就会导致施工环境的严重污染。抛石加固技术是将大片石料抛出,利用产生的挤压力进行排淤,比爆破加固技术操作更加方便,成本相对较低,因此在道路桥梁软土积水洼地地基处理中被广泛使用。
2、表层处理法
在道路桥梁软土地基施工的过程中,最常见的方式就是强化一些地面表层极软弱的部分,然后再进行施工,通过地质排水强化处理软土的表层,加强材料的设置,提高地表的强度,大大提升组织结构能力,达到加固处理、预防塌陷的目的,对于软土表层质量比较好的,并且含水量较高的软土地基,在道路桥梁施工填土之前,进行排水沟挖掘土地表层,让水分引导留出地基。这种方式可以有效的降低土地表层的含水量,提高土壤的干燥程度,有利于道路桥梁工程施工的顺利进行。开挖沟槽进行排水之后,可以将沙砾石块填埋进去,使地基底座更加强筋,提升透水透气性,软土地的构成材料得到改善,地基架构更坚固,为道路桥梁软土地基施工奠定了坚实的基础,为了调整和改善软土地质的特性,在软土地基施工中,可以在土层中加入一些韧性材料或者沙砾石块垫层,垫层所起到的作用有:
2.1进一步提升了地基的承载力
由于各种垫层的抗剪强度比软弱土层高,因此需要提高土承载力,以免破坏软土地基。
2.2在某种程度上减少了沉降量
如条形基础在基础宽度及深度范围中的沉降量,大约占总沉降量的一半,运用分布严密的垫层取代上部软弱土层,可以大大减少这一部分的沉降量。垫层针对应力具有一定的扩散作用,进而致使下卧层软土的压力变小,这样一来回减少下卧土层的沉降量。
2.3提高软土层排水固结速度
由于垫层材料的透水性很好,当软弱土层受到压制后,垫层能够充当良好的排水面,可以让基础下面的孔隙水压力消散,增强垫层下面弱土层固结的强度,以免出现地基下软土塑性破坏的不良情况,从而使整个道路桥梁工程具有良好的稳定性。上部的地基的软土层较薄,并且含水量较高时,可在软土地基之上铺设一层一米厚度的砂垫层,不仅使软土良好固结,砂垫层还可以用作排水层,合理的调整土层水分。如果软土的表层土壤是粘性非常强的,就可以在软土的表层土壤里加入一些混合添加剂,土层粘接力得到提高,并且有效改善了土层的压缩性,整体的地基性能提高上去,使软土结构更加密实。如果软土地基不均匀,容易造成侧向变位,并且会出现不均匀的局部沉降现象,就必须对材料进行一定的增添和敷垫,利用抗拉力和抗剪力使地基能够均匀支持填土的负荷,尽可能的控制侧向变位和局部沉降现象,施工工程中的机械设备可以安全持续进行施工。
3、使用排水固结法对软土地基进行处理
这种方法就是在地基当中设置排水体,经由排水系统把地层当中含水量较为充分的软土层投下来水进行排除,主要是用加压系统与排水系统两个部分构成的,按照排水体的差异能够将其划分成为塑料排水帶以及砂井排水这两种排水方法。排水固结法能够有效的解决淤泥粘土地基稳定与沉降等问题。砂井排水主要是对砂井直径D与砂井位置间距L进行确定,这就和土地层当中的含水量紧密相关,所以要对其含水量进行统计。一般说来砂井井距范围是两米到四米之间,其直径一般为二十到三十厘米,平面上呈梅花形布置。
4、使用强夯法对软土地基进行处理
强夯法是处理软土基地最为常见的一种方法,强夯法具有成本低、易施工、技术要求不高等等一系列优点,又被叫做动力固结法。这种方法适用土地也较为广泛,这当中主要包括:黄土、沙土、素填土、粘土等等地基。如果这其中的软土具有较高的饱和度,那么就不适合用此种方法,如果软土当中有沙土层,那么也能够使用强夯法,所以强夯法的使用必须要充分考虑到地质结构。 5、竖向排水法
在本工程中软土层地基厚度大、均匀粘土地质使用竖向排水处理技术,在强粘性的底基层中设置垂直竖向排水柱,短距离排水强化地基固结排水,全面增强综合抗剪性能。通过纸板材料或矿井排水,振动沉桩、袋装打入、水射、螺旋钻入方式等开展良好设置,这种施工方式,是将处理目标放在填土坡面下,全面强化地基从而更加的稳定。比如,在砂井施工的过程中,根据基底沉降程度和稳定性实施计算并合理实施施工方案,挖掘砂井排水的直径和具体的施工面积要确定,施工前要对软土层表面铺设砂层,挖掘排水沟,全面降低地下水位,通过振动、打入、水射、螺旋钻入的施工方式处理桩柱,埋桩的深度不能高于二十米的限度。
6、换填法
在工程中暗沟区域、杂填土区域和低洼水源地区域等软土地基很浅的地区,采用换填法加固地基,利用挖掘方式,把地面下面的软土土层挖掘掉,然后在挖掘空出来的区域填埋土质性能稳定、压缩性很低、高强度和承载能力很好的碎石材料等。在换填土层的时候把每个层面都进行压实操作,目的是保证换填之后的土层可以保持很好的含水量和压实度,使其满足工程建设规定的各项指标数据。
7、连接段处理方法
7.1路堤与桥梁连接处的软土地基处理
桥梁通常都采用桩基础,因此其自身的安全和稳定基本可以保证,沉降量也很小。由软土地基引起的工程问题主要是桥梁与路堤连接处的不均匀沉降,一般被称为“错台”或者“驼峰”。为避免发生这种病害,需要消除桩基的负摩擦阻力,解决桥梁与公路荷载不一致的问题。通常采用预压法和平衡压路堤法进行处理。预压法一般是与石灰桩法、竖向排水井法等并用。预压法首先是采用与路堤一致的总荷载进行桥台地基的预压处理,当地基的沉降稳定后,卸去预压荷载,进行桥台修筑。这一方法能够有效消除桩基负摩擦阻力和不均匀沉降,并且适用于各种形式的桥台,也适用于挡墙基础。平衡压路堤法是在采用了预压法后,在其基础上,用桩柱式桥台在已完成预压的路堤上进行钻孔置桩。这一方法能避免桥台发生纵向位移,同样能够有效消除桩基负摩擦阻力和不均匀沉降,但是只适用于桩柱式的桥台。在处理路堤与桥梁连接处的软土地基时,通常采用上述两种方法,同时结合使用挤密砂桩法、袋装砂井法、塑料排水板法、铺砂垫层法、超载预压法等工艺,能够有效加快地基的沉降,缩短预压的时间,并且增强预压的效果。采用预压法和平衡压路法的优点是施工操作较简单、效果较好,并且能够减少成本,节省资源投入;缺点是预压的时间较长,且在预压过程中不宜施工。
7.2通道、涵洞与路堤连接处的软土地基处理
通道、涵洞与路堤的连接,一般是先修筑通道、涵洞,然后修筑两侧路堤。通常通道、涵洞不使用桩基础工艺,因而通道、涵洞相对路堤较小,从而易发生不均匀沉降,导致淤塞、积水等现象,致使其功能丧失。鉴于此,可采用反开槽法、支承桩法、预留拱度法和扩大断面法。反开槽法即预压法,是先填筑路堤,采用与路堤一致的总荷载对通道、涵洞软土地基进行预压,使软土地基固结沉降。当沉降稳定之后,再进行修筑作业。这一方法常与砂桩、铺筑砂垫层、超载预压、排水板等工艺一起使用,能够加快软土地基的沉降,缩短预压时间,有效提高预压效果。反开槽法能够消除不均匀沉降,避免“驼峰”现象的出现,有利于成本的控制,但是由于预压时间的需要,导致了工程工期延长,并且在通道或涵洞工程中还要增修必要的临时便道或管道。支承桩法的使用较少,通常是在工期紧,无法使用预压法,同时地基沉降量大,超出通道、涵洞允许的沉降范围的情况下采用。预留拱度法和扩大断面法实际上对不均匀沉降的消除不起作用,但是能够保证在通道、涵洞发生沉降时不会失去功能。
四、结束语
在道路桥梁工程建设中,软土基具有很大的危害性,会直接影响着道路桥梁沉降的问题。若施工处理不当,可因为剩余沉降及不均匀沉降导致各种失稳或者破坏现象,发生路基开裂以及塔滑情形,严重时还可发生路基整体坍塌,造成严重的安全事故,因此,采取相应的处理技术加固软土地基有著非常重要的意义。
参考文献:
[1]王灵.刍议道路桥梁工程软土地基施工技术[J].科技与企业,2014,10:182.
[2]朱宇.浅谈道路桥梁工程中软土地基的施工处理措施[J].中华民居(下旬刊),2014,03:355-356.
[3]李敏.道路桥梁工程中软土地基的施工处理措施分析[J].科技创新与应用,2014,01:201.
[4]于波.道路桥梁工程软土地基施工技术探讨[J].交通建设与管理,2014,06:14-15.